本課題是江蘇省“十一五”工業攻關項目“總線化智能多參數高精度檢測及控制儀表開發與產業化(BE2006090)”。本項目要求多環境參數測控、多總線接口,選擇具有豐富接口的高速處理器作為本項目的核心。為滿足多參數測控精度和多網絡接口通訊可靠性,嵌入式設計是應用系統的理想選擇。本文所研究的多參數測控裝置是以三星公司生產的32位ARM微處理器S3C2410為核心的嵌入式系統,該系統能實時地獲取水環境參數,為水環境和多總線接口提供基本的數據和控制信息。 本文詳細地介紹了MODBUS和CAN-BUS總線協議和通訊原理,闡述了水產養殖幾個重要環境參數一溶解氧、溫度、PH值的檢測算法原理、以及傳感器調理電路和溫度、溶解氧的控制策略,進行了測控系統的硬件架構和各個模塊的原理設計,實現了操作系統的移植,編寫了驅動程序。在基于QT/E環境下實現了系統的測控和總線通訊部分上層軟件設計。提出并實施了系統測試方案,成功地完成了測控系統的硬件、軟件測試、以及通信功能測試和現場在線測試。 本論文的研究開發工作是在實踐的基礎上完成的,實驗結果證明該系統充分利用了S3C2410芯片提供的資源,具有高性能、低功耗、低成本的優點,在各個方面的性能比傳統的水環境參數測控系統有很大提高,通過測試實現了預期的各種功能,完全達到預期要求。
上傳時間: 2013-06-28
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隨著科學技術的進步和人民群眾生活水平的提高,視頻監控系統在工業生產、國家安防、日常生活中得到了廣泛的應用。實時的遠程視頻監控,能夠及時、直觀地為人們提供動態現場信息。遠程視頻監控已經逐步成為現代社會管理的重要手段之一。與傳統的視頻監控系統相比,嵌入式遠程無線監控系統具有體積小、攜帶方便、可以進行遠距離監控等優點,從而有著良好的應用前景。 本文在總結分析即有的研究成果的基礎上,將先進的嵌入式技術、視頻技術、無線網絡技術有效的結合在一起,力圖設計出一款便攜式、低功耗、高電池使用壽命、硬件與軟件資源管理高效合理、人機交互性能良好的手持式無線視頻監控終端。通過對Windows CE.NET嵌入式操作系統下進行USB相關設備驅動程序開發的研究與分析,在本手持終端中實現了USB host端功能,以滿足對USB設備的即插即用操作。本手持終端將會極大程度上方便監控保安人員,使得他們不必隨時守候在傳統的基于PC的視頻監控機旁,實現企業樓宇及智能小區中電子巡更的任務。 本文首先對無線視頻監控系統的發展現狀進行分析與研究,主要包括:無線視頻監控系統的定義、特點、分類、應用以及發展趨勢;之后介紹ARM處理器并對無線網絡的發展狀況進行研究分析,重點對無線網絡中無線局域網技術進行闡述;然后筆者利用一款基于ARM920T核的微處理器S3C2410來構建Windows CE.NET操作系統下的無線視頻監控手持終端,在此詳細闡述了該手持終端硬件、軟件平臺的研究與設計;最后為了使該終端支持不同類型的非標準USB存儲設備以及從、USB接口可擴展性方面的考慮,通過對Windows CE.NET下的USB系統結構和設備驅動程序開發包的分析,研究了在Windows CE.NET嵌入式操作系統下進行USB相關設備驅動程序開發的過程。
上傳時間: 2013-06-26
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本文研制了一種基于社區和家庭,以家庭為核心的“家庭——社區醫院——中心醫院”的三層體系結構的遠程家庭監護系統。該系統主要包括家庭端的遠程家庭監護智能終端和遠端的醫院監護中心兩部分,其中,家庭端的遠程家庭監護智能終端的軟硬件實現是本文的重點和關鍵。 給出了遠程家庭監護智能終端的硬件結構和軟件體系的總體設計方案。遠程家庭監護的硬件平臺,以Philips的ARM內核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心,外圍擴展藍牙模塊、ISP1160 USB主機模塊、10M以太網通信模塊、CF卡存儲模塊和液晶顯示模塊等模塊實現。對各硬件模塊的設計實現做了詳盡的論述。在硬件平臺的基礎上,移植嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ,按照操作系統、中間件程序和應用程序的分層軟件體系結構,設計實現了遠程家庭監護智能終端的軟件,使得軟件更易維護和升級。 對家庭監護終端的軟件實現進行了詳細的論述。設計實現了各硬件模塊的驅動程序、通信協議和應用程序。整個應用程序按功能劃分為9個任務,由操作系統內核進行調度,提高了系統的可靠性和實時性。應用程序實現了友好的人機界面和生理信號的自動分析功能。重點研究了ECG信號自動分析診斷算法,應用自適應模板法,實現了疾病自動分析診斷功能,能夠實現10種常見心律異常的自動分析診斷。 遠程家庭監護智能終端系統可實現對病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數的實時遠程監護,可根據病人的情況定制要監護的參數,具有良好的可擴展性和靈活性。遠程家庭監護終端,通過藍牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數,通過USB主機下行口連接其他生理參數模塊采集血壓等參數。所采集的參數經終端分析處理后,可在液晶上顯示生理參數值及結果,并可通過局域網傳送到監護中心服務器,供社區醫院監護醫生分析診斷。在病人出現生理異常時,家庭監護智能終端能夠給出初步診斷結果并發出報警。監護服務器收到報警后提醒監護醫生給出診斷結果,并將診斷結果反饋到家庭監護終端顯示,使病人能夠得到及時救治。
上傳時間: 2013-06-06
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在工業生產中,二次自動化儀表是構成自動化系統的基本單元之一。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字化儀表的轉換。由于常規單片機資源的限制,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字化儀表品種繁雜,標準難以統一,設計隨意性大。因此帶來如下現實問題: 1.自動化系統設計單位的儀表選型、系統調試、使用中操作、維修和系統的功能優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約不利: 3.國內現在自動化儀表廠家數量眾多,但都無法形成規模生產,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,也存在標準不統一,難以靈活替換的問題,且價格昂貴。 自動化系統設計、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,改變傳統設計、生產及應用方式,這將是未來自動化儀表的發展趨勢,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多種儀表的功能進行了創新性和探索性研究。主要內容為: 1.各種常規二次儀表功能、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.系統整機設計以及系統可靠性設計; 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,實現同一硬件平臺下多種儀表的功能,并成功制作了樣品系統。 本文所討論的基于$3C44BOX和uClinux的智能儀表系統的開發技術同樣適用于其它項目的開發,對其它嵌入式的應用系統開發有重要的參考價值。
上傳時間: 2013-05-16
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隨著國民經濟和電力工業的飛速發展,使得對電力系統自動化和信息化水平的要求也越來越高。變電站系統作為電網的重要基本環節,其自動化水平的高低直接影響著電網安全穩定運行水平,于是變電站綜合自動化系統得到了迅猛的發展和推廣應用,成為衡量電力企業自動化水平的重要依據。而安全可靠的網絡通信技術又是實現變電站綜合自動化系統的根本保證。 變電站是輸配電系統中的樞紐環節,它是電力系統的重要部分。而作為變電站綜合自動化系統中的現地測控單元是其非常重要的組成部分,它的性能的優劣直接影響著變電站綜合自動化系統整體的高效、安全的運行。 隨著電壓等級和電網復雜程度的提高,供電半徑和輸配電容量的加大,采用傳統的變電站一次和二次設備已越來越難以同時滿足:“降低變電站造價,提高變電站的安全和經濟運行水平”這兩方面的要求。為此,很有必要研制和開發以計算機技術為基礎的各種電壓等級的變電站綜合自動化系統,以取代或更新傳統的變電站二次設備。 本論文以變電站綜合自動化系統現階段的技術為參考,提出并研究了一種基于ARM內核的高性能的嵌入式微處理器和嵌入式實時操作系統的變電站綜合自動化現地測控單元。文中從當前各種模式的變電站綜合自動化系統結構出發,結合計算機技術發展的趨勢,詳細介紹了該現地測控單元的原理與構成及其特點;著重分析了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C4510B為核心的嵌入式網絡系統的軟件硬件設計原理,給出了硬件原理圖;對于該系統的關鍵技術:操作系統UC/OS-Ⅱ的移植、系統軟件的設計等問題本文作了系統、細致的論述,并給出了相關的設計程序。 新型嵌入式智能變電站綜合自動化現地測控單元提供了更快的通信速度以及更強的處理能力,它的應用必定會提高變電站綜合自動化系統的通信能力,而且使變電站綜合自動化系統的可靠性更高,經濟性方面也具有更強的優勢。
上傳時間: 2013-06-21
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汽車儀表是駕駛員與汽車進行交流的重要窗口,也是汽車高新技術的重要部分。傳統汽車儀表多使用指針型顯示器件為主,如步進電機、十字線圈,輔以液晶顯示,顯示的信息量相對較少,且結構復雜。一方面隨著汽車電子化程度的不斷提高,進行技術創新,研制開發新一代汽車儀表產品;另一方面,由于能源和環保問題,汽車也將從內燃機汽車發展到包括純電動汽車(BEF)、混合電動汽車(HEV)以及燃料電池汽車(FCV)的新能源汽車時代,因此結合新能源汽車信息量多、電子化程度高的特點,開發新一代汽車智能儀表具有重要的現實和長遠意義。 本文正是在這樣的背景下,以同濟大學汽車學院自主研發的ROVER燃料電池轎車為研究對象,進行了汽車智能儀表的一些功能研究與開發。所做的主要工作有: (1)根據要實現的功能確定所需的硬件資源,選擇合適的嵌入式硬件系統。 (2)嵌入式操作系統的選擇和二次開發。在選擇操作系統時要考慮到系統的硬件可移植性、實時性、對內存的需求以及提供哪些開發工具等。 (3)應用軟件的開發。主要是儀表界面設計,包括數字圖形顯示,動畫顯示,數據庫開發等。 (4)基于無線數據傳輸模塊下的GPRS無線通訊實驗。包括客戶端和服務器端系統配置,動態域名解析等。 該儀表已應用于ROVER燃料電池轎車,實踐表明,在嵌入式平臺上顯示車載信息,同傳統儀表相比具有較大的優勢。可滿足小型化、輕量化的要求;造型美觀,可動畫顯示、可讀性、可視性強;可實現一表多用。從軟件方面來講,引入了操作系統的概念,增強了代碼的可讀性、可維護性、可擴展性以及靈活性;信息顯示自由度高,顯示界面人性化,可定制;即使更換硬件平臺,也只需對操作系統和底層驅動程序進行少量的移植工作,而無需修改與硬件無關的應用代碼。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電子信息技術的發展和國際國內成品油零售市場的激烈競爭,中國石油的成品油零售必須實行IC卡加油和信息化管理,從而實現“一卡在手、全國加油”。 本項目在原有基于ARM處理器的加油POS機基礎上進行非接觸CP[J卡讀卡改造,深入研究了非接觸卡的原理以及卡片操作系統(COS),尤其是非接觸卡相對于接觸卡的先進性和可靠性;在加油POS機上進行非接觸CPU卡讀卡模塊改造,成功的實現了接觸卡接口協議和非接觸卡接口協議的軟硬件轉換,一定程度上降低了新設備研發的成本并符合中石油的項目進度要求。該項目的試點成功為中石油在全國范圍內實現所有的加油設備進行非接觸卡改造積累了技術基礎及工程實施的經驗。通過非接觸卡讀卡的可靠性研究,為非接觸CPU卡在石油行業的廣泛應用奠定了很好的基礎,同時為公司爭取更多的設備改造項目贏得了諸多的積累和支持。
上傳時間: 2013-07-03
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隨著網絡技術和通信技術的突飛猛進,人們對通信的保密性能,抗干擾能力的要求越來越高,而且對信息隱蔽、多址保密通信等特性提出了更高的要求。這些要求的實現都離不開擴頻通信技術的應用,而擴頻通信芯片作為擴頻通信網絡的核心器件,自然也成了研究的重點。本論文旨在借鑒國內外相關研究成果,并以家庭電力線通信環境為背景,驗證了一種CDMA碼分多址通信的實現方案,并通過智能家庭系統展示了其應用效果。 本課題以構建家庭電力載波通信網絡為目標,首先,以兩塊Cyclone系列FPGA開發板為基礎,分別作為發送單元和接收單元,構建了系統的硬件開發平臺;以QuartusⅡ 7.2為開發環境,運用Verilog硬件描述語言,編寫擴頻模塊和解擴模塊,并且進行了測試、仿真和綜合,驗證了通過專用芯片實現擴頻通信系統的可行性。應用方面,采用電力線載波通信芯片,提出了一種由智能插線板和嵌入式網關構成的家電控制系統。用戶通過WEB方式登陸嵌入式網關,智能插線板能夠在嵌入式網關的控制下控制電器的電源、發送紅外遙控指令,實現對家電的遠程遙控。使用兩塊FPGA開發板,實現了擴頻通信基本收發是本設計得主要成果;將擴頻通訊技術、嵌入式Web技術引入到智能家庭系統的設計當中是本文的一個特點。 仿真和實驗表明:采用電力線載波通信芯片組建家庭網絡的方案可行,由智能插線板和嵌入式網關構成的家電控制系統能靈活、便捷地實施家電控制,并具有一定的節能效果。
上傳時間: 2013-06-17
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激光測距是一種非接觸式的測量技術,已被廣泛使用于遙感、精密測量、工程建設、安全監測以及智能控制等領域。早期的激光測距系統在激光接收機中通過分立的單元電路處理激光發、收信號以測量光脈沖往返時間,使得開發成本高、電路復雜,調試困難,精度以及可靠性相對較差,體積和重量也較大,且沒有與其他儀器相匹配的標準接口,上述缺陷阻礙了激光測距系統的普及應用。 本文針對激光測距信號處理系統設計了一套全數字集成方案,除激光發射、接收電路以外,將信號發生、信號采集、綜合控制、數據處理和數據傳輸五個部分集成為一塊專用集成電路。這樣就不再需要DA轉換和AD轉換電路和濾波處理等模塊,可以直接對信號進行數字信號處理。與分立的單元電路構成的激光測距信號處琿相比,可以大大降低激光測距系統的成本,縮短激光測距的研制周期。并且由于專用集成電路帶有標準的RS232接口,可以直接與通信模塊連接,構成激光遙測實時監控系統,通過LED實時顯示測距結果。這樣使得激光測距系統只需由激光器LD、接收PD和一片集成電路組成即可,提出了橋梁的位移監測技術方法,并設計出一種針對橋梁的位移監測的具有既便攜、有效又經濟實用的監測樣機。 本文基于xil inx公司提供的開發環境(ise8.2)、和Virtex2P系列XC2VP30的開發版來設計的,提出一種基于方波的利用DCM(數字時鐘管理器)檢相的相位式測距方法;采用三把側尺頻率分別是30MHz、3MHz、lOkHz,對應的測尺長度分別為5米、50米和15000米,對應的精度分別為±0.02米、±0.5米和±5米。設計了一套激光測距全數字信號處理系統。為了證明本系統的準確性,另外設計了一套利用延時的方法來模擬激光光路,經過測試,證明利用DCM檢相的相位式測距方法對于橋梁的位移監測是可行的,測量精度和測量結果也滿足設計方案要求。
上傳時間: 2013-06-12
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嵌入式圖像采集、處理與傳輸系統具有體積小、穩定性高等優點,在智能交通、電力、通訊、計算機視覺等領域應用廣泛。隨著DSP技術的發展,在DSP上用軟件實現實時視頻壓縮成為數字視頻壓縮標準應用的亮點,這種應用比起專門的壓縮芯片更具有靈活性和升級潛力。 本文主要研究一種基于DSP TMS320VC5402脫機視頻采集、壓縮編碼和視頻數據通信的方法和DSP外圍硬件系統設計。 在本設計中,圖像采集部分利用SAA7111視頻采集芯片完成視頻信號的精確采集;利用FPGA完成復雜且高速的邏輯控制及時序設計,完成DSP外擴RAM,Flash等高速硬件電路設計,同時完成DSP的地址譯碼電路,將采集的數字視頻信號存儲在DSP外擴存儲空間中;用FPGA基于N1OSⅡ來虛擬設計了I
上傳時間: 2013-07-02
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