智能化住宅小區,是指在一定范圍內通過有效的傳輸網絡,將多元住處服務、物業管理、安防以及住宅智能化等系統結合在一起,為該小區的服務與管理提供高技術的智能化手段。從而實現快捷高效的超值服務管理和安全舒適的家居環境,使業主生活得更安全、更方便。 隨著國民經濟和科學技術水平的提高,特別是計算機技術、通信技術、網絡技術和控制技術的迅速發展,促進了智能小區在我國的推廣和應用。目前這些小區的智能化建設大多數是采用Lonworks、FF等現場總線技術。但是現場總線協議標準化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭,利用Internet來構建智能小區已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網和FPGA的嵌入式智能小區管理系統的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過在外圍添加適當的存儲設備和通信接口設備,構成一個嵌入式系統的硬件平臺。其次,在此平臺的基礎上,通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統,從而構建出一套資源豐富的嵌入式操作系統。該系統帶有一個網絡功能齊全的Web服務器。最后,將此操作系統作為智能小區的樓宇集中器,再根據需要配置適當的采集器和顯示器,就可以組建成一套功能強大的智能小區管理系統。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統來組建的智能小區管理系統,不但實現簡單、功能強大;而且節約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比,相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分:系統硬件結構設計,包括系統的原理圖構建和PCB板的繪制:系統核心處理器設計,包括Nios Ⅱ軟核CPU的設計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設計方法;嵌入式操作系統uClinux的相關知識及移植方法:系統的軟件結構設計,包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設計,以及單片機語音報警程序設計等;最后給出了調試情況以及一些試驗結果。
上傳時間: 2013-04-24
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H.264作為新一代視頻編碼標準,相比上一代視頻編碼標準MPEG2,在相同畫質下,平均節約64﹪的碼流。該標準僅設定了碼流的語法結構和解碼器結構,實現靈活性極大,其規定了三個檔次,每個檔次支持一組特定的編碼功能,并支持一類特定的應用,因此。H.264的編碼器的設計可以根據需求的不同而不同。 H.264雖然具有優異的壓縮性能,但是其復雜度卻比一般編碼器高的多。本文對H.264進行了編碼復雜度分析,并統計了整個軟件編碼中計算量的分布。H.264中采用了率失真優化算法,提高了幀內預測編碼的效率。在該算法下進行幀內預測時,為了得到一個宏塊的預測模式,需要進行592次率失真代價計算。因此為了降低幀內預測模式選擇的計算復雜度,本文改進了幀內預測模式選擇算法。實踐證明,在PSNR值的損失可以忽略不計的情況下,該算法相比原算法,幀內編碼時間平均節約60﹪以上,對編碼的實時性有較大幫助。 為了實現實時編碼,考慮到FPGA的高效運算速度和使用靈活性,本文還研究了H.264編碼器基本檔次的FPGA實現。首先研究了H.264編碼器硬件實現架構,并對影響編碼速度,且具有硬件實現優越性的幾個重要部分進行了算法研究和FPGA.實現。本文主要研究了H.264編碼器中整數DCT變換、量化、Zig-Zag掃描、CAVLC編碼以及反量化、逆整數DCT變換等部分。分別對這些模塊進行了綜合和時序仿真,并將驗證后通過的系統模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中,進行了在線測試,驗證了該系統對輸入的殘差數據實時壓縮編碼的功能。 本文對H.264編碼器幀內預測模式選擇算法的改進,算法實現簡單,對軟件編碼的實時性有很大幫助。本文對在單片FPGA上實現H.264編碼器做出了探索性嘗試,這對H.264編碼器芯片的設計有著積極的借鑒性。
上傳時間: 2013-06-13
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H.264/AVC是由ITU和ISO兩大組織聯合組成的JVT共同制定的一項新的視頻壓縮技術標準,在較低帶寬上提供高質量的圖像傳輸是H.264/AVC的應用亮點。在同樣的視覺質量前提下,H.264/AVC比H.263和MPEG-4節約了50%的碼率。但H.264獲得優越性能的代價是計算復雜度的增加,據估計其編碼的計算復雜度大約為H.263的3倍,因此很難應用于實時視頻處理領域。針對這一現狀,業內做了大量的研究工作,力圖降低其計算復雜度和提高運行效率。比如在運動估計方面,國內外在這方面的研究已經很成熟。而針對幀內/幀間預測編碼的研究卻較少。因此研究預測模式的快速算法具有理論意義和應用價值。 本文在詳細研究H.264標準視頻壓縮編碼特點基礎上,分析了H.264幀內編碼, 幀間編碼及變換,量化技術的原理及特點,提出了一種基于局部邊緣方向信息的快速幀內模式判決算法,通過結合SAD的模式選擇方法來減少模式選擇數目。它采用了Sobel梯度算子計算當前塊的邊緣信息,累加當前塊中屬于同一方向像素點的邊緣矢量構造不同模式下的邊緣方向直方圖,以便確定最可能的預測模式。該算法有效降低了編碼器的運算復雜度,在并未顯著降低編碼性能的情況下提升了編碼器效率。仿真表明:Foreman 圖像序列編碼性能有了提高,其中PSNR平均降低了0.06dB,Bitrate平均降低了19.4%,這大大提高了視頻傳輸的質量。 另外在幀間預測模式選擇算法方面進行了改進研究:按順序對不同類型進行判決,有選擇地去比較可能模式,使得在有效減少需判決的模式數量的同時,結合小塊模式搜索中途停止準則來確定最優模式。仿真表明:改進算法相對與原來算法能夠節省很多的編碼時間(平均下降了49.3%),但帶來的圖像質星的下降(平均下降0.08dB,可以忽略)和碼率較少的增加。 同時在整數DCT變換模塊中,提出了一種快速蝶形算法,使得對4×4點數據做一次變換,只需通過8×8次加法和2×8次移位運算便可完成,與原來12×8次加法和4×8次移位相比,新算法大大降低了運算復雜度。 最后介紹FPGA的特點及設計流程,并實現了H.264編解碼器中變換編碼及量化和熵解碼模塊的硬件。這種基于FPGA所實現的H.264編碼視頻處理模塊設計具備了成本低,周期短,設計方法靈活等優點,具有廣闊的市場應用前景。 仿真表明,通過使用本文提出的幀內/幀間速算法方法可使得H.264編碼速度獲得顯著的提高,使H.264 Baseline編碼器能在PC平臺上實現實時編碼。
上傳時間: 2013-07-18
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變頻器由于其節能顯著,在工業生產中應用越來越廣泛。變頻器的逆變部分一般采用智能功率模塊,但是大功率的IPM的價格非常昂貴。西門子25KW的變頻器采用IGBT模塊所以降低了成本,其IGBT的驅動電路非常有特色值得學習。
上傳時間: 2013-07-14
上傳用戶:Jason1990
文中主要介紹了高性能數模轉換器AIM21的工作原理及其在智能變送器的設計中的應用。設計方案利用低功耗的16住單片機MSP430作為核心控制器,選用低功耗的外圍擴展元器件,設計了具有4 20 mA
上傳時間: 2013-06-09
上傳用戶:時代將軍
隨著科學技術的發展,人們對生活質量的要求越來越高,在視聽享受方面,家庭影院越來越普遍,便攜式電子設備也日趨成熟。目前,人們對嵌入式媒體播放器的研究越來越廣泛了,國內外已經出現了像MP3、MP4和智能手機等眾多樣式的便攜式嵌入式媒體播放器。但由于種種環境及條件的限制,這些便攜式的媒體播放器都只能播放單一的或幾種固定的媒體格式,可擴展性都比較差;而現在隨著應用的不斷增多,越來越多的更先進的壓縮算法被提出,導致了媒體格式的多樣化,在這種情況下,必然要求嵌入式媒體播放器要適應多種格式。為此,通過對各種PC機上的播放器設計架構的研究與借鑒,在本文中主要在軟件方面為嵌入式媒體播放器設計了一種可擴展性架構,并設計了播放器界面,實現了一些播放器的功能。 另外,在本文還介紹了一種基于嵌入式技術的多媒體播放器的系統設計方案。該系統主要是通過在嵌入式芯片上加載操作系統,同時擴充必要的接口,在操作系統的支持下,開發多媒體播放器。 在本文的整個系統設計過程中,采用了Intel公司的PXA270處理器芯片,外擴展了USB接口,定制并加載了Linux操作系統,在操作系統的支持下,對各個外擴的接口進行了驅動程序的編寫,同時應用QT/Embedded開發了多媒體播放器的圖形界面并實現了相應的功能,最后,圖像既可顯示在LCD顯示屏上也可通過VGA接口顯示在電腦顯示屏上,聲音信號則是通過PXA270處理器的IIS總線傳給CODEC芯片,然后將其轉換為模擬信號,進而通過音箱或者耳機等設備放出。
上傳時間: 2013-06-19
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智能電表、水表、煤/燃氣表、熱量表等大量地出現在人們的生活中,同時這些儀表的抄錄工作變得越來越煩瑣,工作量大,工作效率低,不僅給用戶帶來不便,而且會存在漏抄、誤抄、估抄的現象。隨著電子技術、通信技術和計算機技術的飛速發展,人工抄表已經逐步被自動抄表所代替。 集中器是一個數據集中處理器,是多對象自動抄表系統的通信橋梁,負責對各智能表的數據進行采集、存儲和管理,及時有效地向上位機傳輸數據并執行上位機發送的指令。提高多對象集中器數據處理能力,有效完成上下行通信是多對象自動抄表系統AMRS(Automation Meter Reading System)目前需要解決的關鍵問題。 本文針對多對象集中器這樣一個較復雜的通信與控制系統,提出采用32位的高性能嵌入式微處理器。32位ARM9微處理器處理速度快、硬件性能高、低功耗、低成本,集成了相當多的硬件資源,硬件的擴展和設計大大簡化,ARM9(S3C2410)為工業級芯片,抗干擾能力強,能夠適應運行現場的較惡劣環境,8/16位微控制器運算能力有限,對于較復雜的通信與控制算法難以順利完成;硬件平臺依賴性強,不利于軟件的開發、升級與移植;在缺乏多任務調度機制的情況下,應用軟件不僅實現難度大,且可靠性難以保證。 本文首先對多對象遠程抄表系統的總體結構進行研究,主要研究了多對象遠程抄表系統中集中器的軟件和硬件實現,對硬件資源進行了外圍擴展,對S3C2410微處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計,使之具備了滿足使用需求的最小系統硬件資源,包括時鐘、復位、電源、外圍存儲、LCD、RS-485通信模塊、CAN通信模塊等電路設計。實時時鐘為多對象集中器定時抄表提供時間標準;電源電路為多對象集中器系統提供穩定電源;看門狗電路的設計保證多對象集中器系統可靠運行,防止系統死機;數據存儲器主要用于存儲參數、變量、集中器自身的參數,負責智能表的參數以及智能表用量等。上行通道即多對象集中器與上位機之間的通信線路,采用CAN現場總線進行通信;下行通道即多對象集中器與智能表之間的通信,采用RS-485總線進行通信。軟件設計上,主要針對多對象集中器的數據存儲功能和串行通訊功能進行程序編寫。基于ARM的多對象遠程抄表系統集中器可以實現多對象遠程抄表,提高了數據處理能力,有效完成了上下行通信,可靠性強,穩定性高,結構簡單。
上傳時間: 2013-06-07
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IEEE 1451 是一種從傳感器或執行器到微處理器及網絡之間的硬件和軟件接口標準。本文根據1451.1 標準,研制面向Internet的網絡化智能機器人手爪傳感器系統,并給出硬件設計框圖和軟件流程。
上傳時間: 2013-08-03
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隨著通信產業的發展,尤其是今年3G牌照的發放,視頻業務在移動多媒體方面將會有更加重要的地位,所以在移動終端上實現支持高效視頻編碼標準的解碼功能就成為一項非常有實際意義的工作。 H.264作為新一代的高壓縮率的視頻標準,憑借其較高的壓縮率和優秀圖像質量,使得H.264只要利用較小的空間就能存儲更多的視頻數據,在更低的網絡帶寬條件下提供更優質量的視頻。然而高度的壓縮必然付出較高的硬件代價。如何能完成視頻良好解碼并能節約硬件資源成為研究熱點。 考慮到H.264視頻編解碼的計算復雜度,在硬件選擇上一般比較注重高性能處理器的選擇。計算目前主流的實現方式包括ASIC的專用集成芯片實現或者是DSP的軟件實現。ARM處理器伴隨技術的進步,尤其是對支持數字信號處理的功能加強后,在視頻編解碼領域的應用也越來越廣泛。 本文以WindowsCE5.0和S3C2440A嵌入式平臺作為H.264解碼器的載體,研究的代碼版本是t264-src-0.14,主要進行了以下幾個方面的工作: 研究了H.264視頻壓縮標準和它的體系結構,尤其是對解碼器部分進行了硬件要求的分析。 深入研究了WINCE5.0和ARM結合的平臺特性,根據實際的硬件平臺需要,定制了相應的操作系統。 完成了基于T264代碼的解碼庫在WINCE5.0下的移植,并進行了相應的代碼和算法的優化并完成了基于WINCE5.0操作系統下播放程序的編寫。 通過實驗數據證明,在基于單核的ARM芯片中,主要靠軟件進行QCIF格式的H.264視頻解碼從而獲得良好播放效果的方法是有效的。
上傳時間: 2013-07-24
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隨著數字電視日益深入人心,高清概念越來越為人所熟知。帶有高清視頻功能的產品已經逐步走向人們的工作和生活,高清視頻處理已經從理論研究走向系統實際應用。毫無疑問,無論是從觀眾的視覺還是從產業的角度來看,高清視頻已經成為數字視頻技術發展的必然趨勢。本文研究了整個編解碼系統中ARM控制模塊的軟件設計,最終完成以PC機為終端控制平臺,經ARM控制模塊將命令發送給核心編解碼芯片MB86H51,使其完成相應的操作。、本文主要的工作有如下幾個方面: 1、根據ARM各型號芯片的特點,結合本系統的實際需求,最終選定Atmel公司的AT91SAM9261作為ARM控制板的核心處理芯片,并深入了解該芯片的工作原理和內部結構。 2、根據本系統中所選用的DataFlash型號及外圍電路連接情況等諸多因素,并結合Atmel公司所提供的AT91SAM9261一級BootLoader參考代碼,編寫調試符合本系統啟動運行的一級BootLoader引導程序,也稱為Bootstrap引導程序,最終成功實現引導U-Boot程序。 3、深入分析了U-Boot和Linux的體系結構和編譯過程,結合AT91SAM9261芯片的特點和實際外圍電路的連接情況,修改U-Boot和Linux中主要的編譯參數,并進行重新編譯,最終成功移植到系統板中。 4、在ITU-T提供的H.264標準的參考解碼程序JM8.6的基礎上,詳細研究了H.264視頻編碼標準以及具體的解碼器結構和解碼流程,并結合DirectX技術,開發了一款基于PC機的H.264解碼播放器,用于驗證存儲在PC機上的H.264壓縮碼流的正確性。
上傳時間: 2013-04-24
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