心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病之一，而心電圖檢測(cè)是診斷心臟病變的有效手段。心電數(shù)據(jù)的高效采集和實(shí)時(shí)傳輸成為心電檢測(cè)的基礎(chǔ)，因此，設(shè)計(jì)一種性能可靠、價(jià)格低廉、體積較小的心電采集與遠(yuǎn)程傳輸系統(tǒng)將對(duì)心血管疾病的檢測(cè)和預(yù)防具有重要意義。 本文在對(duì)心電信號(hào)采集技術(shù)和以太網(wǎng)傳輸技術(shù)進(jìn)行深入研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款基于ARM的心電信號(hào)采集與以太網(wǎng)傳輸系統(tǒng)。該系統(tǒng)前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件設(shè)計(jì)的信號(hào)調(diào)理電路，該電路實(shí)現(xiàn)了心電信號(hào)的高質(zhì)量提取；系統(tǒng)的關(guān)鍵電路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210為核心，并結(jié)合以太網(wǎng)控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL設(shè)計(jì)的A/D轉(zhuǎn)換模塊和以太網(wǎng)接口模塊，它構(gòu)建了數(shù)據(jù)采集和傳輸?shù)挠布A(chǔ)；此外，論文還完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在LPC2210上的移植，并實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)TCP/IP協(xié)議棧；最后，采用了多任務(wù)化方式設(shè)計(jì)了系統(tǒng)應(yīng)用程序。 通過遠(yuǎn)端上位機(jī)應(yīng)用軟件測(cè)試表明，本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了心電信號(hào)的采集與傳輸，達(dá)到了遠(yuǎn)程監(jiān)控心電信號(hào)的目的，且運(yùn)行穩(wěn)定可靠。
標(biāo)簽： ARM 心電信號(hào) 采集 遠(yuǎn)程傳輸
上傳時(shí)間： 2013-06-15
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心血管疾病是當(dāng)今世界危害人類健康的頭號(hào)殺手，主要由高血壓和動(dòng)態(tài)粥樣硬化等病癥引起，早期這些病癥不明顯，但是一些相關(guān)的參數(shù)都己發(fā)生變化。因此通過檢測(cè)這些參數(shù)就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險(xiǎn)，也可以評(píng)估病人的病況和預(yù)示疾病的程度。因此若能及時(shí)檢查這些參數(shù)就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險(xiǎn)，為其預(yù)防和治療爭(zhēng)取了寶貴的時(shí)間。大量的臨床實(shí)測(cè)結(jié)果證實(shí)，脈搏波的波形特征與心血管疾病密切相關(guān)。因此，系統(tǒng)通過檢測(cè)脈搏信號(hào)來(lái)檢測(cè)心血管參數(shù)。 便攜式醫(yī)療儀器具有很大的市場(chǎng)，醫(yī)療儀器已從傳統(tǒng)的PC和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)轉(zhuǎn)向嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。隨著微處理器運(yùn)算能力的增加，ARM微處理器及其優(yōu)越的性能必將成為心血管檢測(cè)系統(tǒng)的的主要平臺(tái)。本系統(tǒng)采用三星ARM920作為處理器，通過脈搏傳感器采集脈搏信號(hào)，并基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示脈搏波波形，選擇顯示心血管參數(shù)。本論文詳細(xì)闡述了如何通過檢測(cè)脈搏波來(lái)計(jì)算心血管參數(shù)；具體分析了系統(tǒng)的硬件平臺(tái)；主要論述了軟件的實(shí)現(xiàn)，包括bootload的移植，嵌入式Linux系統(tǒng)的移植，驅(qū)動(dòng)程序的移植；應(yīng)用程序的編寫；基于QT的圖形界面開發(fā)。采用高性能的ARM處理器作為系統(tǒng)的控制核心，不但能實(shí)時(shí)檢測(cè)到脈搏信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行分析處理，而且集成了豐富的外設(shè)接口，有利于整個(gè)系統(tǒng)的集成。進(jìn)一步提高通過脈搏波信號(hào)計(jì)算心血管參數(shù)的精度，系統(tǒng)的集成化和小型化，對(duì)參數(shù)異常處理的進(jìn)一步處理是今后工作的發(fā)展趨勢(shì)。 隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展，心血管疾病的預(yù)防和治療急需解決，心血管檢測(cè)系統(tǒng)具有廣闊的市場(chǎng)空間，不僅適合臨床使用，也適合普通家庭的應(yīng)用。
標(biāo)簽： ARM 參數(shù)檢測(cè)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各科學(xué)領(lǐng)域?qū)y(cè)試技術(shù)提出了越來(lái)越高的要求。調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)是調(diào)試、校驗(yàn)調(diào)速器性能的一種試驗(yàn)工具，是船舶修造廠、尤其調(diào)速器修造專業(yè)廠必須具有的試驗(yàn)設(shè)備。基于ARM嵌入式平臺(tái)和uC/OS-II實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的嵌入式控制調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)是基于國(guó)內(nèi)外調(diào)速器測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和工作的實(shí)際要求。本調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)充分利用了嵌入式單片機(jī)技術(shù)和傳感器技術(shù)，通過采用多種傳感器采集系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)，例如直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速、調(diào)速器的齒條位移等等，經(jīng)過單片機(jī)系統(tǒng)處理并輸出結(jié)果來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)的功能，并運(yùn)用新型的全彩液晶顯示屏將各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出來(lái)。 本文主要是針對(duì)調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的研究，在分析了嵌入式軟硬件可實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，借鑒了“開發(fā)平臺(tái)”的設(shè)計(jì)思想，首先，在ARM嵌入式最小系統(tǒng)的基礎(chǔ)上架構(gòu)通用的硬件平臺(tái)，對(duì)測(cè)控平臺(tái)的硬件結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，特別是對(duì)于關(guān)鍵的接口電路進(jìn)行了比較深入的研究，針對(duì)不同的應(yīng)用，集成了多種接口電路。其次，在實(shí)現(xiàn)嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)uC/OS-II在ARM上可移植的基礎(chǔ)上，架構(gòu)了通用的軟件平臺(tái)，對(duì)接口電路驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)。最后，研究了基于參數(shù)實(shí)時(shí)可變型的一種新型的PID控制算法，并將此PID算法作為調(diào)速試驗(yàn)臺(tái)的控制算法。 通過對(duì)本系統(tǒng)的研究開發(fā)，提高了調(diào)速器試驗(yàn)臺(tái)的測(cè)試精度，也使性能更加穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)測(cè)試過程的自動(dòng)化，從而減輕了試驗(yàn)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，降低了試驗(yàn)成本，也同時(shí)消除了安全隱患，因此對(duì)本課題的研究具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。
標(biāo)簽： ARM COS 調(diào)速器 試驗(yàn)臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-07-20
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遙感圖像是深空探測(cè)和近地觀測(cè)所得數(shù)據(jù)的重要載體，在軍事和社會(huì)經(jīng)濟(jì)生活領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。由于遙感圖像數(shù)據(jù)量巨大，它的存儲(chǔ)和傳輸已成為遙感信息應(yīng)用中的關(guān)鍵問題。圖像壓縮編碼技術(shù)能降低圖像冗余度，從而減小圖像的存儲(chǔ)容量和傳輸帶寬，它的研究對(duì)于遙感圖像應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。CCSDS圖像壓縮算法是空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)咨詢委員會(huì)(CCSDS)提出的圖像數(shù)據(jù)壓縮算法。該算法復(fù)雜度較低，并行性好，適合于硬件實(shí)現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)對(duì)空間數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理，從而廣泛應(yīng)用于深空探測(cè)和近地觀測(cè)。對(duì)于直接關(guān)系到軍事戰(zhàn)略、經(jīng)濟(jì)建設(shè)等方面的遙感圖像的傳輸，必須對(duì)它進(jìn)行加密處理。AES加密算法是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)研究所(NIST)于2000年發(fā)布的數(shù)據(jù)加密標(biāo)準(zhǔn)，它不但能抵抗各種攻擊，保證加密數(shù)據(jù)的安全性，而且易于軟件和硬件實(shí)現(xiàn)。本論文對(duì)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法進(jìn)行了研究，完成的主要工作包括： (1)研究了CCSDS圖像壓縮算法的原理和結(jié)構(gòu)，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了算法的編解碼器，并與SPIHT算法和JPEG2000算法的性能進(jìn)行了比較。 (2)研究了AES加密算法的原理和結(jié)構(gòu)，用C語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了算法的加解密器。 (3)介紹了實(shí)現(xiàn)CCSDS圖像壓縮算法和AES加密算法的FPGA設(shè)計(jì)所選擇的軟件開發(fā)工具、開發(fā)語(yǔ)言和硬件開發(fā)平臺(tái)。 (4)給出了CCSDS編碼器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)現(xiàn)性能。 (5)給出了AES加密器的FPGA實(shí)現(xiàn)方法和實(shí)現(xiàn)性能。 本文設(shè)計(jì)的CCSDS圖像壓縮和AES加密FPGA系統(tǒng)運(yùn)用了流水線設(shè)計(jì)、高速內(nèi)存設(shè)計(jì)、模塊并行化設(shè)計(jì)和模塊串行化設(shè)計(jì)等技術(shù)，在系統(tǒng)速度和資源面積上取得了較好的平衡，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)目的。
上傳時(shí)間： 2013-07-15
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噴油泵是柴油機(jī)燃油噴射系統(tǒng)中燃油的控制、供給單元，其性能的好壞直接決定著柴油機(jī)的加速性能、油耗大小、尾氣的排放質(zhì)量等。準(zhǔn)確測(cè)試噴油泵的各種技術(shù)參數(shù)對(duì)提高柴油機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)性能具有十分重要的意義。嵌入式系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)成為了最熱門的技術(shù)之一。基于ARM的嵌入式技術(shù)己經(jīng)成為當(dāng)前嵌入式領(lǐng)域研究的一個(gè)亮點(diǎn)。ARM公司的32位RISC處理器，以其高速度、低功耗、低成本、功能強(qiáng)等諸多優(yōu)異性能，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。uCLinux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來(lái)的一種操作系統(tǒng)，它是專為無(wú)MMU的微控制器開發(fā)的嵌入式Linux操作系統(tǒng)。它支持眾多嵌入式處理器類型，具有完善的各類驅(qū)動(dòng)支持。 本文從噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)入手，在詳細(xì)分析了系統(tǒng)所要檢測(cè)和控制的參數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)總體架構(gòu)。噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)由兩個(gè)模塊組成：以80C196KB單片機(jī)為中心的噴油泵控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，以S3C44BOX為中心的上位機(jī)監(jiān)控及管理系統(tǒng)。下位機(jī)通過RS232串口接收上位機(jī)的命令并執(zhí)行噴油泵試驗(yàn)臺(tái)的電機(jī)轉(zhuǎn)速控制、燃油溫度控制、噴油次數(shù)計(jì)數(shù)、提前角監(jiān)控及燃油壓力顯示。上位機(jī)是整個(gè)試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)的管理者，主要完成給下位機(jī)發(fā)送特定的操作命令，完成實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的顯示、收集和存儲(chǔ)，它有友好的中文顯示界面，可以完成簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理操作。 文中詳細(xì)闡述了上位機(jī)的操作系統(tǒng)uCLinux的特點(diǎn)和移植過程。同樣對(duì)上位機(jī)的界面設(shè)計(jì)及運(yùn)行環(huán)境MiniGUI進(jìn)行了全面分析并給出移植和界面編程方法。在文章的最后，對(duì)噴油泵控制系統(tǒng)采用模糊控制算法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。詳細(xì)描述了模糊控制器設(shè)計(jì)所包含的三個(gè)主要部分：清晰量的模糊化接口、模糊控制規(guī)則及算法及模糊量的清晰化接口。 通過試驗(yàn)證實(shí)，本文設(shè)計(jì)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制系統(tǒng)技術(shù)路線正確合理。相信該可靠實(shí)用的控制系統(tǒng)配合噴油泵試驗(yàn)臺(tái)使用將具有良好的市場(chǎng)潛力。
標(biāo)簽： ARM 處理器 噴油 試驗(yàn)臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-06-04
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隨著新的控制算法的應(yīng)用和電子技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)機(jī)器人正朝著高速度、高精度、開放化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，對(duì)控制系統(tǒng)也提出了更高的要求。移動(dòng)機(jī)器人要實(shí)現(xiàn)高速度、高精度的位置控制和軌跡跟蹤，必須依賴先進(jìn)的控制策略和優(yōu)良的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。 導(dǎo)航是移動(dòng)機(jī)器人最具挑戰(zhàn)性的能力之一，機(jī)器人感知、定位、認(rèn)知及運(yùn)動(dòng)控制的性能是決定導(dǎo)航成功的關(guān)鍵因素。根據(jù)課題“仿生導(dǎo)航系統(tǒng)”的要求，本文選擇“主控制器+運(yùn)動(dòng)控制器+英特網(wǎng)遠(yuǎn)程無(wú)線監(jiān)控”結(jié)構(gòu)進(jìn)行導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先分析導(dǎo)航移動(dòng)機(jī)器人體系結(jié)構(gòu)，建立機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，最后詳細(xì)闡述控制系統(tǒng)的全部開發(fā)過程，包括控制系統(tǒng)需求分析、總體設(shè)計(jì)、功能模塊的劃分及軟硬件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，并對(duì)無(wú)線通信及英特網(wǎng)通訊做了一些基礎(chǔ)研究，開發(fā)了無(wú)線通訊模塊軟件和上位機(jī)軟件。 在控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)方面，主要包括基于 LPC2138 的主控制單元、基于HCTL-1100 的運(yùn)動(dòng)控制單元、基于 6N137 的光電隔離單元、基于 LMD18200 的功率放大單元、傳感器接口單元及上位機(jī)無(wú)線通訊單元的電路設(shè)計(jì)。軟件方面，在μC/OS-Ⅱ?qū)崟r(shí)操作系統(tǒng)的多任務(wù)環(huán)境下，利用其任務(wù)調(diào)度功能，合理地協(xié)調(diào)和組織了控制系統(tǒng)的各項(xiàng)硬件資源，提高了整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。上位機(jī)采用的無(wú)線通訊、Internet 通訊以及可視化監(jiān)控程序界面，讓用戶可以方便直觀地遠(yuǎn)程觀察和控制機(jī)器人。 該控制系統(tǒng)的研制為仿生傳感器性能測(cè)試提供了一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了系統(tǒng)的可行性，系統(tǒng)的各項(xiàng)功能及控制精度滿足設(shè)計(jì)要求。
標(biāo)簽： ARM 導(dǎo)航 移動(dòng) 機(jī)器人控制
上傳時(shí)間： 2013-05-22
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開關(guān)磁阻電機(jī)是電機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代電力電子技術(shù)、微機(jī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，既具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單堅(jiān)固、成本低、容錯(cuò)能力強(qiáng)，耐高溫等優(yōu)點(diǎn)，又在高度發(fā)展的電力電子和微機(jī)控制技術(shù)的支持下獲得了良好的可控性能，目前己經(jīng)在多個(gè)工業(yè)部門得到應(yīng)用。因此，開關(guān)磁阻電機(jī)在驅(qū)動(dòng)調(diào)速領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。本論文在對(duì)前人成果的廣泛了解和研究基礎(chǔ)上，以philip公司生產(chǎn)的LPC2101為主控芯片，充分利用其高速運(yùn)算能力和面向電機(jī)控制的高效控制能力，設(shè)計(jì)并制作了SRM控制器與系統(tǒng)軟件。本文以開關(guān)磁阻電機(jī)的調(diào)速控制策略及其控制實(shí)現(xiàn)方法為主要研究?jī)?nèi)容，對(duì)開關(guān)磁阻電機(jī)的數(shù)學(xué)模型、功率變換器技術(shù)、控制策略、控制方案的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了全面深入的研究。 全文的研究工作分為五個(gè)部分，第一部分介紹了開關(guān)磁阻電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的構(gòu)成及基本工作原理，綜述了開關(guān)磁阻電機(jī)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀、特點(diǎn)及研究動(dòng)向，總結(jié)了開關(guān)磁阻電機(jī)系統(tǒng)存在的技術(shù)問題，提出了本文的研究目的和主要研究?jī)?nèi)容。 第二部分引用并討論了SR電動(dòng)機(jī)的基本數(shù)學(xué)模型和準(zhǔn)線性數(shù)學(xué)模型，然后基于此重點(diǎn)分析了與電動(dòng)機(jī)運(yùn)行特性密切相關(guān)的相電流波形與轉(zhuǎn)子角位移的函數(shù)關(guān)系，最后根據(jù)課題所關(guān)心的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，在理論分析的基礎(chǔ)上提出了SR電動(dòng)機(jī)控制方案并進(jìn)行了原理性分析，對(duì)SR電動(dòng)機(jī)各個(gè)運(yùn)行階段的特點(diǎn)進(jìn)行分析并初步提出控制方案。 第三部分對(duì)SR電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，主要包括以LPC2101為核心的控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，根據(jù)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，盡可能地開發(fā)了LPC2101的硬件資源和軟件資源，使控制系統(tǒng)具有很高的控制精度和靈活性，然后對(duì)功率變換器進(jìn)行了設(shè)計(jì)和制作，分析了各種主電路形式的優(yōu)缺點(diǎn)，采用了新型IGBT功率管作為主開關(guān)元器件，使功率變換器結(jié)構(gòu)得到簡(jiǎn)化，設(shè)計(jì)了IGBT的功率驅(qū)動(dòng)電路，并專門設(shè)計(jì)了電壓鉗位電路和諸如過壓、過流保護(hù)等保護(hù)單元，保證了整個(gè)系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行，然后分析了SR電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)位置傳感器檢測(cè)電路設(shè)計(jì)、電流及電壓斬波電路設(shè)計(jì)、電流檢測(cè)及保護(hù)電路設(shè)計(jì)等。 第四部分主要介紹了系統(tǒng)的總體控制思想，分析了各個(gè)運(yùn)行階段的控制策略，對(duì)控制策略的軟件實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并給出了軟件實(shí)現(xiàn)的具體流程圖，直觀地體現(xiàn)了軟件編程思想。最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究及分析。目前，該控制系統(tǒng)已調(diào)試完畢，基本實(shí)現(xiàn)預(yù)期功能。 本文對(duì)以ARM為控制核心的開關(guān)磁阻電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究，得出了基于有位置傳感器檢測(cè)的控制方案。針對(duì)SR電機(jī)的控制特點(diǎn)，充分利用了ARM的硬件資源，采用PID數(shù)字調(diào)節(jié)，發(fā)出相通斷信號(hào)和PWM信號(hào)，并和電流、電壓等保護(hù)信號(hào)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)主功率元件的通斷控制。并且設(shè)計(jì)了相應(yīng)的外圍硬件檢測(cè)、保護(hù)、控制及人機(jī)接口電路，使控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，可靠性高；系統(tǒng)的控制軟件設(shè)計(jì)，采用模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可讀性及可維護(hù)性，實(shí)現(xiàn)了一種電壓斬波和電流斬波控制相結(jié)合的控制方式;結(jié)合系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)，開發(fā)了相應(yīng)的軟件模塊，使系統(tǒng)具有完善的保護(hù)和控制性能。 本系統(tǒng)經(jīng)過試驗(yàn)，調(diào)速范圍可達(dá)100～2000轉(zhuǎn)/分，效率較高，性能優(yōu)良，驗(yàn)證了控制思想和控制方法的正確性。
標(biāo)簽： ARM 開關(guān)磁阻 電機(jī)驅(qū)動(dòng) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)、微電子技術(shù)技術(shù)的不斷融合，嵌入式系統(tǒng)的應(yīng)用得到了迅猛發(fā)展。本文以嵌入式系統(tǒng)開發(fā)為背景，研究基于ARM和μC/OS-II的嵌入式系統(tǒng)及其在加密解密模塊中的應(yīng)用。 本文在介紹了嵌入式系統(tǒng)和硬件實(shí)現(xiàn)Rijndael算法的研究現(xiàn)狀之后，簡(jiǎn)要概述了Rijndael加密算法的結(jié)構(gòu)、輪變換、密鑰擴(kuò)展和該加密模塊選用Rijndael算法的原因以及ARM系列微處理器選型和S3C44BOX芯片體系結(jié)構(gòu)、開發(fā)板平臺(tái)的選擇和板上主體硬件電路等相關(guān)內(nèi)容。 在深入地研究了Rijndael加密算法之后以及根據(jù)嵌入式系統(tǒng)的一般要求，本文設(shè)計(jì)了一個(gè)基于ARM和μC/OS-II的嵌入式加密模塊。該加密模塊采用了32位高性能ARM微處理器S3C44BOX為硬件核心，并以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-II為軟件平臺(tái)，在ARM ADS1.2環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)軟件開發(fā)。該加密模塊充分地利用了ARM微處理器性能高、功耗低和成本低的優(yōu)勢(shì)以及發(fā)揮了μC/OS-II可移植性好、穩(wěn)定性和可靠性高的優(yōu)點(diǎn)。 本文重點(diǎn)論述了嵌入式加密模塊BootLoader文件的裝載、I/O端口初始化、基于S3C44BOX微處理器的μC/OS-II移植及應(yīng)用軟件部分中任務(wù)和模塊的流程設(shè)計(jì)。在該加密模塊應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)部分中，對(duì)各個(gè)任務(wù)的創(chuàng)建、定義、優(yōu)先級(jí)設(shè)置和事件的定義、對(duì)文件的操作進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并且按照系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的流程描述了模塊所有任務(wù)和部分子模塊的功能。
標(biāo)簽： ARM COS 嵌入式 加密系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-24
上傳用戶：Alibabgu
隨著社會(huì)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)成為日常生產(chǎn)生活中的重要輔助設(shè)備，應(yīng)用十分廣泛。當(dāng)前視頻監(jiān)控系統(tǒng)正逐步由模擬化走向數(shù)字化，隨著視頻壓縮技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，開發(fā)新一代的基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和多媒體MPEG-4壓縮算法的視頻監(jiān)控系統(tǒng)已成為整個(gè)行業(yè)技術(shù)發(fā)展的主要方向之一。人們有時(shí)會(huì)采用DSP與MPEG-4算法結(jié)合的方案來(lái)實(shí)現(xiàn)，也有的部門采用了片上系統(tǒng)(SOC)，但這些不但編程極度復(fù)雜，而且成本也過高。本文提出并研究設(shè)計(jì)了一種基于ARM微處理器S3C2410、MPEG-4專用壓縮芯片MPG440、以嵌入式Linux為操作系統(tǒng)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案，不僅開發(fā)便捷、成本低廉，而且實(shí)時(shí)性較好，適應(yīng)范圍廣。 首先，采用軟硬件協(xié)同設(shè)計(jì)的思想提出了系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，系統(tǒng)的整體架構(gòu)分為攝像頭、云臺(tái)控制器、網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器以及客戶端PC機(jī)等四大部分。 第二，以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太網(wǎng)接口芯片為硬件核心，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了模塊化的硬件電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)S3C2410的特點(diǎn)及系統(tǒng)整體需求，完成了電源復(fù)位模塊、晶振模塊、存儲(chǔ)器接口模塊、視頻數(shù)據(jù)處理模塊、以太網(wǎng)接口模塊、云臺(tái)控制模塊等的硬件選型與電路連接。其中，在云臺(tái)控制模塊等的電路設(shè)計(jì)中充分體現(xiàn)了優(yōu)化設(shè)計(jì)的技巧，并重點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)接口部分和視頻數(shù)據(jù)處理部分進(jìn)行了詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)與說(shuō)明。闡述了整個(gè)系統(tǒng)的工作流程。 第三，從應(yīng)用需求出發(fā)，選擇嵌入式Linux操作系統(tǒng)作為本系統(tǒng)的軟件平臺(tái)，搭建了交叉式的開發(fā)環(huán)境，對(duì)bootloader進(jìn)行了選擇，并給出了加載步驟。完成了對(duì)嵌入式Linux內(nèi)核的選擇及移植。 第四，采用基于任務(wù)的設(shè)計(jì)方法對(duì)服務(wù)器端的軟件進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，主要包括共用程序庫(kù)、config配置文件、日志文件以及多個(gè)任務(wù)等。并對(duì)運(yùn)行于客戶端的軟件設(shè)計(jì)進(jìn)行了簡(jiǎn)要說(shuō)明。 第五，由于數(shù)字視頻傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性能和通過網(wǎng)絡(luò)傳輸以后客戶端接收的視頻圖像質(zhì)量在本系統(tǒng)中至關(guān)重要，所以本文對(duì)傳輸信道和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議進(jìn)行了優(yōu)化選擇，并詳細(xì)闡述了IP組播技術(shù)、流媒體傳輸協(xié)議等在圖像傳輸過程中的具體應(yīng)用。
標(biāo)簽： Linux ARM 嵌入式 網(wǎng)絡(luò)視頻
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)建立在嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式硬件系統(tǒng)平臺(tái)之上,具有起點(diǎn)高、概念新、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。它涉及嵌入式硬件設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、人臉識(shí)別算法等領(lǐng)域的研究；嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)攜帶方便、安裝快捷、機(jī)動(dòng)性強(qiáng),可廣泛應(yīng)用于各類門禁系統(tǒng)、戶外機(jī)動(dòng)布控的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特殊場(chǎng)合,因此對(duì)嵌入式人臉識(shí)別的研究工作具有突出的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。 本文是上海市經(jīng)委創(chuàng)新研究項(xiàng)目《射頻識(shí)別RFID系統(tǒng)-自動(dòng)識(shí)別和記錄人群的身份》(編號(hào)：04-11-2)與上海市科委AM基金項(xiàng)目《基于ARM和RFID芯片的自組織安全監(jiān)控系統(tǒng)的研制》(編號(hào)：0512)的主要研究?jī)?nèi)容之一。論文從構(gòu)建自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)所需解決的若干關(guān)鍵問題入手,重點(diǎn)探討了基于嵌入式ARM微處理器的實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)、關(guān)鍵特征定位、高效的人臉特征描述、魯棒的人臉識(shí)別分類器及自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)等問題的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下方面： 1實(shí)現(xiàn)了結(jié)合膚色校驗(yàn)的Haar特征級(jí)聯(lián)分類器嵌入式實(shí)時(shí)人臉檢測(cè),提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級(jí)聯(lián)分類器人眼檢測(cè)算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法。 復(fù)雜背景中的人臉檢測(cè)是自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)首先要解決的關(guān)鍵問題,通過對(duì)基于膚色模型和基于Haar特征級(jí)聯(lián)強(qiáng)分類器的人臉檢測(cè)算法的分析研究,綜合兩個(gè)算法的優(yōu)點(diǎn),提出了基于膚色模型校驗(yàn)和Haar特征級(jí)聯(lián)強(qiáng)分類器的嵌入式實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法不僅解決了復(fù)雜背景中的類膚色和類人臉結(jié)構(gòu)問題,而且具有較高的檢測(cè)率和較快的檢測(cè)速度,同時(shí)對(duì)光照、尺度等變化條件下的人臉檢測(cè)也具有較強(qiáng)的魯棒性。 人眼檢測(cè)與瞳孔定位在人臉歸一化和有效人臉特征抽取等方面起著非常重要的作用,為了快速檢測(cè)人眼并精確定位人眼瞳孔中心,論文提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級(jí)聯(lián)分類器人眼檢測(cè)算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法,首先利用人眼檢測(cè)分類器在人臉區(qū)域內(nèi)完成對(duì)人眼位置的檢測(cè),然后通過對(duì)檢測(cè)到的人眼進(jìn)行遮罩掩磨、簡(jiǎn)單圖像形態(tài)學(xué)變換及橢圓擬合實(shí)現(xiàn)瞳孔中心的精確定位。測(cè)試結(jié)果表明該算法只需幾百毫秒便能完成人眼檢測(cè)與瞳孔中心定位整個(gè)過程,在保證檢測(cè)速度較快的同時(shí),還能確保較高的定位精度。 2 針對(duì)傳統(tǒng)線性判別分析法存在的小樣本問題(sss),通過調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法及相應(yīng)的人臉識(shí)別方法人臉識(shí)別中的小樣本問題使線性判別分析算法的類內(nèi)散布矩陣發(fā)生嚴(yán)重退化,導(dǎo)致問題無(wú)法求解。本文在人臉識(shí)別小樣本問題的基礎(chǔ)上,通過調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,利用類間散布矩陣的補(bǔ)空間巧妙地避開類內(nèi)散布矩陣的求逆運(yùn)算,通過訓(xùn)練集每類樣本的樣本數(shù)信息自適應(yīng)改變調(diào)整參數(shù),實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能有效解決人臉識(shí)別中的小樣本問題。 3 提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,有效地解決了Gabor特征抽取維數(shù)過高的問題。 Gabor小波對(duì)圖像的光照、尺度變化具有較強(qiáng)魯棒性,是一種良好的人臉特征表征方法。但維數(shù)過高的Gabor特征造成應(yīng)用系統(tǒng)的維數(shù)災(zāi)難,為解決Gabor特征的維數(shù)災(zāi)難問題,論文第四章提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,該算法不僅有效地降低了人臉特征向量維數(shù),縮小了人臉特征庫(kù)的規(guī)模,同時(shí)降低了核心算法的時(shí)間和空間復(fù)雜度,而且具有與傳統(tǒng)Gabor特征抽取算法同樣的魯棒性。 4 結(jié)合有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取、自適應(yīng)線性判別分析算法和基于支持向量機(jī)分類策略,提出并實(shí)現(xiàn)了基于支持向量機(jī)的嵌入式人臉識(shí)別和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)支持向量機(jī)通過引入核技巧對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)構(gòu)造最小化錯(cuò)分風(fēng)險(xiǎn)的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強(qiáng)大的非線性和高維處理能力,而且具有更強(qiáng)的泛化能力。本文研究了支持向量機(jī)的多類分類策略和訓(xùn)練方法,并結(jié)合論文中提出的基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征提取算法、自適應(yīng)線性判別分析算法,首次在基于Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式ARM平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了具有較強(qiáng)魯棒性的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)。 5 提出并初步實(shí)現(xiàn)了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型的遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案為解決嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)在海量人臉庫(kù)中進(jìn)行識(shí)別的難題,論文提出并初步實(shí)現(xiàn)了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案。 客戶機(jī)(嵌入式平臺(tái))完成對(duì)人臉圖像的檢測(cè)、歸一化處理和人臉特征提取,然后通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將提取后的人臉特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端,由服務(wù)器在海量人臉庫(kù)中完成人臉識(shí)別,并將識(shí)別后的結(jié)果通過無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇蛻魴C(jī)顯示輸出,從而實(shí)現(xiàn)基于客戶機(jī)/服務(wù)器無(wú)線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案。 6 結(jié)合我們開發(fā)的基于ARM的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng),從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度探討了在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行人臉識(shí)別應(yīng)用設(shè)計(jì)的思路及應(yīng)該注意的問題雖然嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)的性能很大程度上取決于高效的人臉特征描述和魯棒的人臉識(shí)別核心算法。但是,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想對(duì)嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)的性能影響同樣值得重視。本文第六章重點(diǎn)闡述了嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,并結(jié)合我們自主開發(fā)的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度探討了嵌入式人臉識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的關(guān)鍵技術(shù)問題。 結(jié)合本文提出的算法我們?cè)赑C上完成對(duì)人臉識(shí)別分類器的訓(xùn)練,然后在嵌入式ARM開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別、嵌入式人像比對(duì)兩個(gè)便攜式人員身份認(rèn)證系統(tǒng),經(jīng)測(cè)試運(yùn)行效果良好。所提出的人臉識(shí)別算法不僅具有一定的理論參考價(jià)值,而且對(duì)于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、AFR應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)也具有一定的借鑒意義。
標(biāo)簽： ARM 架構(gòu) 嵌入式 人臉識(shí)別
上傳時(shí)間： 2013-05-18
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