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。
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。
上傳時間： 2013-07-27
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隨著信息產業和集成電路技術的進步，嵌入式應用領域得到了蓬勃和快速的發展。嵌入式應用開發的重要特點是滿足應用門類的多樣化需求，嵌入式應用的多樣化主要體現在目標機硬件平臺的多樣化，而硬件平臺的多樣化則對嵌入式系統平臺的底層構建提出了嚴格要求，因此不同硬件平臺底層構建研究是嵌入式開發中的一個重要問題。 嵌入式軟硬件平臺的底層構建主要涉及以下幾個部分： 1、嵌入式開發環境構建，涉及交叉編譯環境、交叉調試環境等； 2、嵌入式硬件平臺構建，涉及硬件平臺選型、地址分配等； 3、U．Boot移植，涉及U-Boot啟動分析、移植分析等； 4、嵌入式操作系統移植，涉及uClinux內核結構、移植分析等； 5、驅動程序的開發，涉及硬件分析、Linux下驅動分析等； 與此同時，安全防范系統作為現代化的安全警衛手段，近年來正越來越多地進入各個行業的各種應用領域，智能家居已經成為高科技發展必然的趨勢。另外，運營商寬帶網絡缺乏新的利潤增長點，在已有的寬帶網絡上開發新的業務迫在眉睫。基于ARM的家庭安防網關與局端設備相結合，配備無線報警信號自學習型編解碼收發模塊，完全解決了上述兩個問題。 本文以多媒體綜合報警系統項目中的終端產品XXX型家庭安防網關為依托，以開發流程為主線，就ARM+uClinux嵌入式平臺給出了以上五個嵌入式開發過程中底層平臺構建的關鍵技術解決方案。正文中將依次介紹項目概述、目標硬件平臺分析、交叉開發環境構建以及U-Boot的移植、uClinux的移植和具體驅動程序的開發。
上傳時間： 2013-05-25
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本智能玩具小汽車以AT89C51單片機作為控制核心，其外圍電路包括電機驅動模塊、電源供電模塊、障礙物檢測模塊、防盜報警模塊、搖控控制模塊、LCD顯示模塊。其中使用使用直流電機驅動芯片L9110，實現直流電機驅動功能。使用9V/1000mA的蓄電池通過7805來降壓給系統供電。通過由555集成電路與紅外對管組成的紅外紅外線障礙物檢測傳感器，實現對障礙物的檢測。通過人體熱釋電紅外線傳感器LHI778，紅外信號處理芯片PS202以及模擬狗叫聲集成電路KD5608實現防盜報警功能。采用兩片AT89C2051作為搖控信號發射和接收處理，處理后的信號傳送給控制中心，以實現搖控控制的功能。利用LCD顯示模塊LM016l實現顯示功能。
標簽： 智能小車
上傳時間： 2013-04-24
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隨著科學技術的發展與公共安全保障需求的提高，視頻監控系統在工業生產、日常生活、警備與軍事方面的應用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術、H．264壓縮編碼技術和網絡傳輸控制技術實現網絡視頻監控系統，在穩定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優勢，具有重要的學術意義與實用意義， 本課題所設計的網絡視頻監控系統由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務器、相關網絡設備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務器實時采集圖像，采用H．264 編碼算法進行壓縮，并持續監聽網絡。PC機客戶端可通過網絡對服務器進行遠程訪問，接收編碼數據，使用H．264解碼算法重建圖像并實時顯示，使監控人員有效地掌握現場情況， 在嵌入式圖像服務器設計階段，本文首先進行了芯片選型與開發平臺選擇。然后構建圖像采集子系統，采用雙緩存乒乓交換的方法設計圖像采集用戶自定義模塊。接著設計雙Nios Ⅱ架構的SOPC系統，闡述了雙軟核設計中定制連接、內存芯片共享、數據搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網絡服務器的設計，采用μC/OS-Ⅱ進行多任務的管理與調度， H．264視頻壓縮編解碼算法設計與實現是本文的重點。文中首先分析H．264．標準，規劃編解碼器結構。接著設計了16×16幀內預測算法，并設計宏塊掃描方式，采用兩次判決策略進行預測模式選擇。然后設計4×4子塊掃描方式，編寫整數變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結合的方案，針對除拖尾系數之外的非零系數值編碼子算法，實現了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設計了網絡傳輸的碼流組成格式，并針對編碼算法設計相應解碼算法。使用VC++完成算法驗證，并進行測試，觀察不同參數下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后，本文進行了PC機客戶端設計，使其具有遠程訪問、H．264解碼與實時顯示的功能。同時將H．264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中，并將嵌入式圖像服務器與若干客戶端接入網絡進行聯合調試，構建完整的網絡視頻監控系統， 實驗結果表明，本系統視頻壓縮率高，監控圖像質量良好，充分證明了系統軟硬件與圖像編解碼算法設計成功。本系統具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優點，發展前景十分廣闊。
上傳時間： 2013-08-03
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在直流電氣傳動系統中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管觸發脈沖形成單元是晶閘管相控整流系統的重要組成部分.該設計采用現場可編程門陣列控制實現了晶閘管觸發器的數字化,與傳統的晶閘管觸發控制器相比有脈沖對稱度好等許多優點,具有廣闊的應用前景.該論文首先系統分析了晶閘管觸發器的各種性能指標,并對常見的觸發器進行了分類.通過分析不同類型觸發器的優缺點,最終確定采用三相同步的絕對觸發方式,這種方式在控制器內部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實現高性能控制,簡化了系統設計.其次,對開發硬件和軟件以及編程語言進行了介紹.另外,詳細闡述了采用現場可編程門陣列EPFl0K10器件實現具有相序自適應、缺相保護等功能的晶閘管觸發器的軟硬件設計.最后,使用自主開發的觸發器構成一套三相全控橋整流設備,并給出了實驗結果和波形分析.試驗結果表明,該論文設計的基于FPGA/CPLD的晶閘管智能觸發控制器能夠滿足一般工業控制要求,達到了預期的目的.
上傳時間： 2013-04-24
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ASIC對產品成本和靈活性有一定的要求.基于MCU方式的ASIC具有較高的靈活性和較低的成本,然而抗干擾性和可靠性相對較低,運算速度也受到限制.常規ASIC的硬件具有速度優勢和較高的可靠性及抗干擾能力,然而不是靈活性較差,就是成本較高.與傳統硬件(CHW)相比,具有一定可配置特性的場可編程門陣列(FPGA)的出現,使建立在可再配置硬件基礎上的進化硬件(EHW)成為智能硬件電路設計的一種新方法.作為進化算法和可編程器件技術相結合的產物,可重構FPGA的研究屬于EHW的研究范疇,是研究EHW的一種具體的實現方法.論文認為面向分類的專用類可重構FPGA(ASR-FPGA)的研究,可使可重構電路粒度劃分的針對性更強、設計更易實現.論文研究的可重構FPGA的BCH通訊糾錯碼進化電路是一類ASR-FPGA電路的具體方法,具有一定的實用價值.論文所做的工作主要包括:(1)BCH編譯碼電路的設計——求取實驗用BCH碼的生成多項式和校驗多項式及其相應的矩陣并構造實驗用BCH碼;(2)建立基于可重構FPGA的基核——構造具有可重構特性的硬件功能單元,以此作為可重構BCH碼電路的設計基礎;(3)構造實現可重構BCH糾錯碼電路的方法——建立可重構糾錯碼硬件電路算法并進行實驗驗證;(4)在可重構糾錯碼電路基礎上,構造進化硬件控制功能塊的結構,完成各進化RLA控制模塊的驗證和實現.課題是將可重構BCH碼的編譯碼電路的實現作為一類ASR-FPGA的研究目標,主要成果是根據可編程邏輯電路的特點,選擇一種可編程樹的電路模型,并將它作為可重構FPGA電路的基核T;通過對循環BCH糾錯碼的構造原理和電路結構的研究,將基核模型擴展為能滿足糾錯碼電路需要的糾錯碼基本功能單元T;以T作為再劃分的基本單元,對FPGA進行"格式化",使T規則排列在FPGA上,通過對T的控制端的不同配置來實現糾錯碼的各個功能單元;在可重構基核的基礎上提出了糾錯碼重構電路的嵌套式GA理論模型,將嵌套式GA的染色體串作為進化硬件描述語言,通過轉換為相應的VHDL語言描述以實現硬件電路;采用RLA模型的有限狀態機FSM方式實現了可重構糾錯碼電路的EHW的各個控制功能塊.在實驗方面,利用Xilinx FPGA開發系統中的VHDL語言和電路圖相結合的設計方法建立了循環糾錯碼基核單元的可重構模型,進行循環糾錯BCH碼的電路和功能仿真,在Xilinx公司的Virtex600E芯片進行了FPGA實現.課題在研究模型上選取的是比較基本的BCH糾錯碼電路,立足于解決基于可重構FPGA核的設計的基本問題.課題的研究成果及其總結的一套ASR-FPGA進化硬件電路的設計方法對實際的進化硬件設計具有一定的實際指導意義,提出的基于專用類基核FPGA電路結構的研究方法為新型進化硬件的器件結構的設計也可提供一種借鑒.
上傳時間： 2013-07-01
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近年來，隨著嵌入式系統的快速發展，越來越多的嵌入式設備被用于工業控制、智能家居等領域。同時伴隨著網絡技術的發展，嵌入式設備通過網絡接入局域網或者Internet已經逐步成為發展的趨勢。通過在嵌入式設備中內置Web服務器，用戶可以在任何一臺聯網的計算機上通過瀏覽器來獲取設備的信息，用戶還可以通過網絡對設備進行配置和管理。因此研究和開發嵌入式Web服務器具有重要的實際意義和應用價值。 本文在S3C44BOX開發板上使用μClinux操作系統作為開發平臺，開發并實現了嵌入式Web服務器。文中提出了2種實現方案，一種是基于boa的嵌入式Web服務器，所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫，在此基礎上實現了動、靜態頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協議和socket編程所開發的嵌入式Web服務器，在此方案中實現了HTTP協議的GET和POST請求方式，能夠生成簡單的動態頁面，實現了歷史數據的保存功能，還能夠根據用戶在瀏覽器端的請求進行相應的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務器的體系結構進行了分析，然后介紹了S3C44BOX硬件開發平臺，并分析了bootloader的基本原理和實現過程。隨后對μClinux操作系統的特點和網卡驅動程序進行了分析，并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章，論文詳細分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制，并介紹了Web服務器中CGI的工作原理，最后分析了boa服務器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務器的測試等。在第六章，在HTTP協議分析和網絡編程的基礎上，提出了嵌入式Web服務器的設計思想、程序流程圖，重點分析了Web服務器主程序流程、動態頁面的生成、歷史數據查詢的實現等，也分析了Web服務器中各種控制功能的實現流程，最后給出了Web服務器的測試結果。
上傳時間： 2013-05-17
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基于ARM的嵌入式網絡電能計量系統的研究電力電子與電力傳動專業隨著市場經濟的不斷發展，人們生活水平的日益提高，用電量也持續上升。電能的計量是否公平、公正已成為人們十分關心的問題。作為電能量的計量工具電能表已成為各行各業用電不可缺少且非常重要的儀表。由于傳統的電能表有計量不精確、人工抄表費時費力、統計繁瑣等缺點，因此，研究開發高精度、低功耗、網絡化、智能化的電能表是明顯的趨勢。 嵌入式系統技術是近幾年電子產品設計領域最為熱門的技術之一，目前已廣泛應用于工業控制、智能交通、信息家電、公共服務等領域。嵌入式系統正對人類的后PC時代產生著深遠的影響。 本文針對傳統的機電式電能表的缺點和不足，結合當前的嵌入式系統技術和網絡技術，研究并設計了一套基于ARM處理器、CAN總線和以太網傳輸的嵌入式網絡電能表系統。此系統主要由網絡中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網絡中繼模塊硬件采用了PHILIPS的LPC2290作為中央處理器。LPC2290是一款16/32位RISC微處理器，采用ARM公司的ARM7TDMI-S內核，提供了兩路CAN總線和其它一些片上通用外設接口。采用L2C2290處理器，不但降低了整個系統的設計成本，而且也大大減少了額外的接口電路。網絡中繼模塊軟件是通過μCLinux操作系統內嵌的BOA實現嵌入式WEB服務器，并應用CGI接口程序完成了動態網頁程序的編制。電能量采集終端采用專用電能芯片、單片機和CAN控制器實現。網絡中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN總線進行通信，保證了信息的可靠性。當客戶端通過網絡瀏覽器訪問WEB服務器時，CGI程序就將電能量采集終端所采集的電能量數據上傳給客戶端，實現網絡自動抄表。
上傳時間： 2013-06-23
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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，作為配電開關，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，而目前國內饋電開關普遍存在集成度低、可靠性差、智能監控水平低等缺點。 本課題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，最終設計出一套集實時保護控制和遠程監控功能于一身的智能型饋電開關網絡控制系統。 實驗結果表明：在嵌入式系統端的通信軟件和監控主機端的通信軟件的驅動下，實現了嵌入式系統與監控主機的快速遠程通信，通信速度快、可靠性高、可視化效果好，完全滿足了監控系統的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業控制領域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺，為提高煤礦井下設備的遠程智能監控水平和安全操控系數提供了新的解決方法，為地面監控系統實現更大規模、更深層次地對井下電氣設備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎。
上傳時間： 2013-06-25
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