隨著嵌入式技術和網絡技術的發(fā)展和應用，充分結合兩種技術優(yōu)勢的遠程數(shù)據(jù)采集終端正在不斷地被研究和開發(fā)。本文即是此背景下，綜合以往遠程數(shù)據(jù)采集終端的優(yōu)缺點，對基于ARM的遠程數(shù)據(jù)采集智能終端予以研究和實現(xiàn)，該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過RS232或A/D模塊采集用戶終端設備數(shù)據(jù)信息；在GPRS接入方式下使用GPRS無線數(shù)據(jù)終端通過GPRS網絡接入互聯(lián)網，在INTERNET接入方式下則直接接入互聯(lián)網；接入后則可向遠程控制中心上傳用戶終端據(jù)信息。本文研制的遠程數(shù)據(jù)采集終端可廣泛地應用包括環(huán)保數(shù)據(jù)采集在內的多種數(shù)據(jù)遠程采集場合。 本文主要做了以下研究工作： 1、對硬件資源進行了外圍擴展，對S3C44BOX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(tǒng)硬件資源。包括外圍存儲、LCD、鍵盤、以太網卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運用多任務操作系統(tǒng)可以有效的組織并行任務的處理，本文對μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)進行了移植，對原有μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)的搶占式調度機制進行了改造，使之成為整體搶占，局部輪詢的調度機制；使之較好地滿足了實際要求。 3、無論采用GPRS方式還是INTERNET方式，設備終端與INTERNET實現(xiàn)通信都必須具備相應的協(xié)議。本文實現(xiàn)了TCP/IP有關網絡協(xié)議棧的建立，對協(xié)議進行了簡化設計，實現(xiàn)了兩種方式的接入，滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機交互能力，構建了嵌入式圖形界面，實現(xiàn)了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過以上工作，建立了一個功能齊全，實時可靠，基于嵌入式系統(tǒng)的遠程數(shù)據(jù)采集終端。
標簽： ARM 遠程數(shù)據(jù) 采集終端
上傳時間： 2013-07-17
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Internet現(xiàn)已成為社會重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。嵌入式設備與Internet的結合代表著嵌入式系統(tǒng)和網絡技術的真正未來。隨著IPv6的應用，設備都可能獲得一個全球唯一的IP地址，通過IP地址和互聯(lián)網相連成為一個網絡設備。因此隨著電子技術和Internet技術的發(fā)展使的家用電子電器產品步向智能化網絡化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術與控制技術當前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術與電力載波通信協(xié)議X-10技術結合起來來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)，著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網關軟硬件設計。智能家居網關是一個嵌入式WEB服務器，用戶通過登陸智能家居網關進而實現(xiàn)對智能家居網關的遠程控制操作，智能家居網關將接收到的用戶命令進行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令，實現(xiàn)對家庭設備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術；然后給出具體基于ARM平臺的硬件電路設計，本文在以LPC2210為處理器實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設計中，給出詳細設計步驟與過程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲電路、網口電路、及X-10電力載波電路等等；其次ARM平臺軟件實現(xiàn)是本文的一個重點。本文主要分三步來實現(xiàn)：第一步實現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實現(xiàn)WEB服務器的組建以及應用軟件設計。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺之后，進入調試結果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運行后本人使用本地示波器觀看波形，然后通過對波形的解析與X-10指令的對照來驗證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性，進而實現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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在國內新的電力市場形勢的變化下，配電網自動化尤其是配電網自動化中的無功補償和配電數(shù)據(jù)監(jiān)測在電力企業(yè)中的重要性越來越顯著。另一方面，我國電力供需矛盾趨于緩和，電力負荷控制系統(tǒng)的控制功能變得很少使用，造成了資金、資源的很大浪費。為了使這些資源更有效地服務于配電網自動化建設，在充分整合電力負荷控制系統(tǒng)原有硬件資源的基礎上，開發(fā)了基于ARM的智能控制器來實現(xiàn)對電網的無功補償和配電監(jiān)測，對原有的數(shù)據(jù)資源進行了進一步的開發(fā)利用。 本論文主要完成了以下幾個方面的工作： 1、研究電網數(shù)據(jù)采集方法、高速數(shù)字信號處理算法、智能無功補償算法。 2、研究基于GPRS的分布式網絡結構及國家電網公司通信協(xié)議《電力負荷管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸規(guī)約—2004》的實現(xiàn)。 3、研究基于高性能嵌入式系統(tǒng)的終端軟、硬件平臺的實現(xiàn)
上傳時間： 2013-04-24
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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(fā)展，嵌入式系統(tǒng)技術獲得了前所未有的發(fā)展空間。 嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)的開發(fā)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(tǒng)與通剛的計算機系統(tǒng)最主要的區(qū)別。由于嵌入式系統(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)平臺，并完成了系統(tǒng)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(fā)了系統(tǒng)的硬件部分。在整個硬件開發(fā)環(huán)節(jié)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(tǒng)的高度可靠性。本系統(tǒng)承襲了ARM7系列處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)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(tǒng)應用開發(fā)平臺。基于該硬件平臺，可以實現(xiàn)許多基于ARM架構處理器的嵌入式應剛而無需對硬什系統(tǒng)作出大的改變，如多協(xié)議轉換器、CAN(Control Area Network)總線網關、以太網關、各種工業(yè)控制應用等。并在具體的設計實踐中，總結出了嵌入式系統(tǒng)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(fā)的嵌入式系統(tǒng)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(xiàn)對系統(tǒng)中的PCI通訊功能進行有效測試，以保證整個硬件系統(tǒng)正常、高效、穩(wěn)定地運行。本系統(tǒng)的設計完成，使其可以作為嵌入式應用的二次開發(fā)或實驗平臺，用于工業(yè)產品開發(fā)及高校相關專業(yè)的實踐教學。
標簽： CPLD ARM 擴展 嵌入式系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-05-22
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在工業(yè)生產中，二次自動化儀表是構成自動化系統(tǒng)的基本單元之一。我國的單元儀表己基本完成由電動Ⅲ型儀表向基于八位或十六位單片機為基礎設計的數(shù)字化儀表的轉換。由于常規(guī)單片機資源的限制，以單片機為基礎設計的單元儀表基本上還是在功能上替代電動Ⅲ型儀表，并按電動Ⅲ型功能進行分類。這樣造成國內自動化儀表生產廠家生產的二次數(shù)字化儀表品種繁雜，標準難以統(tǒng)一，設計隨意性大。因此帶來如下現(xiàn)實問題： 1．自動化系統(tǒng)設計單位的儀表選型、系統(tǒng)調試、使用中操作、維修和系統(tǒng)的功能優(yōu)化及備件的準備非常的不方便： 2．儀表生產廠家的批量生產困難，產品質量的提高及成本的節(jié)約不利： 3．國內現(xiàn)在自動化儀表廠家數(shù)量眾多，但都無法形成規(guī)模生產，質量不佳，而國外進口的二次儀表往往依附于特定的集散系統(tǒng)，也存在標準不統(tǒng)一，難以靈活替換的問題，且價格昂貴。 自動化系統(tǒng)設計、生產及應用迫切需要一種使用方便、通用性強的智能型二次儀表，以解決上述問題，改變傳統(tǒng)設計、生產及應用方式，這將是未來自動化儀表的發(fā)展趨勢，也就是本課題的努力方向。 本論文正是針對上述問題，以設計出一種可靈活組態(tài)的通用智能型二次儀表為研究對象，在深入分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上，合理地進行軟硬件設計，為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行了創(chuàng)新性和探索性研究。主要內容為： 1．各種常規(guī)二次儀表功能、標準、接線、操作習慣及結構方式的歸類分析； 2．多信號多量程的柔性測量方法研究； 3．系統(tǒng)整機設計以及系統(tǒng)可靠性設計； 4．u-boot的向ARM的移植、uClinux向ARM的移植、uClinux下的通用組態(tài)軟件設計。 本文設計了一種以三星公司的ARM7TDMI系列處理器S3C44BOX為核心，輔以外圍電路，實現(xiàn)同一硬件平臺下多種儀表的功能，并成功制作了樣品系統(tǒng)。 本文所討論的基于$3C44BOX和uClinux的智能儀表系統(tǒng)的開發(fā)技術同樣適用于其它項目的開發(fā)，對其它嵌入式的應用系統(tǒng)開發(fā)有重要的參考價值。
上傳時間： 2013-05-16
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可編程邏輯芯片特別是現(xiàn)場可編程門陣列(Field-Programmable Gate Array，F(xiàn)PGA)芯片的快速發(fā)展，使得新的芯片能夠根據(jù)具體應用動態(tài)地調整結構以獲得更好的性能，這類芯片稱為動態(tài)可重構FPGA芯片(Dynamically ReconfigurableFPGA，DRFPGA)。然而，使用這類芯片構建的可重構系統(tǒng)在實際應用前還有許多問題需要解決。一個基本的問題就是動態(tài)可重構FPGA芯片中的可重構功能單元(Reconfigurable Functional Unit，RFU)的模塊布局問題和模塊間的布線問題。 本文從基本的FPGA芯片結構和CAD算法談起，介紹了可重構計算的概念，建立了可重構計算系統(tǒng)模型和動態(tài)可重構FPGA芯片模型，在此模型上提出一個基于劃分和時延驅動的在線布局算法，和一個基于Pathfinder協(xié)商擁塞算法的布線算法，來解決動態(tài)可重構FPGA芯片的布局和布線問題。由硬件描述語言(Hardware Description Language，HDL)描述的電路首先被劃分成有限數(shù)目的層，然后將這些電路層布局到芯片的每一層，同時確保關鍵路徑的時延最小。實驗結果表明，布局算法與傳統(tǒng)的布局算法(或者文獻[37]中的算法)相比，在時延上平均減少27％，在線長上平均減少34％(或者11％)，在運行時間上平均減少42％(或者97％)。布線算法與傳統(tǒng)的布線算法相比，能夠將線長降低26％，將水平通道寬度降低27％，顯示出較高的性能。
標簽： FPGA 動態(tài)可重構 布局布線 算法研究
上傳時間： 2013-05-24
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本文提出了一種以直接數(shù)字頻率合成（DDS）技術為基礎的信號發(fā)生器的設計。采用單片機AT89C51 控制DDS 芯片AD9850 產生頻率可調的正弦信號，并通過低通濾波器得到純正的信號，最后經過
上傳時間： 2013-04-24
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隨著圖像處理技術和投影技術的不斷發(fā)展，人們對高沉浸感的虛擬現(xiàn)實場景提出了更高的要求，這種虛擬顯示的場景往往由多通道的投影儀器同時在屏幕上投影出多幅高清晰的圖像，再把這些單獨的圖像拼接在一起組成一幅大場景的圖像。而為了給人以逼真的效果，投影的屏幕往往被設計為柱面屏幕，甚至是球面屏幕。當圖像投影在柱面屏幕的時候就會發(fā)生幾何形狀的變化，而避免這種幾何變形的就是圖像拼接過程中的幾何校正和邊緣融合技術。 一個大場景可視化系統(tǒng)由投影機、投影屏幕、圖像融合機等主要模塊組成。在虛擬現(xiàn)實應用系統(tǒng)中，要實現(xiàn)高臨感的多屏幕無縫拼接以及曲面組合顯示，顯示系統(tǒng)還需要運用幾何數(shù)字變形及邊緣融合等圖像處理技術，實現(xiàn)諸如在平面、柱面、球面等投影顯示面上顯示圖像。而關鍵設備在于圖像融合機，它實時采集圖形服務器，或者PC的圖像信號，通過圖像處理模塊對圖像信息進行幾何校正和邊緣融合，在處理完成后再送到顯示設備。 本課題提出了一種基于FPGA技術的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現(xiàn)圖像數(shù)據(jù)的AiD采集、圖像數(shù)據(jù)在SRAM以及SDRAM中的存取、圖像在FPGA內部的DSP運算以及圖像數(shù)據(jù)的D/A輸出。系統(tǒng)設計的核心部分在于系統(tǒng)的控制以及數(shù)字信號的處理。本課題采用XilinxVirtex4系列FPGA作為主處理芯片，并利用VerilogHDL硬件描述語言在FPGA內部設計了A/D模塊、D/A模塊、SRAM、SDRAM以及ARM處理器的控制器邏輯。 本課題在FPGA圖像處理系統(tǒng)中設計了一個ARM處理器模塊，用于上電時對系統(tǒng)在圖像變化處理時所需參數(shù)進行傳遞，并能實時從上位機更新參數(shù)。該設計在提高了系統(tǒng)性能的同時也便于系統(tǒng)擴展。 本文首先介紹了圖像處理過程中的幾何變化和圖像融合的算法，接著提出了系統(tǒng)的設計方案及模塊劃分，然后圍繞FPGA的設計介紹了SDRAM控制器的設計方法，最后介紹了ARM處理器的接口及外圍電路的設計。
上傳時間： 2013-04-24
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基于AD9833的高精度可編程波形發(fā)生器系統(tǒng)設計:介紹一種基于AD9833的高精度可編程波形發(fā)生器系統(tǒng)解決方案，該系統(tǒng)具有可編程設置、波形頻率和峰峰值等功能，從而解決DDS輸出波形峰峰值不能直接
上傳時間： 2013-04-24
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人臉識別技術繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術之后，以其獨特的方便、經濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測，隨著研究的深入和應用的擴大，在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領域有著重要的應用前景，發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術不斷發(fā)展，它的功能、應用和可靠性逐漸增加，在各個行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA允許用戶根據(jù)自己的需要來建立自己的模塊，為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高，密度也更大，其設計方法的靈活性降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)成本，F(xiàn)PGA 設計成為電子自動化設計行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手，總結基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設計方法，使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術。經過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后，能夠使人臉檢測系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開發(fā)板上平臺上，達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下： 1. 算法分析：對于人臉檢測算法，首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算，這便于進一步的硬件設計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分：這一步考慮市場可以提供的資源狀況，又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發(fā)板，在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等，通過分析可以對算法進行細致的劃分，實現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點化：在Adaboost算法中，需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數(shù)據(jù)位進行操作它提取指數(shù)和尾數(shù)，然后對尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯(lián)分類器的訓練，提出可以迅速提高分類能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統(tǒng)的整體進行了驗證。實驗表明，在視頻輸入輸出接入的同時，人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度，并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
標簽： FPGA 人臉檢測 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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