嵌入式技術與GPRS、GPS的結合實現了許多傳統的數據終端通過遠程聯網進行無線監控,如車載GPS監控系統、農業現場環境信息監控系統、航標定位監控系統等等。此類系統的終端具有以下特點:一是監控終端自身是智能設備:二是監控終端需要將GPS測量的位置報告給監控中心;三是監控終端本身無法通過網線接入互聯網而需要采用GPRS無線通信技術接入互聯網。 本論文主要研究GPS無線監控系統中的無線監控終端部分的理論與實現技術。利用現有成熟的無線網GPRS通信技術,采用嵌入式處理器ARM的無線監控終端,并給出軟硬件實現方案。系統主要完成GPS數據采集和GPRS無線數據收發,主要包括四個部分:第一,PPP撥號程序pppd和chat的移植;第二,撥號腳本的修改與配置;第三,多進程技術實現GPS數據的串口讀取;第四,通過socket套接字編程實現監控終端和監控中心無線收發數據。 本設計是基于RedHatLinux9.0操作系統和立宇泰公司的ARMSYS2410開發平臺下完成的,軟件部分全部用Linux C語言實現。本文以理論聯系實際,給出了一個監控終端的具體實現方案,并在實驗室內使用服務器監控程序進行完整的系統設計與初步仿真實現。
上傳時間: 2013-07-06
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隨著科學技術的進步,電腦互聯網的普及,傳統糧倉人工監控的方式正在被更加方便和高精確度的檢測控制系統所替代。在單機局部檢測控制的基礎上,利用互聯網技術將整個糧倉測控系統集成在一起,通過網頁訪問方式,糧倉管理人員能夠更快更好地了解糧倉具體環境指標,各項溫濕度,氣體含量并通過控制電機等方式對環境各參數進行控制。 本文提出并設計了一套以ARM嵌入式開發板為核心的現代糧情測控系統。嵌入式糧情測控系統在傳感器采集到信號,進行處理后,將數據顯示在網頁和嵌入式開發板液晶屏上,通過TCP/IP協議,使用IE瀏覽器就可以在線查看實時數據,并且可以保存和打印數據,另外還可以通過網頁控制電機等設備工作。該系統硬件平臺使用ARM9微處理器S3C2410,以核心板和底板的方式組成,可以采集多路模擬和數字信號;支持標準RS232接口和USB通信接口;采用液晶顯示屏和觸摸屏的人機交互接口,為操作人員提供了良好的監控界面;軟件系統使用嵌入式Linux操作系統,通過交叉編譯模式,使用C語言編寫移植傳感器驅動和電機控制程序,使用Boa嵌入式WEB服務器和SQLite數據庫搭建遠程監控系統,使用MiniGUI圖形軟件系統編寫了終端界面程序,完成了人機交互界面的設計。 本文第一章綜合介紹了課題研究背景及嵌入式糧情測控系統的設計方案。第二章概述了嵌入式糧情測控系統的設計,包括嵌入式系統的特點及其軟硬件組成部分,以及系統設計中選用的各種傳感器及電機驅動器等。第三章詳細闡述了嵌入式糧情測控系統的實現,包括嵌入式系統軟件開發流程,傳感器和電機的驅動及控制程序,以及嵌入式WEB遠程監控系統的設計實現。第四章介紹了MiniGUI軟件界面的設計以及應用程序的設計。 論文最后對本課題的完成情況做了總結和評價,并且為本課題的發展提出了建議。
上傳時間: 2013-04-24
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射擊訓練是基本的軍事訓練科目,改善訓練環境、改進訓練質量,在現代軍隊建設中具有重要的意義。本文首先從國內外自動報靶技術的研究現狀出發論述了自動報靶技術的發展,在此基礎上提出了基于嵌入式機器視覺的智能報靶系統設計實現。 本文討論了基于機器視覺的嵌入式報靶系統終端硬件組成、相關圖像格式和Linux操作系統,分析了嵌入式Linux操作系統、Qt/E和開源計算機視覺庫OpenCV關于ARM9處理器的移植,研究了圖像校正、圖像灰度化及二值化、圖像分割與裁剪和識別判靶的相關算法,提出了顏色模板判靶的理論,并通過以ARM嵌入式圖像處理識別模塊為核心,采用功能模塊設計理念的實現方案,從底層的操作系統及相關軟件的移植入手到圖像采集傳輸、圖像處理、識別判靶等步驟,解決了依托ARM處理器結合USB攝像頭完成自動圖像識別報靶的問題。文中給出了報靶系統的詳細硬件組成方案,并在嵌入式Linux操作系統下依托Qt庫和開源計算機視覺庫(OpenCV)解決了軟件組成與具體實現,最終在此基礎上論述了本課題設計的實驗裝置及詳細的實驗結果。
上傳時間: 2013-07-18
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軌道車輛車載微機控制系統是列車網絡控制重要組成部分,顯示系統是微機控制系統人機交互的重要平臺。考慮到微機平臺的統一性,車載顯示系統也可以移植實時多任務操作系統。鑒于ARM芯片外圍設備接口模塊通用性,能夠滿足日益豐富的外圍設備連接的需要,可作為硬件平臺考慮。本課題在以ARM9開發板S3C2410為硬件平臺,以實時多任務操作系統VxWorks為操作系統平臺,進行嵌入式顯示系統的研究。 課題以VxWorks系統在ARM上的啟動(BSP的移植)、圖形設備驅動的研究與設計、圖形界面的設計為技術路線。主要進行了基于ARM的VxWorks BSP的移植和設計,基于ARM—VxWorks的圖形設備模塊驅動程序的研究與設計,完成了VxWorks系統下漢字庫的開發,以及中西文混合顯示的實現。 若通過研究和設計達到了信息的有效實時的傳輸,且通過直觀的語言指示及生動的圖形顯示界面顯示出來,那么,不僅為很多需要圖形界面顯示的應用領域拓展了選擇面,而且將進一步促進該嵌入式系統的組合在工業控制領域得到更為廣泛的應用。 本課題主要研究內容分為一下幾個部分: 第一部分主要介紹了課題背景,嵌入式顯示系統的發展。 第二部分對VxWorks系統進行了分析與比較,揭示其在嵌入式操作系統領域中的優越性,并對VxWorks系統指定的開發環境Tornado進行簡要的介紹。 第三部分為基于ARM—VxWorks平臺圖形設備驅動的研究與設計。 第四部分介紹了VxWorks系統下WindML漢字庫的開發及中西混合顯示的實現。 第五部分實現了針對于ARM9系列S3C2410開發板的BSP的移植和設計,構建ARM—VxWorks嵌入式系統調試平臺。 第六部分嘗試了VxWorks系統下WindML圖形控件的模擬和簡單的圖形界面的設計,并對專業的GUI圖形設計工具Zinc進行了簡要的說明和簡單的運用。 第七部分給出了結論和展望。
標簽: ARMVxWorks 嵌入式 顯示系統
上傳時間: 2013-04-24
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GPS技術自從被用于民用之后就在各行業中得到了廣泛的應用,用途不同的GPS設備層出不窮。隨著社會的發展,個人對便攜式定位產品的需求日益旺盛,另一方面,計算機技術和嵌入式技術的飛速發展,個人手持式設備的功能日益強大,在手持式設備中擴展GPS功能具有良好的市場前景。 本課題選擇ARM9平臺為系統硬件基礎,嵌入式Linux為操作系統,并采用Trolltech公司Qt/Embedded為應用程序開發平臺,研究可用于手持終端設備的GPS定位系統的嵌入式實現方案。 本文在參閱了大量國內外相關資料的基礎上,首先從GPS定位系統應用現狀出發,闡述了課題研究意義和主要研究內容。然后介紹了GPS定位系統的組成和基本定位原理。接著,詳細介紹了GPS定位系統硬件開發平臺的搭建,包括開發板的系統資源、GPS模塊性能指標和NMEA-0183格式導航電文。緊接著介紹了GPS定位系統軟件開發平臺的搭建方法,分析了Bootloader的啟動過程、嵌入式Linux的特點以及內核的移植和根文件系統的創建過程,以及QT/Embedded和相關工具的配置。在完成上述工作之后,完成了GPS定位數據的提取,制作了可用于GPS定位的地圖并編寫圖形軟件,最后,將程序移植到開發板上運行及調試。 在文章的最后,給出了程序運行的結果,分析了GPS定位誤差的來源以及減小誤差的方法。在總結本課題完成的工作之后,分析了系統的問題和不足,以及日后相應的改進工作。
上傳時間: 2013-07-06
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在測井過程中,由于測井深度直接影響到其它測井信息的準確性,所以精確的測井深度變得越來越重要。本文針對現有絞車系統的不足(CPU為單片機決定其精度不高、缺少完善的深度校正系統等),首次將DSP與FPGA應用到測井絞車系統中,充分利用FPGA硬件資源豐富、速度快及DSP軟件設計靈活的特點,使系統硬件、軟件結構更加合理,功能得到增強,性價比進一步提高,從而優化了整個系統,為今后絞車設計提供了新的方法和途徑。 本文相對其它絞車系統的設計,主要特點有:設計了比較完善的深度校正模塊(深度脈沖校正、根據磁記號與磁定位信號的校正、由張力等原因引起的電纜形變的校正)。將打標和測量一體化。設計了方便的通信接口(校正后的深度脈沖及DSP通過RS232與主測井儀的通信)。使用DSP作為CPU并且配合FPGA作預處理從而提高了測量深度的準確性。電路采用了可編程邏輯器件,提高了電路工作的可靠性,減小了電路板面積。另外,本文在研究電纜絞車系統的同時,對測井的地面信號處理也進行了初步的研究,主要是對趨膚效應的校正做了初步的研究。 本文所完成的是一個完整的測量與打標系統,通過室內與現場實驗,得出該系統具有高精度、高智能化等優點。最后,本文對該系統的發展方向作了展望。
上傳時間: 2013-05-18
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顯示技術被定義為新世紀世界朝陽產業之一。幾十年來,LED顯示技術成為一項使用最廣泛和最普及的技術,由于其極高的性價比、高亮度、主動發光等特性,使得LED構成的大屏幕已經被廣泛的應用于車站、碼頭、廣場等各種場合以及各企事業單位,成為各單位、部門很好的信息發布與交流工具。傳統的顯示技術以簡單的8位或者16位單片微控制器為核心,其運算速度、內存容量、存儲空間和通訊方式等方面存在著很大的局限性,很難實現高難度圖文動態特技顯示和高灰度級顯示,并且無法滿足信息容量大和處理速度很高的場所。 本文在分析LED顯示控制原理、灰度級實現以及彩色顯示實現原理的基礎上,制定了ARM+FPGA的LED點陣顯示控制方案,采用三星公司S3C2410芯片上的LCD顯示接口,設計了顯示數據重組、非線性占空比γ反校正等邏輯,結合FPGA技術實現了高性能的LED點陣顯示控制;同時研究了嵌入式Linux操作系統,在實驗基礎上詳細論述基于Linux操作系統的幀緩存設備模塊加載模式下的控制技術,并開發基于ARM平臺的LED顯示屏播放以及管理應用程序。 本文的創新之處在于提出并系統研究了改善LED顯示效果的數據重組技術以及非線性占空比下的γ反校正技術,并通過軟硬件調試系統達到預期顯示效果。
上傳時間: 2013-04-24
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TCP/IP協議作為Internet上的通信實現方式的一種,是近年來嵌入式應用領域的一個研究熱點。嵌入式設備要與Internet網絡直接交換信息,就需要支持TCP/IP協議。嵌入式系統具有內核小、專用性強、系統精簡、實時性高、功耗和環境要求嚴格等特點,所以傳統的TCP/IP協議不適合移植到嵌入式系統中。實現嵌入式系統網絡接入有兩種選擇,第一種是按照TCP/IP協議的原理編寫簡化版的通信協議;第二種是將已有小型的,適用于嵌入式系統的網絡協議移植到系統中。 首先本文簡要介紹了嵌入式網絡協議的研究現狀和研究內容,分析了LwIP協議棧中IP協議、TCP協議、UDP協議和ICMP協議的原理。由于LwIP沒有使用和操作系統相關的系統調用和數據結構,所以在LwIP和操作系統之間增加了一個操作系統封裝層為操作系統服務。LwIP不僅保持了TCP協議主要功能,而且減少了對RAM的占用。 其次,移植中實現了操作系統模擬層和LwIP底層接口。操作系統模擬層為協議和操作系統提供了一個接口,使協議對操作系統透明,可以不依賴操作系統運行,需要實現信號量、郵箱、線程和臨界保護。LwIP底層接口為不同的硬件提供不同的驅動程序,需要實現系統初始化、網卡初始化、線程接收、數據包的讀取和發送。 最后提出測試設計框架,在ARM開發板和μC/OS-Ⅱ操作系統上對移植的協議進行測試。測試結果表明,移植協議可以正常工作,實現了基本的網絡功能。
上傳時間: 2013-07-11
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本文針對目前國內基于PROFIBUS-DP的產品價格昂貴,安裝和維護成本高等缺點,以山西某大型煤礦的空壓機監控系統自動化改造工程為例,在重點研究了PROFIBUS-DP協議的基礎上自行提出了一套PROFIBUS-DP現場總線控制系統,并詳細設計了該系統中的PROFIBUS-DP主站部分。 本文首先提出了一套基于PROFIBUS-DP技術的現場總線控制系統并在其基礎上完成了PROFIBUS-DP主站的總體設計。其次本文選用ARM+PROFIBUS主站協議芯片的開發方式,重點論述了主站的硬件設計。再次本文根據PROFIBUS-DP協議的結構設計PROFIBUS-DP主站軟件模塊,確定各模塊間關系并詳細設計了主站與主站用戶之間的共享數據結構。接著本文討論了PROFIBUS-DP主站軟件在μC/OS-Ⅱ操作系統上可靠運行需注意的幾個技術細節。最后本文給出了基于ARM的PROFIBUS-DP主站的調試方案。 研究結果表明基于ARM的PROFIBUS-DP主站能夠在不降低系統穩定性的基礎上有效降低成本。使基于PROFIBUS-DP的現場總線系統得到大面積推廣成為可能。
標簽: PROFIBUSDP ARM 主站
上傳時間: 2013-06-27
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近年來,隨著UPS電源的廣泛使用,對UPS電源的監控要求也越來越高,而嵌入式系統的使用和Internet的普及,使得這種需求成為可能。將嵌入式系統和Internet結合用于UPS電源網絡監控是一種必然趨勢,它可以借助Internet網絡完成對UPS電源現場的監控任務,從而將監控擴展到更廣的空間。目前,基于嵌入式系統的網絡監控已經成為監控領域研究的一個熱點。 本課題以UPS電源為監控對象,在綜合分析UPS電源、嵌入式系統、CAN總線的基礎上,從實際應用出發,對嵌入式技術在UPS電源網絡監控系統的應用進行了深入研究。通過對比和分析工業監控網絡的現狀之后,確定采用基于Internet和CAN總線的嵌入式系統對UPS電源進行網絡監控,完成了基于Linux操作系統的監控系統開發。在監控系統硬件設計中,主控芯片選用了SAMSUNG公司低功耗高性能的ARM9系列的S3C2410,CAN控制器使用了新型的獨立CAN控制器MCP2510,網絡控制器選用了Cirrus公司的CS8900,并完成了CAN接口模塊、以太網接口模塊和人機交互模塊的設計。軟件設計中移植了嵌入式Linux操作系統和嵌入式圖形用戶界面,以及對MCP2510驅動的開發,由于系統要實現網絡瀏覽和大量的數據交換,引入了嵌入式服務器Web server和嵌入式數據庫SQLite,方便了數據的管理,提高了瀏覽速度。 經實驗調試,該UPS電源網絡監控系統能夠通過瀏覽器對UPS電源運行狀態、故障等信息進行監控、統計和查詢,實現了小體積,低功耗,高性能的網絡監控。該網絡監控系統的研究具有廣闊的應用前景,對其它工業監控網絡也具有一定的指導和借鑒意義。
上傳時間: 2013-04-24
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