采用SigmaDesigns EM8511媒體處理芯片的支持MPEG4的便攜式多媒體播放器,利用嵌入式操作系統.運用自行開發的應用軟件和底層設備驅動程序。能支持多種格式的流媒體,具有功耗低、穩定性高、成本低和體積小等特點
上傳時間: 2013-05-21
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隨著電力系統自動化水平的提高以及新的變電站通信標準IEC61850的正式頒布,研究新型數字保護裝置已經變的刻不容緩。本論文圍繞設計和研制一套能符合IEC61850標準下變電站應用的新型數字保護裝置這一課題,主要研究以太網通信在數字保護中應用的可行性并參與設計基于雙網冗余的高速以太網通信網絡的網絡化數字保護平臺,在基于網絡化數字保護平臺上移植嵌入式操作系統Vxworks,討論基于VxWorks的微機保護任務的劃分并詳細介紹了實現饋線保護的功能和試驗測試結果。 論文開始概述了目前國內外數字繼電保護產品技術的發展現狀并簡單分析了變電站自動化通信網絡和系統標準IEC61850,對未來保護裝置發展趨勢進行了展望,明確了微機繼電保護裝置網絡化、平臺化、標準化的發展方向。本課題組研制的網絡化數字保護裝置則充分的考慮了IEC61850標準分層的意義和未來變電站自動化系統發展的必然趨勢,其研究對變電站改造和建設符合lEC61850標準的變電站自動化系統有重要意義。 論文首先分析數字式繼電保護裝置硬件平臺的發展過程,介紹了基于以太網通信技術的通用網絡化數字保護硬件平臺設計構想,并說明了全網絡化數字保護平臺的優點。全網絡化數字保護平臺采用模件化設計,整個裝置具體功能模件包括交流變換模件、數據采集模件、數據計算和邏輯處理模件、開入開出模件、以太網Hub模件、電源模件以及人機接口模件。 其次,概述以太網通信技術的發展和技術特點,并分析以太網通信技術應用于變電站自動化系統的可行性。根據提高以太網通信實時性的研究現狀,介紹雙網冗余高速以太網通信方案的實現,特別詳細闡述了基于以太網控制芯片LAN91Clll的以太網通信接口的設計,給出LAN91C111的初始化、以太網通信發送模塊以及以太網通信中斷接受模塊的流程。 再次,分析了在繼電保護產品軟件系統中應用前后臺系統和嵌入式實時操作系統的區別,闡明在繼電保護硬件平臺上應用嵌入式實時操作系統VxWorks的優勢。并重點闡述在嵌入式處理器AT91RM9200上移植VxWorks實時操作系統的過程。 論文分析了數字繼電保護軟件任務劃分的基本原則,合理劃分數字保護的任務和任務優先級,并通過調試工具WindView驗證任務調度的正確性。詳細的介紹網絡化數字保護平臺上實現饋線保護的具體功能和保護邏輯,最后通過試驗測試,證明裝置各項性能優越。 最后,對本論文所開展的工作作了總結,并對進一步研究的方向進行了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,近距離無線傳輸技術是發展最快、最引入注目的技術,而ZigBee恰恰是填補了低速率無線通信技術的空缺,與其他標準在應用上相得益彰。它專注于近距離傳輸,成本低、同時入門檻也低,雖然其出現較晚,但目前已經得到人們越來越多的關注,成為無線技術研究的一個新熱點。 本文在詳細分析了傳統的抄表方式和無線抄表系統的發展狀況以及相關的無線數據傳輸技術的基礎上,提出了基于ZigBee技術的無線抄表系統的方案。論文在研究ZigBee組網技術的基礎上,設計了基于ZigBee開發平臺的無線嵌入式抄表系統,編寫了相應的軟件,完成了相應的調試和分析,并進行了系統的可靠性、實時性和安全性等問題分析。為了減少系統由于節點路由而造成的功耗損耗過大的問題,本文在組網應用過程中采用Tree+AODVjr的路由算法,從而保持系統能夠保持較小功耗的情況下進行數據的多跳路由,同時以ARM S3C2410為核心實現了基站設計,實現小區電表數據的集中采集,并通過GPRS/GSM模塊實現基站和抄表中心的數據傳輸和實時控制,在此基礎上,對抄表系統軟件也進行了相應的設計。 通過單點對單點、星形網絡數據傳輸實驗,取得了相應的實驗數據,對于協議的特點、系統可靠性和功耗情況有了整體把握,為今后ZigBee技術的進一步研究和應用打下了堅實基礎。 實驗結果顯示,本文提出的方案切實可行,并且采用ZigBee技術具有節約資源、操作方便、可靠性高而且易于管理等特點,基站和系統利用較為成熟的GPRS/GSM網絡技術進行通訊,既滿足了實時性要求,又降低了成本。
上傳時間: 2013-06-27
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嵌入式圖像采集系統具有體積小、成本低、穩定性高等優點,在遠程監控、可視電話、計算機視覺、網絡會議等領域應用廣泛。為克服傳統基于單片機的圖像采集系統的種種不足,本文提出了一種新的解決方案,利用高速的ARM9嵌入式微處理器S3C2410A為硬件核心,搭配USB攝像頭,結合Linux構建了一套嵌入式的圖像采集系統。USB攝像頭有著容易購買、性價比高等優點,但長期以來將其直接應用于嵌入式系統卻很困難。隨著ARM微處理器的廣泛應用,嵌入式系統的性能得到了極大的提升。人們逐漸將操作系統引入其中,方便系統的管理和簡化應用程序的開發。Linux是一個免費開源的優秀操作系統,將其移植到嵌入式系統中能夠對系統進行高效地管理、極大地方便應用程序的開發。嵌入式的Linux操作系統繼承了Linux的優良特性,還有著節約資源,實時性強等優點。在本方案中以嵌入式Linux操作系統為基礎,借助其對USB、網絡等的強大支持能力來構建高度靈活的圖像采集系統。通過利用Linux操作系統內建的video4Linux對攝像頭進行編程,實現了將USB攝像頭采集到的視頻數據進行顯示和存為圖片的功能。本文中具體講述了嵌入式的軟硬件平臺的構建,USB攝像頭的驅動開發,圖像采集應用程序的實現等。本文提出的嵌入式圖像采集方案適用于市面上絕大多數流行的USB攝像頭,還能把得到的圖像通過以太網傳輸以實現遠程的監控。這套方案利用應用程序編程接口video4linux所提供的數據結構、應用函數等,實現了在Linux環境下采集USB攝像頭圖像數據的功能,并運用嵌入式的GUI開發工具Qt/Embedded來編寫最終的應用程序實現了美觀的用戶界面。充分運用Linux操作系統和其工具的強大功能來實現圖像采集, 對基于Linux內核的后續圖像應用開發具有實用意義。本系統完全基于開放的平臺和模塊化的實現方法,具有良好的可移植性,可方便地進行各種擴展。這種方案所實現的圖像采集系統成本低,靈活性高,性能好,是一種優良的解決方案。本文詳細介紹了這種基于Linux系統和S3C2410A平臺的嵌入式圖像采集系統。關鍵詞:嵌入式,ARM,USB,圖像采集,Linux
上傳時間: 2013-06-05
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隨著計算機技術、通信技術的飛速發展和3C(計算機、通信、消費電子)的融合,嵌入式系統已經滲透到各個領域。在32位嵌入式微處理器市場上,基于ARM(Advanced RISC Machine)內核的微處理器在市場上處于絕對的領導地位,因此追蹤ARM技術的發展趨勢顯得尤為重要。在嵌入式操作系統的選擇上,Linux一直因其內核精簡、代碼開放、易于移植等特點受到廣大嵌入式系統工程師的青睞。另外,嵌入式系統一旦具備網絡接入功能,其信息處理能力更加強大,因此有必要為嵌入式系統構建Web服務器。 本文主要目的是研究基于ARM的嵌入式Linux開發平臺構建,并在此基礎上進行網絡應用程序的開發。 文章深入剖析了ARM9的體系結構,介紹了基于ARM9的S3C2410開發板的特性及資源;闡述了嵌入式操作系統的相關知識及嵌入式Linux移植的基本方法;搭建了移植所需要的開發環境,主要包括在宿主機Linux操作系統下編譯arm-linux交叉編譯工具等;然后詳細闡述了嵌入式Linux開發平臺的構建過程,包括對BootLoader的分析和移植,Linux2.6內核的結構分析、代碼修改以及內核裁減、配置和移植,網卡驅動程序的移植,以及根文件系統的創建。按文中提供的方法和技巧可以很方便的建立一個ARM-Linux開發平臺。 文章最后給出了基于所建平臺的網絡應用,即在上述所建的軟硬件平臺上創建Web服務器Boa,并基于Boa進行應用開發。最終實現了基于Boa嵌入式Web服務器的服務器端表單處理程序,實現了PC機與目標板的動態網頁交互功能,并且,通過PC機IE瀏覽器可以直接控制目標板上的硬件和可執行程序,以實現對目標板的遠程監控功能。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著二十一世紀的到來,人類進入了后PC時代。在這一階段,嵌入式技術得到了飛速發展和廣泛應用。目前,嵌入式技術及其產品已廣泛應用于智能家用電器、智能建筑、儀器儀表、通訊產品、工業控制、掌上型電腦、各種智能IC卡的應用等等。將嵌入式系統應用于多媒體移動終端,充分發揮了嵌入式系統的低功耗、集成度高、可擴充能力強等特點,可以達到集移動、語音、圖像等各種功能于一身的效果。基于以上背景,本文提出了一種基于嵌入式Linux的多媒體播放器設計方案。 本文首先詳細分析了ARM體系結構,研究了嵌入式Linux操作系統在ARM9微處理器的移植技術,包括交叉編譯環境的建立、引導裝載程序應用、移植嵌入式Linux內核及建立根文件系統,并且實現了嵌入式Linux到EP9315開發板的移植。 由于嵌入式系統本身硬件條件的限制,常用在PC機的圖形用戶界面GUI系統不適合在其上運行。為此,本文選擇了Qt/Embedded作為研究對象,在對其體系結構等方面進行研究基礎上,實現了Qt/Embedded到EP9315開發板的移植,完成了嵌入式圖形用戶界面開發,使得系統擁有良好的操作界面。 針對現今MP3文件格式廣泛流行的特點,本文設計了MP3播放器。在深入研究了MP3文件編碼原理的基礎上,詳細論述了播放器的設計過程,沒有使用硬件解碼方案,采用了軟件解碼,降低了系統開發成本:在視頻播放方面,本文實現了Linux系統下的通用媒體播放器——Mplayer到EP9315開發板的移植。通過對音頻數據輸出的研究,解決了Mplayer播放聲音不正常的問題,實現了一個集音樂和視頻播放于一體的嵌入式多媒體播放系統。 最后,總結了論文所做的工作,指出了嵌入式多媒體播放器所需要進一步解決和完善的問題。
上傳時間: 2013-04-24
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本文在分析了嵌入式技術及控制系統的發展概況后,首先對現場總線,主要是CAN總線的技術特點進行了全面的介紹,并重點對CAN總線網絡中數據傳輸的實時性問題及改善的方案進行了分析和研究。之后利用嵌入式技術實現了基于CAN總線的網絡測控系統。該系統的主控節點,即ARM平臺采用32位的嵌入式處理器AR2M和嵌入式實時操作系統μC/OS-Ⅱ來實現,并在該平臺上完成了系統多任務的建立,包括與底層CAN網絡的通信、液晶顯示輸出和嵌入式Web服務器等。 論文共分六章。第一章介紹了控制系統的發展過程、嵌入式技術及其發展現狀,并引出了課題的背景和研究意義,給出了主要研究內容。第二章著重介紹了CAN現場總線技術,并對其工作原理和CAN總線系統的實時性進行了分析。第三章論述了CAN總線測控網絡的實現以及CAN測控網絡與Internet集成的必要性,并給出了本文的系統設計方案、工作原理和組成。第四章論述了基于CAN總線的嵌入式測控系統的設計與實現,詳細闡述了系統的硬件、軟件設計思路和實現方法。硬件方面,介紹了硬件平臺中的主處理器LPC2292和整個硬件邏輯模塊。軟件設計上實現了μC/OS-Ⅱ實時操作系統在ARM7上的移植,并完成了嵌入式系統下多任務的建立。第五章介紹了以QXLPC-Ⅲ過程控制系統為應用對象,進行的實際應用實驗,該實驗對被控過程的部分物理量進行了檢測,驗證了本方案的可行性。第六章對全文進行了總結,給出了有待進一步研究的問題,并對后續工作進行了展望。
上傳時間: 2013-06-03
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藍牙(Bluetooth)技術是近年來國外先進國家研究發展最快的短程無線通信技術之一,能夠廣泛地應用于工業短距離無線控制裝置、近距離移動無線控制設備、機器人控制、辦公自動化及多媒體娛樂設備等局部范圍內無線數據傳輸的領域中。在我國,由于對藍牙技術的研究還處于研究開發的初級階段, 還沒有形成藍牙數據短距離無線通信的一套開放性應用標準。 在無線音頻傳輸領域內,傳統的基于模擬調制方式的無線音頻傳輸由于抗干擾能力較差,傳輸的音頻質量會受到較大的影響,而國內市場上的藍牙音頻產品僅支持單聲道語音傳輸。所以,對基于藍牙技術的高品質多通道音頻傳輸技術的研究將具有一定的技術創新性,在無線音頻傳輸領域也具有較為廣闊的市場前景。 本文以嵌入式藍牙技術與音頻信號傳輸系統為研究開發課題,參考國外藍牙技術協議標準,利用功能模塊單元與嵌入式技術,目標是研制一種基于嵌入式開發應用的高品質雙聲道藍牙無線音頻傳輸系統。本系統通過對雙聲道線性模擬音源的數字化MP3編解碼處理,結合基于嵌入式應用的簡化后的HCI層藍牙應用協議,實現了藍牙信道帶寬內的高品質雙聲道音頻信號點對點的傳輸。 在硬件設計上,系統采用了模塊化設計思想。發送端和接收端由音頻處理模塊、控制傳輸模塊和無線模塊三部分構成。其中,音頻處理模塊以MAS3587音頻處理芯片為核心,負責音頻信號的AD采樣、MP3壓縮和解壓縮以及DA還原等工作;控制傳輸模塊以MSP430F169為核心,負責MP3數據幀的高速傳輸以及藍牙接口協議控制;無線模塊采用藍牙單芯片解決方案(集成藍牙射頻、基帶和鏈路管理等),負責MP3數據幀的射頻發送和接收。模塊與模塊之間采用工業標準接口方式連接。音頻處理模塊和控制傳輸模塊之間采用DMA方式的通用并口(PIO);控制傳輸模塊與藍牙模塊之間采用DMA方式的通用異步串口(UART)。 在軟件設計上,系統主要由藍牙協議解釋、傳輸控制和芯片驅動三部分構成。在藍牙協議解釋上,系統采用了基于HCI層的ACL數據包透明傳輸方式;在傳輸控制上,采用了基于通用并口(PIO)和異步串口(UART)的DMA方式高效率批量數據傳輸技術;芯片驅動主要指對MAS3587的基本配置。 對目標系統的測試實驗采用了目前流行的音頻測試虛擬儀器軟件Adobe Audition 1.5。實驗項目包括掃頻測試、音樂測試、聽覺測試、距離測試以及抗干擾測試等。實驗結果表明,輸入音源在經過MP3編碼、發射、接收及MP3解碼后,音頻質量基本上沒受影響,實際雙聲道音質接近于CD音質,而無線傳輸的可靠性遠高于模擬無線音頻傳輸,幾乎沒有斷音與錯音,充分體現了嵌入式藍牙無線技術的優勢。
上傳時間: 2013-05-27
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本文介紹了基于軟PLC(Programmable Logic Controller,可編程控制器)的嵌入式技術起源和背景,綜述了基于軟PLC的嵌入式系統的關鍵技術和優點,最后介紹了其設計和實現的方法。 基于軟PLC的嵌入式系統的研究與實現分為開發系統和運行系統(又稱為虛擬機系統)。本文概述了開發系統,其運行于PC機的操作系統如Windows或者Linux等,為用戶提供一個大眾化的編程環境,它包含編輯器、編譯器、連接器、調試器和通信接口幾個部分。編輯界面友好,可以讓用戶方便的使用LD、ST和FBD三種語言編寫程序,編譯器和連接器將源程序文件編譯和連接成虛擬機系統可執行的目標代碼文件;分析了開發系統,其中詳細描述了編譯模塊的編制過程,實現了將指令表語言轉換為運行系統能夠識別的C/C++指令的功能;詳細地研究了梯形圖轉換為指令表語言,以及由指令表語言向梯形圖語言的算法和數據結構。調試器借助于虛擬機運行系統提供的服務可完成對應用程序的調試糾錯;討論了uCLinux操作系統和編譯調試技術,以及采用ModBus/TCP工業通信協議的通信接口用于開發系統和運行系統之間的通信。 另一方面,本文分析了虛擬機運行系統,它運行于安裝了uCLinux的ARM7平臺上,包括運行內核模塊、系統管理模塊和通信接口模塊。由于uCLinux沒有MMU和本身對實時性沒有什么要求,而針對基于軟PLC的嵌入式系統的研究與實現要求,本文在對其進行了uCLinux小型化研究的同時探討了雙內核實時性方案,解決了uCLinux實時性不足的問題。運行內核模塊調度和執行應用程序并管理時鐘。系統管理模塊管理系統狀態和內存。通信模塊用于開發系統及I/O設備通信。在此基礎上,對基于軟PLC的嵌入式系統的進行了設計與實現,并通過試驗將編譯的目標代碼傳遞到基于軟PLC的嵌入式運行系統中,實現了控制功能,驗證了生成目標代碼的正確性和開發系統的可行性,實現了編輯界面友好,系統開放,性價比較高的軟PLC嵌入式系統,達到了預期的目標,具有一定理論和應用價值。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:jiiszha
十多年來,隨著信息技術、電子技術和通訊技術的發展,嵌入式系統已經獲得了空前的應用和發展。隨著嵌入式應用系統功能復雜度的提高、對軟件產品的非功能約束的特別關注以及由于市場的激烈競爭導致嵌入式軟件推出周期的縮短,都使得嵌入式軟件開發人員面臨著嚴峻的危機和挑戰。傳統的結構化開發方法已經顯得力不從心,于是嵌入式軟件開發人員在軟件開發中引入了目前較為流行的“面向對象方法(OO)”,.但是目前對該方法的應用還只是停留在傳統的以編程為中心的嵌入式軟件開發方法上,不能很好地保證軟件復用和代碼的重用,因此難以滿足市場對嵌入式軟件開發效率和開發質量的要求。 本課題的研究內容是應用面向對象方法的框架技術,對嵌入式系統領域的專有結構組件進行封裝,創新性地提出了面向嵌入式系統領域的通用實時框架ARTIC(Abstract real-time contrO1)。ARTIC框架除了具有框架的共有優點一最大限度實現軟件重用外,最突出的是具備以下兩個特點: 1、功能和非功能的分離 在應用面向對象的技術時,傳統的嵌入式軟件開發方法關注的重點是軟件結構和功能分解,、忽略了嵌入式環境下特殊的非功能性要求。為了在實現系統功能需求的同時,保證軟件系統的非功能性需求的實現,ARTIC框架引入了面向方面的思想,、把系統的非功能性需求從功能模塊中分離出來,為它們單獨設計組件。開發人員在應用該框架進行嵌入式軟件設計時,只需要關注功能需求的實現,對于實時性、調度等非功能需求的實現可以通過調用ARTIC提供的時間管理模型和任務調度模型直接實現。 2、基于狀態機的主動對象設計模式 根據嵌入式系統通常由多個控制線程組成的特點,應用基于狀態機的主動對象設計模式,把嵌入式軟件系統構建成多個主動對象的緝合。相對于傳統的面向對象方法,本文提出的主動對象的最大特點在于:它提供對事件隊列、控制線程和表示主動對象動態行為狀態機等的封裝,并且該模式可以直接支持嵌入式系統的并行性。 ARTIC框架的應用能夠幫助嵌入式軟件的開發人員快速地開發出高質量的嵌入式軟件,除此之外,因為它包含了一個微小的實時操作系統(RTOS) 報包裝,在某些場合可以作為一個簡易的RTOS使用。為了驗證ARTIC的性能,本文將該框架應用于硬幣搬送實時控制系統的開發設計,從該系統的應用中充分體現了ARTIC框架的優點。
上傳時間: 2013-06-21
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