在數(shù)字化推進速度加快的大背景下，全球農業(yè)也由傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)方向轉變，而實現(xiàn)農業(yè)信息與數(shù)字化則是現(xiàn)代化農業(yè)的重要標志與核心技術。我國農業(yè)具有地域分散、對象多樣、生物自身變異大、環(huán)境因子不確定等特點，也是受環(huán)境影響最明顯的領域，因此對環(huán)境與生物信息的監(jiān)測顯得十分重要。同時現(xiàn)代無線網絡信息技術和計算機應用等技術近幾年得到了長足的發(fā)展，廣泛的應用于工業(yè)的各個領域。因此，將這些最新的技術應用于相對發(fā)展較慢的農業(yè)各領域顯得迫在眉睫。 本文根據(jù)農業(yè)對象具有偏遠、分散、易變、多樣等特點，提出了一種針對農業(yè)環(huán)境信息遠程監(jiān)測的系統(tǒng)設計方案，并從軟件和硬件二方面詳細介紹了系統(tǒng)方案的設計和實現(xiàn)方法。本研究通過采用μC/OS-Ⅱ系統(tǒng)的嵌入式技術，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)底層網絡與信息發(fā)布上層網絡的無縫連接為建立基于WEB的農業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)測系統(tǒng)奠定了基礎，同時也為農業(yè)網絡通信“最后一公里”問題的解決提供了一種解決方案。 該系統(tǒng)的設計充分利用了網絡技術。通過INTERNET，用戶可以隨時了解農業(yè)環(huán)境的實時情況以采取措施。系統(tǒng)中嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的應用提高了系統(tǒng)的實時性、可靠性和可擴展性：減少了對系統(tǒng)硬件的依賴，增加了系統(tǒng)安全性；降低了成本。特別是自主開發(fā)的核心板卡，經連續(xù)的調試運行穩(wěn)定、數(shù)據(jù)可靠。 本文首先介紹了高速實時數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展和現(xiàn)狀。由于傳統(tǒng)的設計方式的欠缺而考慮到將嵌入式操作系統(tǒng)引入到該系統(tǒng)中，很好的解決了多傳感器的接入，使得本系統(tǒng)具有巨大的靈活性和可擴展性。 本文以源碼開放的嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為核心，以LPC2210微控制器為載體，充分利用GPRS無線網絡傳輸技術，實現(xiàn)了高速實時信息監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵設計。 考慮到該系統(tǒng)以后的可擴展性，在設計的過程中硬件部分預留了一部分接口電路以備后續(xù)開發(fā)使用；軟件的設計過程中應該注意的問題和實際操作中出現(xiàn)的一系列問題以及解決辦法在文中都有詳細的說明，并且軟件的基本構架在文章中也有所體現(xiàn)，文章結尾給出了一些系統(tǒng)經實驗后在WEB上發(fā)布顯示的數(shù)據(jù)。
標簽： ARM 嵌入式 無線遠程 環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-17
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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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隨著社會的進步，經濟的發(fā)展以及我國入世以后汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，使得國內交通車輛與日劇增，隨之帶來的交通擁擠、交通堵塞、車輛盜竊等一系列問題成為人們生活中最直接的安全隱患。運用無線通信技術、ARM技術和GPS定位技術的車輛監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的解決這些問題，滿足運輸效率和安全保障的需要，并且?guī)順O大的經濟效益和社會效益。 通過對車輛監(jiān)控系統(tǒng)和相關技術的研究與分析，本文提出了基于ARM和GPS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)研究。與傳統(tǒng)的單片機控制的車輛監(jiān)控系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)克服了單片機系統(tǒng)因其功能簡單、無操作系統(tǒng)、程序移植性差而只能滿足簡單控制的缺點，能實現(xiàn)復雜任務的監(jiān)控，例如顯示復雜的電子地圖、數(shù)據(jù)進行復雜計算、高端產品甚至有網絡互聯(lián)和Web瀏覽功能等等。同時該系統(tǒng)采用了GPRS無線通訊方式，具有資源利用率高、傳輸速率高、計費合理等特點，解決了以往采用SMS短消息通訊技術中存在的通訊費用高、消息延時和消息丟失等問題，提高了系統(tǒng)的實時性和可靠性。 論文首先介紹了在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中應用的GPS全球衛(wèi)星定位技術和GPRS通用無線分組業(yè)務，在GPS定位技術中介紹了GPS系統(tǒng)組成、GPS信號和編碼、定位原理以及GPS誤差；在GPRS通訊技術中介紹了GPRS的概念、GPRS網絡的總體結構、GPRS的主要優(yōu)點及發(fā)展動向。 論文隨后分為車輛監(jiān)控系統(tǒng)總體結構與功能、車載端的研究與設計、監(jiān)控中心的研究與數(shù)據(jù)庫設計三大部分進行介紹。車輛監(jiān)控系統(tǒng)由車載端、監(jiān)控中心和兩者之間的通訊網絡三部分組成，車載端主要由GPS定位模塊、GPRS通信模塊和ARM數(shù)據(jù)處理與控制模塊這三大模塊構成；監(jiān)控中心包括Internet接入設備、中心服務器、監(jiān)控端計算機以及一些輔助設備等。車載端分布在各個移動車輛上，負責接受OPS衛(wèi)星定位信息，通過數(shù)據(jù)控制處理器解算出車輛所處的位置坐標，坐標數(shù)據(jù)經過處理后通過GPRS模塊，最后將數(shù)據(jù)通過通訊網絡GPRS發(fā)送到監(jiān)控中心的信息服務器，信息服務器將收到的車臺數(shù)據(jù)經過預處理之后分發(fā)給監(jiān)控終端。
標簽： ARM GPS 車輛監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-14
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用戶對寬帶無線接入業(yè)務、尤其是對于寬帶無線化以及移動化的需求日益增加,使無線寬帶接入技術WiMAX(World interoperability for Microwave Access,即全球微波接入互操作性技術)應運而生、迅猛發(fā)展,成為這兩年業(yè)界關注的焦點。除了通常的互聯(lián)網接入應用外,它還將在提供IPTV和VOIP等寬帶業(yè)務方面取得成功,它還有可能成為一種先進的4G蜂窩電話技術。WiMAX未來將進入蜂窩電話、筆記本電腦和機頂盒等應用中。 本文在介紹WiMAX傳輸標準802.16d基礎上,詳細闡述了WiMAX接收機中信道解調芯片中的自動增益控制(Automatic Gain Control,AGC)部分。首先介紹了自動增益控制系統(tǒng)的基本組成和其主要特性指標,通過對一個步進式AGC的分析,得到AGC模型的輸出公式。然后針對WiMAX接收機內AGC系統(tǒng)中的模數(shù)轉換器以及AGC電路進行介紹和理論分析。本文采用SPW(Signal Processing WorkSystem)模型對AGC電路基本結構的算法分析,并結合仿真結果對AGC電路做了詳盡解說并對參數(shù)進行了解釋說明。 最后給出了基于SPW和FPGA(Field Programmable Gate Array)驗證的結果。通過SPW對AGC進行了單獨的性能測試,并結合整個系統(tǒng)的性能測試來說明AGC可以和系統(tǒng)的其他模塊協(xié)同工作。在FPGA測試中,可以證明用Verilog實現(xiàn)后AGC也同樣能較好的工作。 本文實現(xiàn)的基于導頻的步進式的數(shù)字AGC是針對WiMAX系統(tǒng)的自動增益控制電路提出的解決方案。此算法結合WiMAX系統(tǒng)的傳輸方式,提出的算法具有迅速鎖定信號的特點,能夠滿足WiMAX系統(tǒng)的要求。同時,由于各種關鍵參數(shù)設計為寄存器可配的方式,具有很好的靈活性,也就具有了更高的移植性,可以作為一種通用的數(shù)字AGC算法。
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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本文內容來源于實際工程項目，屬于FPGA技術在航空電子系統(tǒng)中的應用范疇。該項目的主要任務是通過設計—總線適配器將嵌入式航路控制器接入航電總線，使之成為航空電子系統(tǒng)的一部分。本文主要介紹航電總線適配器的設計，包括總線適配器接口協(xié)議分析、系統(tǒng)總體規(guī)劃、主控制器的FPGA實現(xiàn)、硬件設計和軟件設計等內容。 首先，本立在對項目背景、項目需求和總線適配器接口協(xié)議進行分析的基礎上，規(guī)劃了系統(tǒng)的總體結構。并且根據(jù)此系統(tǒng)結構制定了相應的轉換協(xié)議，以規(guī)范數(shù)據(jù)傳輸。其次，根據(jù)系統(tǒng)設計要求選擇主控制器和外圍器件，并以此搭建硬件平臺，完成系統(tǒng)硬件設計。本部分內容包括主控制器的FPGA實現(xiàn)分析以及系統(tǒng)硬件各功能模塊如MIL-STD-1553B協(xié)議控制器模塊、RS-422電平轉換模塊、FPGA配置模塊和電源模塊等的設計。最后介紹了系統(tǒng)的軟件開發(fā)，此部分主要完成了軟件的總體設計、功能模塊的劃分以及各功能模塊的軟件實現(xiàn)，包括BU-61580接口模塊、異步串口模塊和協(xié)議控制模塊等的具體設計。
上傳時間： 2013-05-22
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近年來，隨著網絡技術的發(fā)展和視頻編碼標準受到廣泛接受，視頻點播、視頻流和遠程教育等基于網絡的多媒體業(yè)務逐漸普及。為了對擁有不同終端資源，不同接入網絡以及不同興趣的用戶提供靈活的多媒體數(shù)據(jù)訪問服務，多媒體數(shù)據(jù)的內容需要根據(jù)應用環(huán)境動態(tài)調整，轉碼正是實現(xiàn)這一挑戰(zhàn)性任務的關鍵技術之一。 視頻轉碼對時間的要求非常苛刻，以至于用高速的通用微處理器芯片也無法在規(guī)定的時間內完成必要的運算。因此，必須為這樣的運算設計一個專用的高速硬線邏輯電路，在高速FPGA器件上實現(xiàn)或制成高速專用集成電路。用高密度的FPGA來構成完成轉碼算法所需的電路系統(tǒng)，實現(xiàn)專用集成電路的功能，因其成本低、設計周期短、功耗小、可靠性高、使用靈活等優(yōu)點而成為適合本課題的最佳選擇。 本文根據(jù)MPEG-2中可變長編碼(VLC)理論，采用了兩級查找表減少了VLC存儲空間的使用，完成VLC編碼的實現(xiàn)。根據(jù)MPEG-2中關于System Packet的定義，針對FPGA可實現(xiàn)性，以空間換取復雜度的減少，實現(xiàn)了PES包的打包模塊。根據(jù)MPEG-2相應的轉碼理論，完成了對系統(tǒng)解碼模塊相應的連接和調試，對解碼模塊以真實的bit流進行了貼近板級的情況的仿真。根據(jù)MPEG-2中TM5的算法的局限性，分析得出只需要對P幀進行相應處理即可改進場景變換對視頻質量的影響，完成對TM5的算法的改進。通過性能估算和電路仿真，各模塊的吞吐率能夠滿足轉碼系統(tǒng)的要求。
上傳時間： 2013-07-22
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隨著信息技術的發(fā)展，數(shù)字信號的采集與處理在科學研究、工業(yè)生產、航空航天、醫(yī)療衛(wèi)生等部門得到越來越廣泛的應用，這些應用中對數(shù)字信號的傳輸速度提出了比較高的要求。傳統(tǒng)的基于ISA總線的信號傳輸效率低，嚴重制約著系統(tǒng)性能的提高。 PCI總線以其高性能、低成本、開放性、軟件兼容性等眾多優(yōu)點成為當今最流行的計算機局部總線。但是，由于PCI總線硬件接口復雜、不易于接入、協(xié)議規(guī)范比較繁瑣等缺點，常常需要專用的接口芯片作為橋接，為了解決這一系列問題，本文提出了一種基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的實現(xiàn)方案，支持PCI突發(fā)訪問方式，突發(fā)長度為8至128個雙字長度，核心FPGA芯片采用ALTERA公司的CYCLONE FPGA系列的EP1C6Q240C8，容量為6000個邏輯宏單元，速度為-8，編譯后系統(tǒng)速度可以達到80MHz，取得了良好的效果。 基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯的核心是PCI接口模塊。在硬件方面，特別討論了PCI接口模塊、地址轉換模塊、數(shù)據(jù)緩沖模塊、外部接口模塊和SRAM DMA控制模塊等五個功能模塊的設計方案和硬件電路實現(xiàn)方法，著重分析了PCI接口模塊的數(shù)據(jù)傳輸方式，采用模塊化的方法設計了內部控制邏輯，并進行了相關的時序仿真和邏輯驗證，硬件需要軟件的配合才能實現(xiàn)其功能，因此設備驅動程序的設計是一個重要部分，論文研究了Windows XP體系結構下的WDM驅動模式的組成、開發(fā)設備驅動程序的工具以及開發(fā)系統(tǒng)實際硬件的設備驅動程序時的一些關鍵技術。 本文最后利用基于FPGA的PCI總線接口橋接邏輯中的關鍵技術，對PCI數(shù)據(jù)采集卡進行了整體方案的設計。該系統(tǒng)采用Altera公司的cyclone Ⅱ系列FPGA實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-05-22
上傳用戶：彭玖華
Code Composer Studio是TI eXpressDSPTM實時軟件技術的重要組成部分,它可以使開發(fā)人員充分應用DSP的強大弁遄C隨著TI的TMS320C5000 和TMS320C6000 DSP平臺的應用范圍不斷擴大,已經由其應用于下載視頻流的手持因特網接入產品擴展到蜂窩通信網路和光網絡的通信基礎設施,eXpressDSPTM也便獲得了越來越多軟件工程師的青睞。eXpressDSP還包含了DSP/BIOS可伸縮內核,TMS320TMDSP標準算法的應用互操作性和可重復使用性以及400多家第三
上傳時間： 2013-06-23
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基于FPGA的智能小車系統(tǒng)就是本地計算機通過接入Internet小車實現(xiàn)對遠端工作現(xiàn)場、危險工作地段等特殊環(huán)境進行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。智能小車是智能行走機器人的一種，這種智能小車可以適應不同環(huán)境，不受溫度、濕度、空間、磁場輻射、重力等條件的影響，可以在人類無法進入或生存的環(huán)境中完成人類無法完成的探測任務。適用于國防及民用多個領域。整個系統(tǒng)以遙控小車裝置為基礎，通過配置在上面的攝像頭實現(xiàn)圖像的采集及對行車道的檢測，通過配置的紅外測溫儀探測環(huán)境和目標的溫度，具有一定的智能性。其明顯的優(yōu)點是可以通過網絡遠程控制小車運行及采集現(xiàn)場的溫度、圖像等相關信息，完成人類在特定條件下無法完成的工作。對人類的科學研究、探索未知領域、遠程監(jiān)控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統(tǒng)的基礎上，提出了基于FPGA的智能小車遠程監(jiān)控方案。采用FPGA來實現(xiàn)，可以充分利用現(xiàn)有的IP核，功能擴展容易，設計開發(fā)成本低，上市時間快，修改方便，甚至可以遠程重構系統(tǒng)。與單片機相比，集成度高，可靠性好，調試和維護方便。 論文主要內容包括以下幾個部分：在對智能小車功能分析的基礎上，設計了硬件系統(tǒng)，并在FPGA上構建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統(tǒng)，配置了SPI、串行口和以太網接口模塊和驅動程序，以及各種存儲器。移植了μClinux操作系統(tǒng)，配置嵌入式Web服務器，編寫CGI程序，設計了動態(tài)網頁；并對行車道檢測系統(tǒng)進行了研究，在DSP Builder中構建了該模塊，并在Matlab中進行了仿真。在研究數(shù)碼相機模塊和紅外測溫模塊的基礎上，編寫了圖像采集和溫度測量程序以及小車運動控制程序，并對系統(tǒng)進行了調試，初步達到通過Internet實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目的。
上傳時間： 2013-08-05
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