嵌入式技術與GPRS、GPS的結合實現了許多傳統的數據終端通過遠程聯網進行無線監控,如車載GPS監控系統、農業現場環境信息監控系統、航標定位監控系統等等。此類系統的終端具有以下特點:一是監控終端自身是智能設備:二是監控終端需要將GPS測量的位置報告給監控中心;三是監控終端本身無法通過網線接入互聯網而需要采用GPRS無線通信技術接入互聯網。 本論文主要研究GPS無線監控系統中的無線監控終端部分的理論與實現技術。利用現有成熟的無線網GPRS通信技術,采用嵌入式處理器ARM的無線監控終端,并給出軟硬件實現方案。系統主要完成GPS數據采集和GPRS無線數據收發,主要包括四個部分:第一,PPP撥號程序pppd和chat的移植;第二,撥號腳本的修改與配置;第三,多進程技術實現GPS數據的串口讀取;第四,通過socket套接字編程實現監控終端和監控中心無線收發數據。 本設計是基于RedHatLinux9.0操作系統和立宇泰公司的ARMSYS2410開發平臺下完成的,軟件部分全部用Linux C語言實現。本文以理論聯系實際,給出了一個監控終端的具體實現方案,并在實驗室內使用服務器監控程序進行完整的系統設計與初步仿真實現。
上傳時間: 2013-07-06
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目前,許多高校在機房管理上使用了IC 卡,其中少數機房是使用接觸式IC卡,眾所周知,接觸式IC 卡在可靠性、易用性、安全性、高抗干擾性和工作距離方面不及非接觸式IC 卡,因此很多接觸式IC 卡基本已被非接觸式IC 卡取代。 經過調研發現,使用IC 卡的機房管理系統的基本工作方式是每個機房中配置了1個IC 卡讀寫終端和1 臺監控機。IC 卡讀卡終端只是一個普通的讀卡器,只負責讀取卡內信息,并通過串口等通信方式將IC 卡信息傳輸給監控機,讀卡終端本身沒有信息存儲功能,實際的計費管理完全是通過監控計算機控制,監控計算機向中心服務器端定時或實時傳輸刷卡信息。由于整個系統要占用一臺微機,而且中間的信息傳遞、計費環節都要由它來完成,不僅浪費資源,而且也增加了安全隱患。在這種工作模式下,會出現一些問題和漏洞: 1) 可靠性不高由于讀卡設備與監控計算機之間的信息傳輸只是暫時保存在監控計算機中,如果監控計算機遭到病毒襲擊或者出現硬件故障,將出現無法挽回的后果。而且由于學生信息都保存在監控計算機中,因此存在著人為偽造、篡改和徇私舞弊行為的極大可能。 2) IC卡的特點未完全體現IC卡除了能標識身份外,還有電子錢包功能,能對其進行充值和扣款,但是上述方法基本上IC卡只用做標識身份,實際的每次扣款,都是由監控計算機和中心服務器來完成,基本與讀卡設備無關。 3) 不方便學生上機和收費管理學生每次上機刷卡,都要由監控計算機連接中心服務器端,由中心服務器端讀出學生信息,進行核對,而且對學生的扣款需要額外的計算機軟件來進行計時和計費處理,顯得比較繁瑣。 鑒于以上問題,為提高機房管理效率,降低工作強度,并及時處理機房發生的故障,采用機房計費管理系統勢在必行。如果能在讀卡終端設備中完成計費的大部分功能,并且增加存儲功能,這樣就可以減少監控計算機的負擔,甚至讀卡終端設備可以直接與中心服務器通信,不僅能增加系統的可靠性和安全性而且還充分利用了IC 卡的功能,還降低了財務統計和計算帶來的麻煩。 目前已經應用于機房管理的解決方案主要有3種方式,即:軟硬件結合控制方式、帳號方式和門禁方式。鑒于設計要求,并且考慮到安全、可靠、簡單等因素,如果在軟硬件結合控制方式中,把更多的任務交由讀卡終端,比如由讀卡終端來存儲數據、計費管理,同時如果讀卡終端能實現TCP/IP 通信,那么監控計算機的任務就大大降低,甚至可以由讀卡終端直接與中心服務器通信。就減少了一些不必要的麻煩和安全風險。本論文的設計就是基于這一點來進行的。 本系統要求數據傳輸穩定可靠,實時性要好,另外考慮到性價比等因素,綜合考慮選擇將μC/OS-II 操作系統移植到ARM7 上作為開發平臺。在此平臺基礎上,考慮到TCP/IP協議棧的實現與要采用的硬件的性能以及實現的成本有關。從解決這一技術問題出發,結合本論文研究的應用對象,決定使用嵌入式操作系統,此種方案可以描述為嵌入式TCP/IP協議棧+嵌入式操作系統+微控制器。 本文介紹了一種基于ARM7的IC 卡機房管理終端的設計方案。該系統在ARM7的基礎上實現了μC/OS-Ⅱ操作系統的移植和TCP/IP協議棧的嵌入,能夠正確讀寫IC 卡信息,增加了SD 卡存儲功能,完成計費操作,實現液晶顯示功能,能夠通過以太網或串口直接與服務器通信。 本文詳細介紹了整個機房管理系統終端的硬軟件設計,給出了嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ在ARM7 處理器上的詳細移植過程,介紹了一種TCP/IP協議棧和基于套接字的編程方法,同時也提供了一種多卡操作的防沖突機制。 同目前大多數機房管理系統相比,該系統有如下特點: 1) 由于使用了嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ,提高了系統的實時性和反應時間,任務管理和調度更加方便有效。 2) 由讀卡終端來進行計費操作,降低了服務器端的工作壓力,同時降低了安全風險。 3) 增加了數據存儲功能,提高了系統的可靠性,有利于數據的查詢和故障的恢復。 4) 增加了對無效卡、注銷卡和欠費卡的判斷與處理,對惡意操作或者有意或者無意的逃費操作采取了積極有效的措施。 5) 以太網通信克服了以往串口通信的傳輸距離短、傳輸速率慢等缺點,使得通信更加方便、高效,并且可以進行遠距離傳輸和控制。
上傳時間: 2013-07-09
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DDS(Direct Digital Synthesis直接數字頻率合成技術)是廣泛應用的信號生成方法,其優點是易于程控,輸出頻率分辨率高,同時芯片的集成度高,適合于嵌入式系統設計。針對現有的壓電陶瓷電源輸出波形頻率、相位等不能程控、電路集成度不高、體積和功耗較大等問題,本文以ARM作為控制電路核心,引入DDS技術產生輸出的波形信號,并由集成高壓運放將波形信號提高至輸出級的電壓和功率。 在壓電陶瓷電源硬件電路中采用了模塊化設計,主要分為ARM控制電路、DDS系統驅動電路和波形調理電路、高壓運放電路等幾個部分。電源控制電路以三星公司的S3C2440控制器為核心,以觸摸屏作為人機輸入界面;DDS芯片選用ADI公司的AD9851,設計了DDS系統外圍驅動電路,濾波和信號調理電路,并應用了將DDS與鎖相環技術相結合的雜散問題解決方案;高壓運放電路由兩級運放電路組成,采用了電壓控制型驅動原理,放大電路的核心是PA92集成高壓運放,加入了補償電路以提高系統的響應帶寬,并在電源輸出設置了過電流保護和快速放電的放電回路。 電源軟件部分采用WINCE嵌入式系統,根據WINCE系統驅動架構設計DDS芯片的流接口程序,編寫了流接口函數和配置文件,并將流驅動程序集成入WINCE系統;編寫了基于EVC的觸摸屏人機界面主程序,由主程序將用戶輸入參數轉換為DDS芯片的控制字,并采用動態加載流驅動方式將控制字送入DDS芯片實現了對其輸出的控制。 對電源進行了不同典型波形輸出的測試實驗。在實驗中,測試了DDS信號波形輸出的精度和分辨率、電源動態輸出精度和對信號波形的跟隨性和響應性能。實驗表明,壓電陶瓷電源輸出信號波形精度較高,對波形、頻率等參數改變的響應速度快,達到電源輸出穩定性要求。
上傳時間: 2013-04-24
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數字信號微處理器與計算機之間的數據通信越來越受到重視。本文主要介紹TI公司'54x系列DSP 通過主機接口(HPI)與計算機并口進行通信的簡易設計方案。該方案以簡單的電路設計實現了穩定的數據傳
上傳時間: 2013-06-10
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酒吧無線呼叫系統設計,多路呼叫電路圖,設計方案
上傳時間: 2013-05-27
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針對傳統儀表具有的硬件資源不足、速度慢等功能缺陷,提出了一種基于單片機的CPU設計方案,即擴展CPU,直接從主CPU對應的數據顯示LO口上獲取數據,這種獲取數據的雙CPU設計方案中主從CPU之間在功能
上傳時間: 2013-08-01
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無線數據傳輸是指終端和監控中心通過無線網絡的方式進行數據通信。本文以ARM處理器S3C2440A為核心搭建硬件平臺,選用Linux作為嵌入式操作系統,實現了基于CDMA網絡的無線數據傳輸系統。 系統以ARM920T微處理器芯片S3C2440A和CDMA模塊Q2438F為實現核心。論文首先研究了基于S3C2440A微處理器的嵌入式系統硬件平臺的架構,詳細分析了ARM最小系統中各個功能組成模塊;然后建立了嵌入式系統開發的arm-linux-gcc交叉編譯環境,重點研究了Bootloader和Linux內核的配置與編譯,并且在硬件平臺上移植了Linux操作系統。在ARM嵌入式Linux開發平臺上,研究了基于Video4Linux的USB攝像頭采集圖像的解決方案,即在Linux內核中加載Video4Linux模塊,通過V4L模塊提供的編程接口,操作USB攝像頭設備文件/dev/video0,并且采用內存映射方式截取視頻,完成了圖像采集的軟件設計。此外,論文還研究了在Linux環境下PPP協議撥號上網的實現方法,即通過AT指令初始化CDMA模塊,使之附在CDMA網絡上,通過編寫腳本程序的方法建立PPP連接,獲得網絡運營商ISP動態分配給數據傳輸終端的IP地址,從而實現了無線模塊撥號上網功能。在無線終端通過PPP撥號上網后,采用了客戶端/服務器端模式,運行套接字(Socket)應用程序,將設備采集到的圖像數據通過CDMA網絡后再經過Internet傳送到監控中心,實現了傳輸終端和監控中心之間的數據的發送與接收。 論文研究和實現的基于ARM嵌入式Linux和CDMA網絡的無線數據傳輸系統滿足設計要求,達到了預期目標。終端內嵌TCP/IP協議,可以通過CDMA網絡連接到互聯網,數據傳輸實時性強,為用戶提供透明的數據傳輸通道。相比于傳統的傳輸系統,它具有高可靠性、組網方便、可遠程控制等特點,因此在電力自動化、環保、交通監控等領域有著廣泛的應用,特別適用于移動環境、難于布線的場所和邊遠地區。
上傳時間: 2013-06-11
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隨著數字信號處理技術應用的不斷深入,數字信號處理系統的實現面臨著很多挑戰,其中面臨的四個主要問題是:速度、設計規模、功耗和開發周期。因此許多數字信號處理的實現方法被提出,其中基于FPGA的實現技術就是其中的重要技術之一。 本文以數字信號處理系統的實現為應用背景,著重研究了基于FPGA的數字濾波器實現技術。本文分為兩個主要部分: 第一部分以Xilinx公司的FPGA為例,總結了FPGA設計的基本方法及設計流程,并在此基礎上介紹了一種用于產品快速開發的設計方式—基于SystemGenerator的設計方式,這種設計方式向數字信號處理系統的設計者提供了自上而下的FPGA解決方案。 第二部分系統地研究了基于FPGA的數字濾波器實現技術。該部分首先研究了三種適合于FPGA的FIR濾波器實現方法,直接結構、轉置結構及分布式算法。其次,討論了針對直接結構FIR濾波器的乘法器優化技術,CSD編碼和系數分解,以及針對轉置結構FIR濾波器的乘法器優化技術,簡化加法器圖,并結合實例給出了它們的優化效果。再次,介紹了直接結構FIR濾波器中常用多操作數加法實現方法,二叉樹和Wallace樹,并在Wallace樹的基礎上提出了一種適合于FPGA的1比特多操作數加法結構,這種實現結構在實現采樣字長與系數字長均為l比特的FIR濾波器時,使FPGA的資源利用率得到明顯提高。最后還給出了三種FIR濾波器實現方法在FPGA中應用的優缺點及其適用性,并給出了一個帶通濾波器的設計實例。 論文的研究成果已應用于“北斗一號”導航定位接收機中。
上傳時間: 2013-08-01
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在信道編碼的發展進程中,編碼研究人員一直致力于追尋性能盡可能的接近Shannon極限,且譯碼復雜度較低的信道編碼方案。1993年Berrou等提出了Turbo碼,這種碼在接近香農極限的低信噪比下仍能夠獲得較低的誤碼率,它的出現在編碼界引起了廣泛的關注,并成為編碼研究領域最新的發展方向之一。但Turbo碼也有其缺點,由于交織器的存在,致使譯碼復雜度高,譯碼時延長且因為低碼重碼字,存在錯誤平臺現象。在Turbo碼的基礎上,1994年,Pyndiah等提出了Turbo乘積碼,Turbo乘積碼繼承了Turbo碼的優點,又因為Turbo乘積碼的構造采用了線性分組碼,所以譯碼方法比Turbo碼簡單。Turbo乘積碼近年來開始被廣泛到應用到各種通信場合,大有取代傳統的卷積碼之勢。 本文首先圍繞Turbo乘積碼的編譯碼原理,闡述了涉及到的基礎知識;又據Turbo乘積碼目前的應用狀況,回顧了Turbo碼的發展歷史;其次,根據Turbo乘積碼的構造原理,探討了構造的方法,交織類型,子碼的選擇及子碼的性能;再次,研究了Turbo乘積碼的概率譯碼,基于外信息的迭代算法,研究了Chase的譯碼算法;最后通過軟件仿真實現了該迭代譯碼算法,得到的結果達到了通信接收的要求。 本文還初步的闡述了Turbo乘積碼硬件實現系統的設計方案。據實際工作中碰到的非標準信號,給出了整體模塊設計圖,及相應模塊的功能和模塊問連接的各種參數。并實現了模態下的同步搜索和去除相位模糊功能。最后根據研究中碰到的各種問題,提出了下一步工作建議和研究方向。
上傳時間: 2013-07-02
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隨著通信網的發展和用戶需求的提高,光纖通信中的PDH體系逐漸被SDH體系所取代.SDH光纖通信系統以其通信容量大、傳輸性能好、接口標準、組網靈活方便、管理功能強大等優點獲得越來越廣泛的應用.但是在某些對傳輸容量需求不大的場合,SDH的巨大潛力和優越性無法發揮出來,反而還會造成帶寬浪費.相反,PDH因其容量適中,配置靈活,成本低廉和功能齊全,可針對客戶不同需要設計不同的方案,在某些特定的接入場合具有一定的優勢.本課題根據現實的需要,提出并設計了一種基于PDH技術的多業務單片FPGA傳輸系統.系統可以同時提供12路E1的透明傳輸和一個線速為100M以太網通道,主要由一塊FPGA芯片實現大部分功能,該解決方案在集成度、功耗、成本以及靈活性等方面都具有明顯的優勢.本文首先介紹數字通信以及數字復接原理和以太網的相關知識,然后詳細闡述了本系統的方案設計,對所使用的芯片和控制芯片FPGA做了必要的介紹,最后具體介紹了系統硬件和FPGA編碼設計,以及后期的軟硬件調試.歸納起來,本文主要具體工作如下:1.實現4路E1信號到1路二次群信號的復分接,主要包括全數字鎖相環、HDB3-NRZ編解碼、正碼速調整、幀頭檢測和復分接等.2.將以太網MII接口來的25M的MII信號通過碼速變換到25.344M,進行映射.3.將三路二次群信號和變換過的以太網MII信號進行5b6b編解碼,以利于在光纖上傳輸.4.高速時提取時鐘采用XILINX的CDR方案.并對接收到的信號經過5b6b解碼后,分接出各路信號.
上傳時間: 2013-07-23
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