近年來，嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領域一個重要組成部分，它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng)，用戶只要在有網絡接入的地方，就可以對與網絡連接的任何現(xiàn)場設備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應用進行軟硬件的定制，特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網絡監(jiān)控技術，它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務器，使得系統(tǒng)的成本大大降低，且設備體積小巧，便于安裝、易于維護，安全可靠，此技術自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關注，各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統(tǒng)結構和工作原理作了詳細介紹，然后對嵌入式網絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分：嵌入式網絡控制系統(tǒng)硬件設計；嵌入式網絡控制器的軟件設計；嵌入式網絡控制系統(tǒng)Web服務器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設計，包括：存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持，且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點，通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯，成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發(fā)、嵌入式網絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構建及系統(tǒng)應用開發(fā)。 該嵌入式網絡控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網與信息網，實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高，具有廣泛的應用價值，適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領域。
標簽： ARM USB 嵌入式 主機系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，嵌入式Internet遠程測控系統(tǒng)已成為計算機控制領域一個重要組成部分，它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統(tǒng)，用戶只要在有網絡接入的地方，就可以對與網絡連接的任何現(xiàn)場設備進行遠程測控。嵌入式系統(tǒng)可以根據(jù)應用進行軟硬件的定制，特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監(jiān)控不同于以往的C/S和B/S網絡監(jiān)控技術，它通常采用嵌入式系統(tǒng)作為Web服務器，使得系統(tǒng)的成本大大降低，且設備體積小巧，便于安裝、易于維護，安全可靠，此技術自問世以來得到了業(yè)界的廣泛關注，各式各樣的解決方案和實現(xiàn)方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統(tǒng)結構和工作原理作了詳細介紹，然后對嵌入式網絡控制系統(tǒng)的實現(xiàn)作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統(tǒng)主要劃分為三個部分：嵌入式網絡控制系統(tǒng)硬件設計；嵌入式網絡控制器的軟件設計；嵌入式網絡控制系統(tǒng)Web服務器實現(xiàn)。系統(tǒng)選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統(tǒng)主控制器，并根據(jù)需要給出了具體的硬件電路設計，包括：存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持，且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點，通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯，成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發(fā)、嵌入式網絡控制系統(tǒng)Boa服務器的構建及系統(tǒng)應用開發(fā)。 該嵌入式網絡控制系統(tǒng)融合監(jiān)控網與信息網，實現(xiàn)了遠程分布式測控和通訊。系統(tǒng)穩(wěn)定性高、實時性好、性價比高，具有廣泛的應用價值，適用于工業(yè)、交通、電力、能源等眾多控制領域。
標簽： ARM 嵌入式網絡 控制 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-13
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電能是一種最為廣泛使用的能源，其應用程度是一個國家發(fā)展水平的主要標志之 隨著科學技術和國民經濟的發(fā)展，對電能質量的要求也越來越高。研制一種新型的電能質量實時監(jiān)測系統(tǒng)，有效的進行電能質量監(jiān)測，對保證電網和廣大用戶的電氣設備和各種用電器具的安全經濟運行、保障國民經濟各行各業(yè)的正常生產和產品質量具有重要意義。 本文首先闡述了電能質量監(jiān)測系統(tǒng)的國內外研究現(xiàn)狀和電能質量的標準，并給出相應的測量方法；然后依據(jù)電能質量監(jiān)測系統(tǒng)總體設計原則，詳細分析了現(xiàn)有的各種設計方案，并比較各自的優(yōu)缺點，最終提出了基于DSP和ARM的雙CPU電能質量監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。硬件設計方面，詳細分析了主要元件的應用選型，重點研究了硬件平臺的各部分組成和電路原理圖。在前置采集模塊中，采用ADS8364芯片設計了多通道信號采樣保持和快速轉換電路實現(xiàn)高精度的采樣，利用鎖相環(huán)跟蹤電網頻率實現(xiàn)硬件同步；同時充分發(fā)揮DSP的信號處理能力和ARM處理器的協(xié)調管理能力，設計了以DSP和ARM為核心的電路板。軟件設計方面，ARM部分構建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境；DSP部分給出了程序設計流程圖；應用程序中移植了嵌入式數(shù)據(jù)庫sqlite，且設計了基于Qt/Embedded的人機交互界面。
標簽： ARM DSP 電能質量 監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-03
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隨著微處理器技術與信息技術的不斷發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的應用也進入到國防、工業(yè)、能源、交通以及日常生活中的各個領域。嵌入式系統(tǒng)的軟件核心是嵌入式操作系統(tǒng)。然而，國內在嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)上有很多困難，主要有：國外成熟的RTOS大都價格昂貴并且不公開源代碼，用好這些操作系統(tǒng)需對計算機體系結構有深刻理解。針對以上問題，免費公開源代碼的嵌入式操作系統(tǒng)就倍受矚目了，μC/OS-II就是其中之一。μC/OS-II是面向中小型應用的、基于優(yōu)先級的可剝奪嵌入式實時內核，其特點是小巧、性能穩(wěn)定、可免費獲得源代碼。 本文在深入研究μC/OS-II內核基礎上，將其運用于實際課題，完成了基于ARM架構的μC/OS-II移植及實時同步交流采樣的誤差補償研究。本文主要工作內容和研究成果如下： 1.剖析了μC/OS-II操作系統(tǒng)內核，重點研究了μC/OS-II內核的任務管理與調度算法機理，得出了μC/OS-II內核優(yōu)點：任務調度算法簡潔、高效、實時性較好(與Linux相比)。 2.介紹了ARM9體系架構，重點講敘了MMU(存儲管理單元)功能。為了提高交流采樣系統(tǒng)的取指令和讀數(shù)據(jù)速度，成功將MMU功能應用于本嵌入式系統(tǒng)中。 3.完成了μC/OS-II操作系統(tǒng)在目標板上的移植，主要用匯編語言編寫了啟動代碼、開關中斷、任務切換和首次任務切換等函數(shù)。 4.針對國內外提出的同步交流采樣誤差補償算法的局限性，本文從理論上對同步交流采樣的準確誤差進行了研究，并嘗試根據(jù)被測信號周期的首尾過零點的三角形相似法，求出誤差參數(shù)并對誤差進行補償。此外，考慮到采樣周期△T不均勻，經多次采樣后會產生累積誤差，本文也給出了采樣周期△T的優(yōu)化算法。 5.完成了系統(tǒng)硬件設計，并根據(jù)補償算法和△T優(yōu)化法則，編寫了相應采樣驅動和串口驅動。最后對實驗數(shù)據(jù)進行了分析和比較，得出重要結論：該補償算法實現(xiàn)簡單，計算機工作量小，精度較高。
上傳時間： 2013-04-24
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水泵效率是反映水泵經濟性能和綜合性技術指標的參數(shù)。隨著我國節(jié)能減排工作的深入開展，用泵企業(yè)要求準確、經常性地測試水泵的效率值，掌握設備的能源利用率和設備自身狀況，評估設備運行經濟狀況的合理程度。目前，國內水泵效率檢測儀器的測量精度低、實時性和可靠性較差，現(xiàn)場可操作性差，人機界面不夠友好。 本課題是利用ARM嵌入式系統(tǒng)來實現(xiàn)水泵效率檢測儀器的研制，旨在開發(fā)一種操作簡單、便于攜帶又能滿足指導經濟運行精度要求的泵效測量裝置，將計算機技術、傳感器技術、數(shù)據(jù)采集處理技術、嵌入式系統(tǒng)技術相結合，實現(xiàn)水泵效率檢測的同時，也實現(xiàn)了水泵各項主要參數(shù)的測試、數(shù)據(jù)保存、傳輸及曲線擬合等功能。研究了數(shù)據(jù)采集與處理、曲線擬合、數(shù)據(jù)庫開發(fā)、通信等實現(xiàn)中的重點、難點問題，并采取了有效的硬件和軟件抗干擾措施，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。 本文以模塊化和結構化的思想搭建了基于ARM9的硬件平臺，設計了專用模擬電路，研究了嵌入式操作系統(tǒng)WinCE4.2的移植，利用Platform Builder進行了操作系統(tǒng)內核的定制和編譯，分析了WinCE4.2 Bootloader的工作原理和架構，根據(jù)系統(tǒng)的功能需要和硬件資源分配、設計了設備的Bootloader。 應用層開發(fā)使用embedded Visual C++4.0開發(fā)工具，集成IDE環(huán)境，快速的開發(fā)Windows CE應用程序。主要內容包括：開發(fā)友好的人機界面、實現(xiàn)儀器的基本功能、顯示水泵機組的性能參數(shù)、繪制水泵性能曲線并顯示和構建水泵性能數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)通信。 在樣機試制完成后，對多臺水泵進行了試驗，試驗結果證明本檢測儀器具有穩(wěn)定可靠、測試精度和自動化程度高、管理維護方便的特點，具有較好的技術經濟性能。
標簽： ARM 嵌入式系統(tǒng) 儀的研制 水泵
上傳時間： 2013-06-02
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隨著21世紀的到來,計算機技術,信息處理技術,半導體技術和網絡技術不斷發(fā)展,人類社會進入了信息化時代。與此同時,無線視頻傳感器網絡也得到了突飛猛進的發(fā)展,成為當今國際上備受關注的熱點研究領域。無線視頻傳感器網絡有著很多的優(yōu)點和十分廣泛的應用前景。在軍事,工業(yè),城市管理和監(jiān)控系統(tǒng)等重要領域都有潛在的使用價值。 無線視頻傳感器網絡有著顯著的特征,例如：網絡節(jié)點能源有限；網絡帶寬有限；對處理速度要求較高等。由此可見,傳統(tǒng)的視頻編碼標準無法應用于無線視頻傳感器網絡。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標準,全是基于運動估計補償實現(xiàn)的,計算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節(jié)點難以實現(xiàn)這類高復雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網絡對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運動檢測的低復雜度視頻編碼算法。該算法只對當前編碼幀中的運動對象進行編碼,并且以面向對象的結構輸出碼流。實驗結果表明,與H.264全I幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網絡的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實驗平臺。在分析算法結構的同時,結合嵌入式系統(tǒng)的特點,從算法,內存,高級語言和匯編語言等幾個方面提出優(yōu)化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實現(xiàn)了面向無線視頻傳感器網絡的低復雜度視頻編碼算法。測試結果表明,與優(yōu)化前相比,優(yōu)化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監(jiān)控視頻序列能夠滿足實時處理的要求。
上傳時間： 2013-07-26
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近年來，隨著社會經濟的發(fā)展，社會對能源的需求量越來越大，對能源的依賴性也越來越強，而同時全球的能源儲備越來越少。尤其是中國，幾乎所有能源人均都不及世界的一半。2007年“兩會”，政府工作報告中明確提出把節(jié)能減耗作為工作切入點，并成立國務院節(jié)能減排工作領導小組。鋼廠作為工業(yè)耗能大戶，其節(jié)能減耗顯得尤為重要，舊的分散式能耗測量方法已不能滿足需要，提出新的能耗檢測方法迫在眉睫。 本文的工作就是以此為大背景，針對鋼廠的能源消耗提出一種新型實時測量方法。系統(tǒng)以嵌入式為開發(fā)思路、WINCE操作系統(tǒng)丌發(fā)監(jiān)測終端，包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸以及數(shù)據(jù)集中處理顯示三部分。數(shù)據(jù)采集主要依賴傳感器和單片機，將采集到的模擬數(shù)據(jù)轉換為數(shù)字量并按照協(xié)議要求進行格式打包，包括電參數(shù)采集、水參數(shù)采集和天然氣參數(shù)采集三部分；數(shù)據(jù)傳輸則采用傳統(tǒng)的RS485工業(yè)控制網絡；終端部分則以ARM為載體，WINCE為平臺，開發(fā)應用程序實時處理數(shù)據(jù)。 文中詳細闡述了整個監(jiān)測系統(tǒng)的硬件設計思路和軟件設計流程。介紹了數(shù)據(jù)檢測原理及過程，給出了底層和終端的系統(tǒng)通信協(xié)議及通信流程，同時通過對監(jiān)測終端的描述詳細介紹了WINCE嵌入式操作系統(tǒng)的定制和在ARM9目標板上的移植，并詳細闡述了基于WINCE的EVC應用程序開發(fā)，給出了部分代碼。 本次設計提出了一種新的鋼廠能耗數(shù)據(jù)集中實時采集技術，并完成了系統(tǒng)整體設計。經過測試運行，各項技術性能指標已經達到了設計的要求。
標簽： ARM 能耗 監(jiān)測 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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傳統(tǒng)的家電采用各自獨立的工作模式，不同家電之間無法通信，這樣就不能有效地安排各種家電協(xié)同工作，容易造成浪費。同時它們無法自動獲取外界的信息，人們無法對其進行遠程操作，難以滿足現(xiàn)代生活的需求。所以開發(fā)智能化的家電及其控制系統(tǒng)己成為當前的研究熱點。 傳統(tǒng)的電話只能進行語音通信，它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺點。近年來，以ARM為代表的高性能專用微處理器的出現(xiàn)，以及Linux、Windows CE等操作系統(tǒng)的完善，使嵌入式技術迅速發(fā)展，這為智能IP電話的研發(fā)提供了軟硬件基礎。 現(xiàn)階段家庭網關接入互聯(lián)網的方式主要為有線接入，因為這種方式網絡性能比無線隱定，延時性相對要小，用它來遠程控制智能家電比無線網要安全可靠。要實現(xiàn)智能家電的網絡化，如果采用PC機進行直接進行控制，或者讓每臺家電接入網絡，這樣成本很高，不利于一般家庭的普及。 為此，筆者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系統(tǒng)的IP電話作為家電的控制中心，智能家電采用ARM9芯片和linux2.4操作系統(tǒng)。各個智能家電與IP電話采用串口進行通信，IP電話采用網口與因特網通信。這樣可以大量的降低成本，而且通信方式比PLC和藍牙通訊技術更安全可靠。 本文以IP電話與智能家電互聯(lián)為切入點，結合ARM、嵌入式Linux和網絡技術，設計出一種較為完善的IP電話與智能家電的控制系統(tǒng)。采用這種方式，使智能家電集電腦、電信和消費類電子產品的特征于一體，讓家電具有信息的獲取、加工、傳遞等功能，提供全方位的信息交換，幫助家電與外部保持信息交流暢通，這樣可以優(yōu)化人們的生活方式，節(jié)約能源費用資金。 筆者完成了系統(tǒng)硬件和軟件設計，并進行了調試，驗證了所設計系統(tǒng)的有效性和實用性。并力爭將其拓展成為完善的智能家電控制系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-04-24
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嵌入式系統(tǒng)是將先進的計算機技術、半導體技術和電子技術與各個行業(yè)的具體應用相結合的產物。目前，嵌入式系統(tǒng)己經廣泛應用到工業(yè)、交通、能源、通信、科研、醫(yī)療衛(wèi)生、國防以及日常生活等領域，并不斷朝著體積小，功能強的方向發(fā)展。嵌入式系統(tǒng)不同于原來的單片機系統(tǒng)，它不僅有自己的操作系統(tǒng)，上層應用程序，而且還具備網絡通信和信息管理的功能。 ARM體系的處理器是目前嵌入式系統(tǒng)中使用最廣泛的處理器。它采用了RISC技術，具有尋址方式簡單，寄存器多，指令長度固定等的特點使得它的處理速度快，執(zhí)行效率高。由于Linux對于ARM技術的支持，具有內核可裁減，網絡功能強大，代碼開放的特點，把Linux應用到嵌入式系統(tǒng)中，能充分發(fā)揮ARM和Linux的優(yōu)勢。 論文以“掌上中文語言學習系統(tǒng)”項目為依托，以ARM體系處理器和Ljnux操作系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)為基礎，構建一個掌上語言學習設備。 論文首先進行了開發(fā)環(huán)境的設計與搭建，對開發(fā)主機進行TFTP服務器、NFS服務器、minicom串口通信和GNU交叉工具鏈進行配置。實現(xiàn)了針對NAND閃存的U-Boot啟動程序的建立，并對Linux操作系統(tǒng)內核進行了移植工作。最后利用圖形界面系統(tǒng)MiniGUI和遠程調試技術實現(xiàn)了掌上語言學習的軟件功能。
標簽： Linux ARM 嵌入式 學習系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-24
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作為新能源與汽車工業(yè)相結合的產物，燃料電池汽車已經逐漸成為了汽車家族的后起之秀。隨著電子控制單元與車載設備的不斷增多，傳統(tǒng)內燃機汽車的儀表盤已經不能滿足以燃料電池為動力的汽車儀表復雜信息顯示的要求。本文以燃料電池汽車為研究背景，設計開發(fā)了基于嵌入式技術的儀表系統(tǒng)，實現(xiàn)了對燃料電池汽車整車運行狀態(tài)以及模塊數(shù)據(jù)的實時監(jiān)測、存儲與圖形化顯示。 本文介紹了燃料電池汽車儀表系統(tǒng)的設計原理，對儀表系統(tǒng)進行了需求分析，確定了系統(tǒng)整體框架與模塊劃分，提出了基于ARM微處理器、實時操作系統(tǒng)以及圖形用戶界面的儀表系統(tǒng)解決方案。該方案采用高性能的S3C44BOX作為底層核心處理器，以RTOS和GUI為中間層構建軟件系統(tǒng)平臺，在此基礎上以實時多任務軟件設計方法進行儀表系統(tǒng)應用程序的開發(fā)。 在上述方案的基礎上，進行了儀表系統(tǒng)硬件平臺的設計，包括存儲器系統(tǒng)、通信總線、人機交互界面等接口電路的設計。根據(jù)高速數(shù)字電路的設計要求，在雙面板上實現(xiàn)了基于ARM的燃料電池汽車儀表系統(tǒng)的PCB布線。編寫了系統(tǒng)初始化代碼，完成了對硬件平臺的調試工作。 根據(jù)儀表系統(tǒng)的實際情況，選擇了實時多任務操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ和嵌入式圖形用戶界面μC/GUI作為本系統(tǒng)的軟件平臺，完成了兩者在儀表系統(tǒng)硬件平臺上的移植。針對μC/GUI環(huán)境下簡體中文漢字的顯示問題，給出了一種比較完善的解決方案。μ按照實時多任務軟件的開發(fā)流程，設計了儀表系統(tǒng)應用程序，包括CAN總線監(jiān)聽任務、數(shù)據(jù)處理任務、用戶界面任務以及歷史數(shù)據(jù)記錄任務等，劃分了各個任務的優(yōu)先級，確定了任務之間的通信同步機制，描述了各個任務的主要功能和實現(xiàn)方法，重點論述了基于μC/GUI的用戶界面任務設計的思路與過程，最后介紹了在硬件平臺上進行系統(tǒng)集成、軟硬件聯(lián)合調試以及系統(tǒng)測試的流程。
標簽： ARM 燃料電池 汽車儀表 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-06-20
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