生物特征識別是指通過計算機,利用人體固有的生理特征,如指紋,靜脈來進行個人身份鑒別的技術。由于生物特征唯一性和不變性,使得生物特征識別與傳統的方法如數字密碼和身份證相比,具有更高的安全性和易用性。傳統的高性能自動識別系統大多基于PC平臺聯機應用,然而在實際應用中往往對自動識別系統要求有更高的便攜性和易用性,嵌入式技術的快速發展使得實現這樣的系統變為了可能。 生物特征識別系統主要由通用模塊的控制系統與非通用模塊的圖像采集設備與識別算法組成。本文針對通用模塊與非通用模塊接口問題進行研究和設計,實現了一個工作良好的嵌入式平臺。 本課題在設計核心板、擴展板、轉接板的硬件基礎上,移植實時操作系統Linux,編寫各種接口與模塊的驅動、多路攝像頭切換程序,并很好的解決了攝像頭采集生物特征時光強控制問題,為很好的采集到清晰圖像提供了一個良好穩定的硬件平臺。 本課題所設計的嵌入式系統通過測試,做了大量的實驗,并將所采集到的手指靜脈圖像進行討論分析,具有實用價值。
上傳時間: 2013-06-03
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儀器儀表產品的總體發展趨勢是傳統的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”的方向發展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化的方向發展;其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網絡化。而我國儀器儀表在工業自動化儀表方面重點發展基本上是基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機,8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網絡、圖像傳輸等要求,而且對人際交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現有閘門測控儀存在的功能單一、網絡功能差、接口標準不統一、不具備監控功能等問題,開發設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發點,在分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上,合理地進行軟硬件設計,為在同一硬件平臺下實現多種儀表的功能進行創新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計,構建基于ARM系統的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統的軟件平臺。應用嵌入式系統技術設計開發全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制;過閘流量實時自動監測;閘門運行狀態診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業以太網現場總線接口與網絡傳輸等。
上傳時間: 2013-04-24
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DDS(Direct Digital Synthesis直接數字頻率合成技術)是廣泛應用的信號生成方法,其優點是易于程控,輸出頻率分辨率高,同時芯片的集成度高,適合于嵌入式系統設計。針對現有的壓電陶瓷電源輸出波形頻率、相位等不能程控、電路集成度不高、體積和功耗較大等問題,本文以ARM作為控制電路核心,引入DDS技術產生輸出的波形信號,并由集成高壓運放將波形信號提高至輸出級的電壓和功率。 在壓電陶瓷電源硬件電路中采用了模塊化設計,主要分為ARM控制電路、DDS系統驅動電路和波形調理電路、高壓運放電路等幾個部分。電源控制電路以三星公司的S3C2440控制器為核心,以觸摸屏作為人機輸入界面;DDS芯片選用ADI公司的AD9851,設計了DDS系統外圍驅動電路,濾波和信號調理電路,并應用了將DDS與鎖相環技術相結合的雜散問題解決方案;高壓運放電路由兩級運放電路組成,采用了電壓控制型驅動原理,放大電路的核心是PA92集成高壓運放,加入了補償電路以提高系統的響應帶寬,并在電源輸出設置了過電流保護和快速放電的放電回路。 電源軟件部分采用WINCE嵌入式系統,根據WINCE系統驅動架構設計DDS芯片的流接口程序,編寫了流接口函數和配置文件,并將流驅動程序集成入WINCE系統;編寫了基于EVC的觸摸屏人機界面主程序,由主程序將用戶輸入參數轉換為DDS芯片的控制字,并采用動態加載流驅動方式將控制字送入DDS芯片實現了對其輸出的控制。 對電源進行了不同典型波形輸出的測試實驗。在實驗中,測試了DDS信號波形輸出的精度和分辨率、電源動態輸出精度和對信號波形的跟隨性和響應性能。實驗表明,壓電陶瓷電源輸出信號波形精度較高,對波形、頻率等參數改變的響應速度快,達到電源輸出穩定性要求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著電力電子技術的發展,模塊化程度低、缺乏靈活性、設計復雜、標準化程度低等因素日益成為制約其發展的瓶頸。而電力電子結構塊(PEBB)正是為解決以上問題而提出的方法。因此研究利用PEBB來組建功率變換器具有一定的優勢和重要的意義。 本文將電子技術和計算機技術等領域先進的、成熟的集成相關的技術應用于電力電子系統集成中,對電力電子系統集成中的操作系統、分布式控制技術和通信技術進行了研究。 將電力電子系統進行結構劃分,分為PEBB功率部分和通用控制部分。對于功率部分,采用分立元件設計了一個半橋PEBB,包括主電路、保護電路、驅動電路、吸收電路和濾波電路等。在分析和對比了各種通信接口后選擇具有“即插即用”功能的通用串行接口(USB)做為PEBB的數字通信接口。對于通用控制部分,選用具有高性價比的ARM7芯片S3C44B0X做為核心處理單元,輔以相應的外圍電路。采用USB主機控制芯片使其具有類似USB主機的功能,實現與PEBB的通信和方便“即插即用”的管理。在軟件設計上引入實時操作系統UC/OS-Ⅱ,采用多任務系統的形式,滿足電力電子操作系統實時性的要求。然后,用兩個半橋PEBB和一個通用控制器組成了一個單相全橋電壓逆變器,分析和解決PEBB之間的同步等問題。最后給出并分析了實驗結果。 通過上述工作,驗證了PEBB對解決當前電力電子技術系統集成問題的可行性,為后續研究打下基礎。
上傳時間: 2013-07-12
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本文以正在研制的某新型電臺為應用背景,研究在電臺上使用觸摸屏的硬件設計方法和軟件實現途徑。 觸摸屏是人機交互發展的方向。目前已在多種領域得到了廣泛地應用,而使用觸摸屏代替按鍵在無線電臺上實現人機交互功能目前尚不多見。在無線電臺上使用觸摸屏可以盡可能地減少電臺的體積,同時采用常見的Windows風格的操作系統,可以使電臺不僅易于攜帶,也更便于操作。 本文的研究是基于ARM的硬件平臺和Windows CE的軟件平臺。硬件平臺的內核模塊采用ARM920T核的S3C2410嵌入式處理器,外部包含64M的SDRAM和64M的NAND Flash;硬件平臺還集成了LCD,觸摸屏等人機接口,同時提供了USB主控制器接口、SD卡擴展接口和RS232接口。平臺技術先進,結構合理,功能較完備,整體性、可擴充性強。 在此硬件平臺的基礎上,本文深入分析了基于Windows CE軟件平臺的構建,對應用開發所涉及工具軟件作了介紹,并依據應用開發的需要定制了Windows CE內核。本文對LCD、觸摸屏和USB的驅動程序作了深入研究,并在此基礎上初步涉及了Windows CE應用程序開發,實現了電臺操作界面,實現了基本的數據錄入與輸出功能。
上傳時間: 2013-07-26
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隨著計算機技術的迅猛發展與后PC時代的到來,嵌入式系統已成為計算機領域的一個重要組成部分,并成為近年來新興的研究熱點。現今的嵌入式應用對嵌入式設備的性能提出了更高的要求,8/16位單片機所能提供的系統性能已經顯出不足。ARM7TDMI是一種高效,低功耗的RISC處理器。而S3C44BOX就是以該內核為核心的一款芯片,它集成了許多外圍設備,非常適合做嵌入式產品。 論文主要研究基于ARM處理器和μC/OS- II操作系統的嵌入式數據采集系統設計,主要內容包括以下幾方面: (1)介紹了ARM7 S3C44BOX體系結構和BootLoader的概念,并在參考開源BootLoader的基礎上進行了BootLoader的設計與實現; (2)深入研究了μC/OS-II的概念、特點,分析了μC/OS-II在ARM處理器上移植所需的條件,并經過剪裁后成功移植到ARM處理器上: (3)介紹了AD、多串口擴展、LCD和鍵盤4個模塊的硬件工作原理,著重開發了這4個模塊的驅動程序,并通過實驗驗證了多串口擴展、LCD和鍵盤這3個模塊的工作穩定性; (4)在ARM S3C44BOX和μC/OS-II操作系統基礎上,設計了多任務來實現4通道的數據采集。經過對采集數據的分析和系統的運行,可以驗證本數據采集系統運行的高效性和穩定性。
上傳時間: 2013-06-05
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介紹了現場總線集成的必要性和現場總線控制系統(FCS)集成技術的發展。結合實例說明了基于Profibus-DP 現場總線控制系統集成技術的設計和實現,并給出了基Profibus-DP 現場總線控制系統
標簽: Profibus-DP 現場總線 控制系統 集成
上傳時間: 2013-05-19
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汽車行駛記錄儀(文中也簡稱為記錄儀),亦稱“汽車黑匣子”,是安裝在車輛上,對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其它狀態信息進行監控、記錄、存儲并可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝置。為分析和判斷汽車駕駛狀態和處理交通事故提供了可靠準確的科學依據。本課題的來源是國家信息產業部下達的電子發展基金項目,與同類產品相比,增加了音/視頻功能,目前已通過信產部驗收。 本文主要分析和設計了一種具有低成本高擴展性的基于ARM與ARMLinux的汽車行駛記錄儀方案,該系統作為信產部項目中的主控模塊實現了記錄儀的標準功能。硬件方面分析了汽車行駛記錄儀的標準功能對應ARM片內外圍電路與外部器件的設計。軟件方面分析了基于YAFFS文件系統與Linux 2.6的軟件平臺在嵌入式應用方面的高可用性,主要描述YAFFS的特點與基本原理,Linux中線程的實現機制與Linux Kernel 2.6在響應時間上的改進。并給出了該記錄儀基于Liinux的多線程結構應用程序的設計要點、流程圖和主要的數據結構。 作為擴展,為記錄儀增加了采集和處理音/視頻信號的DSP模塊。DSP采用TI公司的專用于數字媒體應用的高性能DSP DM642。DSP模塊同時采集3路視頻并進行壓縮,壓縮算法可以采用MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264等。論述了實現音/視頻功能的基本原理、DSP模塊的存儲器結構、ARM與DSP的通信及一些實用性的考慮。
上傳時間: 2013-07-02
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目前在各行各業中應用種類繁多的測量儀器隨著儀器性能指標要求的逐漸提升以及功能的不斷拓展,對儀器控制系統的實時性和集成化程度等性能的要求也越來越高。目前發展的趨勢是開放式、集成度向芯片級靠攏的高實時性儀器。針對目前傳統的系統設計存在著功能簡單、速度慢、實時性差、對數據的再加工處理能力極為有限等問題,本文根據課題需要提出了一種基于ARM+FPGA架構的高速實時數據采集嵌入式系統方案,應用在小功率半導體測量儀器上。方案采用三星S3C2410的ARM處理器進行管理控制,處理數據,界面顯示;Altera公司的Cyclone系列的1C12 FPGA器件用來進行高速數據采集,提高了系統的實時性和集成化程度。 本文首先給出了ARM+FPGA架構的總體設計。硬件方面,簡要討論了ARM處理器的特點和優勢,FPGA在高速采集和并行性上的優勢,給出了硬件的總體結構和主要部件及相關接口。軟件方面,研究了基于嵌入式Linux的嵌入式系統的構建和BootLoader的啟動以及內核和根文件系統的結構,構建了嵌入式Linux系統包括建立交叉開發環境,修改移植BootLoader和裁減移植Linux內核,并且根據課題實際需要精簡建立了根文件系統。 為了滿足測量儀器的實時性,設計了ARM與FPGA的高速數據采集接口。進行了FPGA內部與ARM接口相關部分的硬件電路設計;通過分析ARM與FPGA內部時序的差異,針對ARM與FPGA內部FIFO時序不匹配的問題,解決了測量儀器中高速數據采集與處理速度不匹配的問題。接著,通過研究Linux設備驅動基本原理和驅動程序的開發過程,設計了Linux下的FPGA數據采集接口驅動程序,并且實現了中斷傳輸。使得FPGA芯片通過高效可靠的驅動程序可以很好的與ARM進行通訊。 最后為了方便用戶操作,進行了人機交互系統的設計。為了降低成本和提高實用性利用FPGA芯片剩余的資源實現了對PS/2鍵盤鼠標接口的控制,應用到系統中,大大提高了人機交互能力;通過比較分析目前比較流行的幾種嵌入式GUI圖形設計工具的優缺點,結合課題的實際情況選擇了MiniGUI作為課題圖形界面的開發。根據具體要求設計了適合測量儀器方面上使用的人機交互界面,并且移植到了ARM平臺上,給測量儀器的使用提供了更好的交互操作。 本課題完成了嵌入式Linux開發環境的建立,針對課題實際硬件電路設計修改移植了bootloader,裁減移植了內核以及根文件系統的建立;設計了FPGA內部硬件電路,解決了接口中ARM與FPGA時序不匹配的問題,實現了ARM與FPGA之間的高速數據采集;設計了高速采集接口在嵌入式Linux下的驅動程序以及中斷傳輸和應用程序;合理設計了適合測量儀器使用的人機交互界面,并巧妙設計了PS/2鍵盤鼠標接口,進一步提高了交互操作。
上傳時間: 2013-06-21
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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。隨著我國節能減排工作的深入開展,用泵企業要求準確、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嵌入式系統來實現水泵效率檢測儀器的研制,旨在開發一種操作簡單、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、數據采集處理技術、嵌入式系統技術相結合,實現水泵效率檢測的同時,也實現了水泵各項主要參數的測試、數據保存、傳輸及曲線擬合等功能。研究了數據采集與處理、曲線擬合、數據庫開發、通信等實現中的重點、難點問題,并采取了有效的硬件和軟件抗干擾措施,確保了系統的穩定性和可靠性。 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WinCE4.2的移植,利用Platform Builder進行了操作系統內核的定制和編譯,分析了WinCE4.2 Bootloader的工作原理和架構,根據系統的功能需要和硬件資源分配、設計了設備的Bootloader。 應用層開發使用embedded Visual C++4.0開發工具,集成IDE環境,快速的開發Windows CE應用程序。主要內容包括:開發友好的人機界面、實現儀器的基本功能、顯示水泵機組的性能參數、繪制水泵性能曲線并顯示和構建水泵性能數據庫、實現通信。 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。
上傳時間: 2013-06-02
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