以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統為核心的嵌入式技術,已在很多領域得到了廣泛的應用。由于互聯網的應用日益普及,信息共享的程度不斷提高,傳統的串行通訊和并行通訊方式的缺點日益凸出,嵌入式設備的網絡化已經成為網絡發展的必然趨勢。Forrester Research的研究顯示,到2010年,將有95%的連網設備不再是傳統的計算機,而是帶網絡功能的嵌入式系統。 本文根據在PC104系統下實現網絡通信功能的成功案例,構建了基于ARM7微處理器和uCLinux操作系統的實驗平臺,完成了網絡接口設計,并實現了嵌入式系統的網絡通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作為主控芯片,采用高度集成的以太網芯片RTL8019AS作為網絡接口。選擇Linux操作系統進行裁剪和移植,分析并實現了嵌入式TCP/IP協議棧。編寫了底層網絡驅動程序,實現了嵌入式硬件平臺和PCLinux系統之間的基于網絡的數據傳輸;同時實現了嵌入式系統同WindowsXP系統之間的基于網絡的數據傳輸;通過對比實驗,對網絡數據傳輸協議和算法進行了研究和優化,完善了ARM嵌入式系統的網絡功能。 大量的數據傳輸及可靠性測試實驗表明,本文所設計的嵌入式系統網絡功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都達到了預期的目標,具有實際的應用價值!
上傳時間: 2013-07-19
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目前,嵌入式系統在工業控制和智能家電等眾多領域得到了廣泛的應用。但同時大量的嵌入式應用也對嵌入式設備的性能和功能提出了更高的要求。隨著國內嵌入式應用領域的發展,ARM芯片以其高性能、低功耗、低成本的優勢獲得了廣泛的重視和應用。嵌入式Linux是在標準Linux基礎上,經過適當地簡化(裁剪),然后加入一些特定的功能,形成的一個精巧的、高效的、滿足特定應用需求地專用(定制)操作系統,它具有用戶可裁剪、可配置的特點。在各種嵌入式操作系統中,嵌入式Linux憑借其內核結構優良、功能強大、高性能、穩定性好以及源代碼開放等方面的優勢,成為了嵌入式系統領域應用中的技術熱點。本論文設計了以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統為核心的系統,并在這個平臺上實現了應用軟件,構建了一個嵌入式的數據采集和發布系統,可以對設備數據進行串口采集,并利用因特網進行發布和控制操作。 為了實現這些功能,本文選用了Cirrus Logic公司的EP9302(ARM920T)作為系統的核心,以源代碼開放的經過裁剪配置的嵌入式Linux為軟件平臺,設計了應用軟件的設備數據采集、數據分析、數據交換網關模塊,實現了網頁服務器GoAhead移植,并完成了GoAhead服務器支持的自己的ASP頁面以及后臺函數的編寫,并在此基礎上研究了系統為保證可靠性而采取的一些措施。在整個系統的設計過程中充分發揮了嵌入式Linux的可移植性好、源代碼公開、開發成本低的優點,解決了軟件移植和設計編寫、提高系統可靠性等的一系列關鍵性問題。 本嵌入式系統采集平臺的用途是實時采集被監控設備的當前運行狀況信息,使用戶能夠遠程通過網頁瀏覽器及時掌握被監控設備的運行狀況,在必要時刻根據需要能夠對設備進行相關控制操作和設置相關運行參數,以便能夠控制被監控設備的運行方式。本論文設計的嵌入式數據采集、發布系統可以在類似遠程數據控制的系統中得到廣泛應用。
上傳時間: 2013-05-27
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近年來LED顯示技術發展迅速,LED全彩顯示屏得到了廣泛的應用.LED顯示技術涵蓋了微機控制、視頻、光學、機械和數字圖像處理等多種技術.針對現有LED顯示系統數據傳輸和顯示存在的缺陷和開發難度,本文提出并實現了一種新型的LED顯示系統方案.該方案把ARM處理器應用到LED顯示屏中,采用FPGA技術開發了LED顯示屏系統.本文主要討論了利用網絡傳輸LED顯示數據的實現方法,包括嵌入式系統的設計以及TCP/IP協議的實現等分析和設計工作.全文分為七章,首先提出現有LED顯示系統數據傳輸和顯示存在的缺陷和開發難度,然后提出新的LED顯示系統方案,并論證該方案的可行性.接著闡述了作者采用的嵌入式系統的設計方法和過程.第三章和第四章是嵌入式系統的設計和TCP/IP協議的實現,其中包括硬件和軟件的設計以及嵌入式操作系統μ C/OS-Ⅱ的移植.詳細地分析了基于LPC2214芯片的操作系統移植步驟和過程.本文使用的是1wIP網關協議,把其應用于μ C/OS-Ⅱ,實現了LED顯示屏的網絡通信,還分析了RTL8019芯片的工作過程,編寫了有關驅動代碼.在第五章和第六章中闡述了LED顯示屏顯示原理和利用FPGA實現LED顯示的驅動開發過程,利用占空比法實現LED顯示屏的灰度顯示,使用VHDL語言描述LED顯示屏的灰度實現邏輯.最后根據本文的方案實現了LED顯示屏的彩色顯示,通過分析比較,該方案可行并且達到了預定的要求.
上傳時間: 2013-04-24
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嵌入式系統近年持續迅猛發展,已經成為后PC技術時代信息化的中堅力量。由于嵌入式系統具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高及面向行業應用的突出特點,目前已經廣泛應用于網絡、消費電子、國防軍事及自動化控制等領域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能強和特有的16/32位雙指令集等諸多優異性能,已成為移動通信、手持計算、多媒體數字消費等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中,Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價格、低功耗及強大的網絡支持等優點在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優秀嵌入式操作系統,專門針對沒有MMU的處理器設計,支持眾多嵌入式處理器類型。uClinux繼承了Linux的許多優秀性能,有良好的網絡支持,完善的驅動支持,高度的模塊化,開放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統研究領域的首選操作系統之一。 本課題以嵌入式手持式電能質量分析儀前期實驗開發板為研究目標,根據嵌入式體系結構和嵌入式系統設計的原理,構建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開發平臺,并根據該硬件平臺的結構特點移植了uClinux操作系統,同時針對uClinux實時性能不高和嵌入式平臺硬件資源有限的缺點,結合uClinux多進程和共享內存機制設計了數據采集程序,實現了對三路0~2.5V模擬信號的高性能采集,增強了系統數據處理的實時性,提高了工作效率,為后續開發奠定了基礎。 論文從嵌入式系統應用的角度出發,分析了嵌入式體系結構、uClinux運行機制和內核特點;闡述了Bootloader設計及操作系統移植的要點;介紹了接口驅動及上層應用程序的設計方法等問題。
上傳時間: 2013-07-23
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隨著電子設備的迅猛發展,“讓全部設備接入網絡”已經成為一種發展趨勢。通過嵌入式串口服務器,可以讓現有的串行設備擁有聯網功能,避免了投資大量人力、物力,有利于對傳統串行設備進行更換或者升級。 本文設計的串口服務器采用嵌入式處理器和Linux操作系統,把現有的基于串行接口的數據轉化成以太網數據,然后進行數據存取,將傳統的串行數據送往網絡。 論文主要研究了以下內容: 第一,在研究串口服務器網關工作機理的基礎上,分析高性能串口網絡服務器的功能需求。 第二,基于AT91ARM9200微處理器及LXT971ALE網絡接口芯片等構建嵌入式系統,完成RS232-TCP/IP轉換網關的軟硬件設計,實現最多32路串行終端同時接入以太網的高性能串口服務器。 第三,在RH Linux 9.0為ARM處理器提供的交叉開發工具下移植Linux,為嵌入式串口服務器設計服務器端與客戶端工作模式,同時設計實現系統參數的在線配置功能。 第四,在客戶端和服務器端分別設計串口服務器的基本API函數,為系統二次開發打下良好的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著嵌入式技術的發展,嵌入式系統被逐步應用到諸如工業控制,汽車電子設備,移動通信設備,PDA,GPS衛星定位系統和信息家電等社會各行各業之中,現在已經成為信息發展的主流技術之一,在國民經濟發展中起著舉足輕重的作用。 由于信息化的普及,家庭中的電腦、信息家電、通信終端越來越多,使用管理它們也變得越來越麻煩。如何更有效地發揮這些設備的作用,提高居家生活的智能化和方便性,如何更便利的互聯和協同工作,已成為現代人生活乃至辦公的重要問題。這些問題的出現導致了家庭網絡的出現,家體網絡技術已經成為各大IT企業研究開發的重點。 本論文分析了家庭網絡和信息家電的發展情況,以實用、簡便為原則設計了一個家庭網絡監控系統。此系統以ARM7的S3C44BOX開發板為硬件平臺,以uClinux作為嵌入式操作系統,實現對家庭網絡中的信息家電進行監控,使用戶能夠了解家庭中信息家電的工作狀況,對信息家電進行控制,來達到對信息家電有效管理、方便用戶使用家中的家電的目的。 論文中家庭網絡監控系統主要由web服務器、家庭網絡服務器和家庭網絡組成,實現家電控制、狀態查詢、信息家電狀態報告、注冊、注銷、統一開關機等功能。本設計的家庭網絡監控系統由于使用了RS485總線式網絡來組建家庭網絡,使得該系統組網方便,在價格上有一定優勢,而且硬件是基于ARM開發板平臺,體積較小,所設計的家庭網絡協議很好的滿足了家庭網絡監控需求,協議也很簡單,處理方便。由于此家庭網絡監控系統實現了家電注冊、注銷功能,使得該系統能夠及時檢測到家庭網絡中的家電的增減情況。總之,本家庭網絡監控系統體積小、簡單、經濟、多功能,方便家庭網絡中信息家電的增減,具有較高的實用價值,適合于普通百姓家庭之中使用。
上傳時間: 2013-07-31
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統的關鍵設備,作為配電開關,用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環境的礦井中,控制和保護低壓供電網絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產安全和生產效率,而目前國內饋電開關普遍存在集成度低、可靠性差、智能監控水平低等缺點。 本課題將嵌入式網絡控制系統應用到饋電開關中,通過對礦山供電系統工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內核)嵌入式網絡控制系統的研究,實現了總體網絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統硬件電路的設計;通過對嵌入式實時操作系統的移植、嵌入式TCP/IP協議棧的實現和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析,完成了監控主機與嵌入式系統的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫,從而實現了礦井地面監控主機與井下嵌入式系統饋電開關的快速通信,解決了地面監控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監控的難題,最終設計出一套集實時保護控制和遠程監控功能于一身的智能型饋電開關網絡控制系統。 實驗結果表明:在嵌入式系統端的通信軟件和監控主機端的通信軟件的驅動下,實現了嵌入式系統與監控主機的快速遠程通信,通信速度快、可靠性高、可視化效果好,完全滿足了監控系統的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業控制領域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺,為提高煤礦井下設備的遠程智能監控水平和安全操控系數提供了新的解決方法,為地面監控系統實現更大規模、更深層次地對井下電氣設備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎。
上傳時間: 2013-06-25
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遠程控制的目的旨在突破地域和環境上的限制,對現場設備的運行狀態及各種參數進行遠程監控。尤其是在現場設備分布離散、工作環境惡劣等情況下,遠程控制技術的采用實現了跨地域的集中控制,節省了人力物力,降低了生產成本,提高了生產率和經濟效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微處理器和μC/OS—Ⅱ作為系統開發平臺,研究并完成了操作系統的移植、應用程序的編寫和系統的集成測試。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件體系結構和移植條件的基礎上,移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三個文件。自定義了手機短信的通信格式。應用程序的編寫完成了對串口信息的監測、讀寫、分析與執行。根據系統功能制定需要被操作系統調度的任務及任務優先級。系統調試主要分為兩個步驟,先于宿主機上脫機調試程序代碼,成功后通過JTAG端口下載到目標機上進行在線調試。 本文將移動通信技術和嵌入式技術結合起來應用到遠程控制系統中。憑借SMS短消息業務所具有的操作簡便、收費低廉、可靠性高等特點來發送對遠程設備的監控指令;嵌入式實時操作系統的移植則更好地實現了對監控指令的分析與執行,提高了系統的執行效率。
上傳時間: 2013-06-25
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統的關鍵設備,用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環境的礦井中,控制和保護低壓供電網絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產安全和生產效率。 論文將嵌入式網絡控制系統應用到饋電開關中,通過對礦山供電系統工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內核)嵌入式網絡控制系統的研究,實現了總體網絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統硬件電路的設計;通過對嵌入式實時操作系統的移植、嵌入式TCP/IP協議棧的實現和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析,完成了監控主機與嵌入式系統的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫,從而實現了礦井地面監控主機與井下嵌入式系統饋電開關的快速通信,解決了地面監控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監控的難題,設計完成了一套集實時保護控制和遠程監控功能于-身的智能型饋電開關網絡控制系統。
上傳時間: 2013-05-21
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進入20世紀90年代后,隨著全球信息化、智能化、網絡化的發展,嵌入式系統技術獲得了前所未有的發展空間。 嵌入式系統的最大特點之_是其所具有的目的性或針對性,即每一套嵌入式系統的開發設計都有其特殊的應用場合與特定功能,這也是嵌入式系統與通剛的計算機系統最主要的區別。由于嵌入式系統是為特定的目的而設計的,且常常受到體積、成本、功能、處理能力等各種條件的限制。因此,如果可以最大限度地提高應用系統硬件上和軟件上的靈活性,就可以用最低的成本,最少的時間,快速的完成功能的轉換。 本課題的目的在于提出并設計一種基于ARM(Advanced RISC Machines)和CPLD(Complex Programmable Logic Device)的可擴展功能嵌入式系統平臺,并完成了系統的硬件設計和PCI(Peripheral Component Interconnect)橋的固件設計。設計過程中采用美國ALTIUM公司的ALTIUM DESIGNER 6.0 EDA軟件開發了系統的硬件部分。在整個硬件開發環節中,充分采用高速PCB(Printed Circuit Board)的設計原則,并進行全面的電路仿真試驗,保證了硬件系統的高度可靠性。本系統承襲了ARM7系列處理器高性能、低功耗、低成本的優點,并充分考慮到用戶的需要,擴展了多種常用的外部設備接口以及藍牙無線接口等,為將米各種可能的應用提供了完善的硬件基礎。概括總結起來本文具體工作如下: 1.完全自主設計了具有高擴展性的基于LPC2292嵌入式處理器的嵌入式系統應用開發平臺。基于該硬件平臺,可以實現許多基于ARM架構處理器的嵌入式應剛而無需對硬什系統作出大的改變,如多協議轉換器、CAN(Control Area Network)總線網關、以太網關、各種工業控制應用等。并在具體的設計實踐中,總結出了嵌入式系統硬件平臺的設計原則及設計方法。 2.完成了基于CPLD的PCI橋接芯片的同什設計,在ARM硬件平臺上成功擴展了PCI設備,成功解決了ARM處理器和PCI從設備之間通訊的問題。 3.完成了對所開發的嵌入式系統硬件平臺的測試工作,完成了基于AT89C51的PCI測試卡軟硬件設計。基于此測試卡,可以實現對系統中的PCI通訊功能進行有效測試,以保證整個硬件系統正常、高效、穩定地運行。本系統的設計完成,使其可以作為嵌入式應用的二次開發或實驗平臺,用于工業產品開發及高校相關專業的實踐教學。
上傳時間: 2013-05-22
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