隨著計算機技術的發展,嵌入式系統已成為計算機領域的一個重要組成部分。本文用嵌入式系統構建了一個電力機車主變壓器故障診斷試驗平臺。 在電力機車主變壓器綜合測試及故障診斷領域中,我國幾個大型的電力機車廠的變壓器測試依然采用人工讀數,而這種方法的特點是:效率比較低,數據存在誤差等。因此非常有必要采用自動測試系統,而如果用工控機作為控制中心來進行測試,成本將比較高,因此,本文采用基于ARM的嵌入式系統作為控制中心來進行測試。這樣系統的成本更低,操作更方便,數據更準確。 本文詳細地介紹了基于ARM微處理器ST2410及Linux操作系統的電力機車主變壓器綜合測試及故障診斷系統的開發與實現過程。主要有三部分:硬件平臺設計與實現部分;軟件平臺設計部分;應用程序的開發等3部分。 本論文的研究主要是基于ARM-linux的平臺。它的內核模塊采用了ARM920T核的S3C2410,外部有SDRAM、FLASH、串口、網卡、鼠標、鍵盤、LCD等,同時還提供有擴展插槽,該平臺主要面向高性能的電力、工業控制等,適用于網絡的研究;本文探討嵌入式軟件開發模式,宿主機與目標機,交叉編譯環境的搭建,Linux內核和外設驅動的移植,以及圖形用戶界面QT和應用程序開發移植等;另外,在該平臺開發了應用程序,具體包括串口通信,網絡通信,數據庫編程等。
上傳時間: 2013-07-10
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SoC(System On a Chip)又稱為片上系統,是指將微處理器、模擬IP核、數字IP核和存儲器(或片外存儲器接口)集成在單一芯片上。SoC產品不斷朝著體積小、功能強的方向發展,芯片內部整合越來越多的功能。ARM架構作為嵌入式系統流行的應用,其應用的擴展面臨軟件擴充的問題,而X86平臺上卻有很多軟件資源。若將已有的X86軟件移植到ARM平臺,則可以在一定程度上解決軟件擴充的問題。 本論文針對X86指令在ARM中兼容的應用,以智能手機的應用為例,提出了基于ARM嵌入式平臺,使用X86指令到ARM指令的二進制翻譯模塊,達到對X86指令的兼容。主要研究ARM公司的片上總線系統——AMBA AHB和AMBA APB片上總線標準。對Multi-layer總線結構進行研究,分析了Multi-layer AHB系統中使用的Bus Matrix模塊的結構,從Bus Matrix模塊的內部矩陣結構和系統架構兩方面針對系統的特點作出優化。 最后介紹了論文采用的事物級模型與Verilog HDL協同仿真的方法和系統的控制過程,通過仿真結果的比較,驗證了利用二進制翻譯模塊實現X86指令執行的可行性和優化后的架構較適合于X86翻譯系統的應用。
上傳時間: 2013-06-28
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近年來,隨著現代社會對軍用和民用設備需求的不斷擴大及要求的不斷提高,運動目標的識別和跟蹤技術已經迅速發展成為現代信息處理領域中一項非常重要的技術,并在許多領域內發揮著不可替代的作用,但是在面向應用的目標跟蹤系統卻不盡如人意,不能很好的滿足應用的要求。 本文簡述了傳統的基于桌面PC機的目標跟蹤系統實現方法。目標跟蹤具有兩個突出的特點,一是計算數據量大,一是對處理速度要求高。傳統上,運動目標跟蹤系統的實現是基于桌面PC機,但工業應用的快速發展使傳統的目標跟蹤系統越來越不能滿足應用的需要。 本文提出了一種基于ARM嵌入式平臺的目標跟蹤解決方案。研究了如何將嵌入式平臺和目標跟蹤結合起來,并對系統的設計思想和設計方法進行了詳述。首先進行了功能分析和總體設計,分析了將嵌入式平臺作為目標跟蹤解決方案的關鍵性問題,包括采用ARM嵌入式平臺的必要性,系統框架的設計,對于嵌入式處理器和操作系統的選擇:然后在總體設計的基礎上完成了系統的設計,包括軟硬件平臺的設計,完成了BootLoader的設計,Linux內核的定制,USB攝像頭驅動程序的設計和OpenCV視覺庫的建立;最后分析了目標跟蹤的過程,利用背景差法實現了運動的檢測,提取了行人的特征,利用Mean-Shift算法實現了對運動目標的跟蹤。 本文提出的基于嵌入式平臺的目標跟蹤系統的應用潛力巨大,有待進一步的研究和探索。在論文最后對研究進行了總結和展望,提出了未來的研究方向。
上傳時間: 2013-05-27
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語音通信是人類通信的重要組成部分,伴隨著數字通信技術和計算機技術的發展,特別是Internet的出現,基于因特網的數字語音通信技術得了到迅速的發展。由于設備、環境、人為操作等因素的影響,網絡上傳輸的語音信號可能出現忽大忽小的情況,為了得到較好的語音信號輸出效果,需要在接收端對語音信號進行處理。針對以上情況,本文研究并實現了基于ARM的網絡語音AGC系統。 本文結合嵌入式系統和AGC技術的發展,設計實現了一個基于ARM的網絡語音AGC系統。本文首先對AGC算法進行了深入研究,在對LMS算法進行研究的基礎上提出了一種基于LMS的數字語音AGC算法,通過Matlab軟件對算法進行了仿真;設計了一個由AT91RM9200微處理器、網絡控制器、音頻芯片構成的嵌入式AGC處理終端硬件平臺,構建了嵌入式Linux操作系統,并在此基礎上設計實現了網絡語音AGC系統的下位機終端。該終端主要實現了用基于LMS的數字語音AGC算法實時地處理從網絡上傳過來的忽大忽小的數字語音信號,取得良好的語音信號輸出,并且穩定性可靠;設計實現了上位PC機程序,上位機實現了通過網絡將數字語音信號實時地傳送到嵌入式終端的功能。 本設計采用高性能微處理器,配合嵌入式Linux強大支持功能的實現方案,具有高性能、低成本、小型化、實時性強等諸多優點。相比傳統的實現架構,該設計具有更好的靈活性和操作性,性價比更高,功能更強大,同時可擴展性和可移植性也更好,具有一定的技術先進性和廣泛的應用前景。
上傳時間: 2013-06-11
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電液控制作為液壓控制的一個新分支,因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應用。電液控制系統的發展對電液控制技術提出了更高的要求,這必將促進電液控制技術的發展。本文在教研室多年電液控制經驗的基礎上,提出開發通用型電液系統數字控制器。 通過對電液控制技術的研究,了解電液系統的一般構成,結合多個具體實例,本文提出數字式電液控制器概念,以ARM微處理器為硬件核心,采用多種智能控制算法解決電液系統閉環控制問題。 數字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心,配有高速AD、DA轉換器。硬件設計注重通用性,具有多種輸入、輸出通道,可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數字量信。具有多種通信接口,可以實現近距離監控或者遠距離操控。人機交互通道豐富,具有報警、狀態指示、參數顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩定性、可靠性。軟件設計采用UC/OS-II嵌入式操作系統,內部集成多種智能控制算法,保證電液系統閉環控制取得良好的效果。開發模擬試驗系統,可以模擬電液系統現場的各種信號和閉環回路,實現實驗室調試。采用Visual Basic開發上位機軟件,配合控制器完成參數修改、保存,繪制實時監控曲線,控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統多樣性難題,客服模擬控制的缺點。研發出模糊自整定PID算法,它成功解決了閉環控制過程中設定信號不斷變化的難題。經過多次現場調試,目前控制器已經成功應用于國內多家企業的輪胎耐久性試驗機和密煉機兩種電液系統,在這兩種系統中成功取代進口國外模擬控制器,并且控制效果好于國外模擬控制器。關鍵詞:電液系統;ARM7;UC/OS-II;模糊自整定
上傳時間: 2013-05-31
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隨著計算機網絡的廣泛應用以及嵌入式技術、圖像技術的不斷進步,視頻監控領域進入了一個快速發展的時期?;谇度胧郊夹g的視頻監控技術作為一種先進的、廉價的視頻監控技術,為視頻監控設備的開發提供了一種全新解決方案。近年來,采用無線網絡技術的視頻監控系統由于其更低廉的價格、更靈活的部署方式受到廣大視頻監控用戶的青睞,逐漸成為視頻監控技術的發展方向之一。 運動目標檢測算法是一種在視頻圖像檢測中經常使用的算法,主要用來發現視頻中的運動物體。在視頻監控系統中引入運動目標檢測算法可使監控系統具備簡單的智能功能,即在有運動物體進入監控區域時才傳輸視頻并錄像。常用的運動目標檢測算法包括幀間差分法和背景差法等。 論文在融合嵌入式技術、運動目標檢測技術的基礎上,結合視頻監控系統在室內及小型辦公場所應用的實際需求,提出了一種基于嵌入式技術的無線智能視頻監控系統解決方案。該方案的視頻監控端采用三星公司基于ARM體系結構的芯片S3C2440A作為處理器,在使用該處理器的硬件板上構建了嵌入式Linux操作系統作為應用程序開發的平臺。在視頻監控系統的視頻監控端應用程序開發中,論文分析了幀間差分法和背景差法的優缺點,并在此基礎上實現了兩種算法的融合,完成了在視頻采集的同時實現對運動物體的檢測。系統的PC視頻接收端應用程序使用C#語言編寫,程序開發中使用了網絡編程技術,在Windows操作系統下實現了視頻接收、錄像及錄像播放功能。 實驗結果表明,論文設計圓滿地完成了功能要求,對基于嵌入式平臺的監控系統設計具有很大的參考價值。
上傳時間: 2013-06-11
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隨著電力系統的迅速發展和電力電子技術的廣泛應用,電能污染日益嚴重,電能質量問題已經成為電力部門及電力用戶越來越關注的問題。電能質量的各項指標若偏離正常水平過大,會給發電、輸變電和用電設備帶來不同程度的危害。電能質量的好壞直接關系到國民經濟的總體效益,因此對電能質量進行檢測和分析從而提高和改善電能質量具有非常重要的意義。 本文首先介紹了電能質量的基本概念,對各種電能質量問題的分類、特征及產生原因和危害作了詳細的闡述。通過對電能質量各項指標(供電電壓偏差、頻率偏差、公用電網諧波、三相電壓不平衡度、電壓波動與閃變)的分析,以傳統的傅立葉變換理論為基礎,針對目前電能質量分析的難點即對突變的、暫態的、非平穩的信號的檢測與分類,提出了基于小波變換的暫態電能質量分析方法。利用小波變換模極大值原理檢測信號奇異點作為是否發生暫態擾動的判據,克服了傳統方法中無時域局部性的缺點。 在系統的研究了電能質量分析的相關理論和檢測技術的基礎上,針對電能質量分析系統中需要支持復雜算法和保持實時性的特殊要求,研制了基于DSP與ARM構架的嵌入式電能質量分析系統的硬件平臺和軟件系統。重點分析了DSP與ARM的選型依據、結構特點、具體應用等。并且詳細的介紹了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。隨后,提出了該裝置軟件部分設計思想,其中重點介紹了DSP部分的FFT算法設計、ARM部分的uC/OS-II操作系統移植和MiniGUI圖形界面開發。最后對論文的主要工作進行了總結,對以后可深入研究的方向進行了展望。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著信息技術的迅速發展,計算機產業的發展已經到了所謂的后PC時代。在傳統的視頻采集中,系統一般由CCD攝像頭,采集卡組成,功能齊全,但價格高,體積大。嵌入式系統在各行業的應用,特別是工業現場、信息家電、機頂盒等方面的廣泛使用,使嵌入式系統的研究開發成為計算機領域的一個熱點。嵌入式圖像采集則彌補了上述的缺點,并且可以復雜環境下的圖像采集嵌入式Linux操作系統是從Linux衍生出來的一種操作系統,它支持眾多嵌入式處理器,并具有Unix的很多優點,而成為當前主流的嵌入式操作系統。本文選擇三星系列的嵌入式處理器S3C2440,高速清晰攝像頭和一塊觸摸LCD組成,軟件則用嵌入式Linux為操作系統,在嵌入式開發板上先進行Linux的移植后完成,其次對攝像頭在ARM下的驅動進行修改和更新使其適應所采用的ARM開發板,再者完成驅動的加載和交叉編譯應用程序來完成對圖像的采集,最后從濾波算法和優化所采集的圖片,使圖片完成各種場合實驗的要求。本系統體積小,占用內存低,模塊化的系統通過協調的工作,形成了一套完整的圖像采集系統,本文所用的ARM9系列的開發板完全是從底層開發開始,成本低,加上Linux并不是商業的軟件,以至有很好的擴展空間和廣泛的前景。
上傳時間: 2013-06-29
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隨著Internet和計算機技術的飛速發展,嵌入式系統呈現巨大的市場需求,成為當今IT產業的焦點之一,其應用領域涉及通信、自動化、信息家電、軍事等各個方面。但同時大量的嵌入式應用也對嵌入式設備的性能提出了更高的要求?;?2位RISC處理器的嵌入式技術更能滿足嵌入式設備的網絡功能需求。 網絡的不斷發展給人們的生活和工作提供了越來越多的便利,家庭網絡、辦公網絡、實驗室等小型局域網越來越多,而且隨著信息社會的不斷發展,各種智能設備都有接入網絡的需求。本文就是基于設計一種具有較高性價比的小型路由器來滿足小型辦公場所或家庭中多臺設備上網這樣一個思路而提出的。 ARM(Advanced RISC Machines)系列32位RISC微處理器,具有許多優異性能,已成為移動通信、手持設備等嵌入式應用領域市場占有率最高的嵌入式CPU。Linux是一種開放源碼的操作系統,可應用十多種硬件平臺,具有對網絡的良好支持、高度模塊化和微內核等優點非常適合做嵌入式操作系統。 本文具體工作歸納如下:介紹了嵌入式系統的概念和課題背景,包括嵌入式系統組成、特點及其發展;闡述了嵌入式Linux的開發優勢和ARM922T內核開發板的架構及其特點;在構建的ARM硬件平臺上成功進行了boot loader和嵌入式Linux操作系統的移植;在嵌入式系統開發平臺上,構建了路由器,初步實現了IP地址共享、防火墻、web服務器,代理服務等基本功能。
上傳時間: 2013-06-24
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隨著人們對軟件產品質量要求的不斷提高,軟件測試技術得到越來越多的重視和應用。本文深入研究嵌入式軟件的測試技術,并將研究成果應用到測試實踐中。論文的主要工作有: 嵌入式軟件作為一種特殊的軟件,符合軟件的大多數特征,要研究嵌入式軟件測試就必須先了解軟件測試。本文研究了軟件測試基本理論和通用測試技術,對當前國內外軟件測試研究現狀和熱點做了綜合分析,為下一步研究工作打下了測試理論基礎。同時,針對嵌入式系統軟件的特點,研究了針對于嵌入式系統的軟件測試技術,分析了嵌入式系統軟件的特征及測試要求。 構建了針對嵌入式系統軟件測試的完備的測試策略是本文的重點之一。它旨在建立符合嵌入式系統軟件特性的測試策略。包括測試模型的建立、單元測試、軟件集成測試、軟件與硬件集成測試、系統測試、確認測試及回歸測試。通過對嵌入式系統軟件測試的研究,實現了對嵌入式系統軟件測試策略的優化。 在對建立嵌入式系統軟件測試環境的研究中,應用了交叉開發測試環境的概念并研究了基于駐留監控軟件、指令集模擬器以及基于JTAG的調試代理的交叉測試方法。最后搭建了基于ARM-Linux的嵌入式系統軟件測試環境。 依據嵌入式系統軟件測試的策略并根據語言學習系統的特點進行了有針對性的測試。在針對語言學習系統進行的軟件測試設計和測試實施全過程中,驗證了所提出的測試策略和測試模型,確保語言學習系統的軟件質量的同時提高了測試效率。
上傳時間: 2013-04-24
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