智能家庭信息系統是集自動化、計算機、通信技術于一體的“3C”系統,它將各種家電產品結合成一個有機整體,實現了對家電設備進行集中或異地控制和管理,以及能夠與外界進行信息交互,以控制終端為突破口作為對家庭信息系統的研究,將有可能在以后的競爭中占據制高點,取得良好的經濟和社會效益。 本課題開發的智能家庭信息系統是以實際項目為背景,對基于網絡的嵌入式家庭信息系統進行了研究。通過對傳統智能家居的特點進行分析,指出了目前市場上的智能家居系統的局限性,提出了基于短距無線網絡的現代智能家居系統是將來的發展趨勢。 接著對智能家居控制的系統構架以及相關關鍵技術進行了分析和比較,指出基于IEEE802.15.4的ZigBee技術是目前最適合無線家居控制系統的無線標準,并對該標準進行了深入研究。 論文充分考慮到家庭信息化網絡的現狀和家庭內部各信息家電的互連、集中控制、遠程訪問與控制的需求,以及低成本實現的實際需要,及設備互連對傳輸帶寬和使用靈活性等特點的需要,設計了以無線ZigBee技術組成家庭網絡體系總體結構,避免了在家庭內部布線的缺陷,且滿足了功耗低,成本低,網絡容量大等要求。 設計了新型無線通訊模塊,該模塊主控芯片采用8位低功耗微控制器ATMEGA64及CHIPCON公司推出的首款符合2.4 GHZ IEEE802.15.4標準的射頻收發器CC2420來實現ZigBee模塊,它可以降低無線通訊的成本和提高無線通訊的可靠性,可以單獨使用,也可以嵌入其它設備。 論文采用了免費、公開的linux操作系統,并給出了在Linux上的開發流程。 最后,論文具體分析了無線ZigBee協議、ZigBee組網技術以及它們在將來的廣泛應用。深入地研究了HTTP超文本傳輸協議,設計了遠程客戶端訪問和控制家用電器的界面,并給出了部分軟件設計流程圖。
標簽: ARM 嵌入式系統 家 中的應用
上傳時間: 2013-04-24
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隨著經濟與科技的發展,人們對住宅小區提出了智能化的要求:一方面住戶要求能夠遠程監視家庭環境和控制家電設備;另一方面,小區管理人員要求實現對小區事務的統一管理。計算機、通信和ARM嵌入式技術為小區的智能化提供了有力的技術支持。 本文來源于實驗室與日本NTT公司合作的智能家居項目,提出一種基于ARM-Linux平臺的小區智能監控系統的實現方案。系統包括小區網關、家庭中繼器和家庭傳感器/開關設備三部分。家庭中繼器通過RS485總線連接家庭內部各種傳感器和開關設備組成家庭內部通信網,中繼器可以在家庭內部網中集中采集傳感器數據和控制家電開關設備。小區網關通過Ethernet連接各家庭中繼器組成小區局域網,它可以統一管理所有家庭中繼器和家庭設備。用戶可以通過Internet訪問小區網關的Web服務器來查看家庭內部傳感器信息或發送操作指令來遠程控制家電開關設備,小區管理人員也可以通過小區網關的服務器發布小區管理信息。從而,實現家庭監控和小區管理的智能化。 本文主要工作包括:家庭中繼器的硬件設計、系統軟件移植和應用軟件設計;小區網關的軟件設計;家庭內通信網與小區局域網的組網以及在通信網絡中采用的通信協議的設計。通過對實驗室原型系統的實驗與測試,證明小區智能監控系統能夠良好運行。
標簽: ARMLinux 小區智能 監控 系統設計
上傳時間: 2013-07-27
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統的關鍵設備,用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環境的礦井中,控制和保護低壓供電網絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產安全和生產效率。 論文將嵌入式網絡控制系統應用到饋電開關中,通過對礦山供電系統工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內核)嵌入式網絡控制系統的研究,實現了總體網絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統硬件電路的設計;通過對嵌入式實時操作系統的移植、嵌入式TCP/IP協議棧的實現和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析,完成了監控主機與嵌入式系統的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫,從而實現了礦井地面監控主機與井下嵌入式系統饋電開關的快速通信,解決了地面監控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監控的難題,設計完成了一套集實時保護控制和遠程監控功能于-身的智能型饋電開關網絡控制系統。
標簽: ARM 嵌入式 饋電開關
上傳時間: 2013-05-21
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傳感器是測控系統的重要組成部分,但有些傳感器,如增量式或絕對式旋轉編碼器,因無配套的二次儀表,給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表,但價格昂貴,功能單一且功能無法擴展。為此,本課題以設計一種通用性強,功能擴展方便的測量儀表為目的,將計算機技術與嵌入式微處理器技術用于測量儀表當中,設計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括: 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎上,提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設計實現了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統在ARM7微控制器上的移植。在此基礎上,對嵌入式系統進行了一定的擴展,編寫了LCD驅動程序,調用了串口通信,A/D轉換等模塊的API函數,建立了多任務環境,使儀表兼具PWM脈寬調制功能、數據采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉編碼器實驗、轉矩轉速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構建,降低了軟件設計的復雜度,提高了系統的實時性和靈活性,縮短了開發周期。經過實驗驗證,該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數字信號。
標簽: ARM 嵌入式 智能儀表
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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。
標簽: ARM 遠程 家 智能終端
上傳時間: 2013-06-06
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Internet現已成為社會重要的信息流通渠道。嵌入式系統能夠連接到 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典型的代表。 本文將嵌入式技術與電力載波通信協議X-10技術結合起來來實現智能家居控制系統,著重研究智能家居控制系統的核心一基于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送X-10指令,實現對家庭設備的控制。 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為處理器實現智能家居控制系統的設計中,給出詳細設計步驟與過程。本系統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平臺軟件實現是本文的一個重點。本文主要分三步來實現:第一步實現了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實現TCP/IP協議棧LWIP在嵌入式操作系統上的移植、第三步實現WEB服務器的組建以及應用軟件設計。最后系統在搭建完軟硬件平臺之后,進入調試結果環節。系統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的可行性,進而實現了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標簽: ARM 智能家居控制系統
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據監測在電力企業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原有硬件資源的基礎上,開發了基于ARM的智能控制器來實現對電網的無功補償和配電監測,對原有的數據資源進行了進一步的開發利用。 本論文主要完成了以下幾個方面的工作: 1、研究電網數據采集方法、高速數字信號處理算法、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議《電力負荷管理系統數據傳輸規約—2004》的實現。 3、研究基于高性能嵌入式系統的終端軟、硬件平臺的實現
標簽: ARM 智能控制器
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近年來,隨著計算機技術及網絡通信技術的發展,在家庭中實現生活的現代化、安全化,提高居住環境等要求,使家庭設備智能化成為未來生活發展的趨勢。 本文提出以嵌入式計算機為主控設備,將家庭網絡中主要的電器設備和服務系統通過藍牙技術構建一個家庭局域網絡,同時把GPRS遠程通信技術加入到智能家居系統中,不僅解決了在家庭內部復雜的布線問題,而且使用戶能夠在遠程控制家庭中的各種服務設備。 本文介紹了課題研究的背景和意義,分析了智能家居系統的發展現狀和趨勢,討論了嵌入式計算機系統和無線網絡技術相結合在智能家居系統中的應用情況。論文闡述了家庭無線網絡控制系統的設計思想和實現方法。 系統選擇S3C2410處理器為家庭無線控制器的主控制芯片,GPRS SIM300為遠程控制芯片,藍牙無線收發模塊101 007為控制各個家用電器的通信模塊。并設計了各模塊間的接口電路。系統完成了Windows CE在嵌入式S3C2410處理器上BSP的定制與開發,著重分析了系統啟動的過程,并成功實現了Windows CE在S3C2410上的移植。通過對家庭內部局域網絡協議藍牙協議和外部移動網絡GPRS的分析,在Windows CE上實現了藍牙主機控制器HCI協議和GPRS通信程序,完成了采用GPRS無線通信模塊與藍牙通信模塊相結合,實現對設備的監控。
標簽: ARM 家 無線通信網絡
上傳時間: 2013-06-24
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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。
標簽: FPGA 擴頻通信 芯片設計
上傳時間: 2013-06-17
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隨著城市居民住房的發展,樓房用表需求量不斷增大,傳統的把多個電能表掛在一起的計量方式越來越顯出它的弊端;即體積大,成本高,工程造價高,不利于新型住房的集中用電管理。多用戶、多功能智能電表不僅能很好地解決上述問題,還能實現很多智能化的功能。 多用戶多功能智能電能表可同時計量48戶居民的用電量。該電能表采用2塊LPC2294控制,以完成數據的通信和采集;采用2塊ARM,以減輕CUP的負擔,提高系統的多功能化和智能化。相對于單用戶電表,多用戶電表有多達32路以上通道,采用同一系統進行分時處理,該系統采用12位A/D轉換芯片AD8364,能保證數據采集的精度和速度。上位機還能實現與銀聯系統聯網,可遠程控制用戶的用電。多用戶、多功能電能表在靈活性、多功能化、智能化、精度等方面都有優勢。
標簽: ARM 多用 智能電能表
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