遠程抄表技術是將數據遠程采集、傳輸和處理應用于自來水、電力、天燃氣(以下簡稱水、電、氣)供應與管理系統中的一項新技術。傳統的遠程抄表,無線系統一般用于數據處理中心和數據通信中心的遠程通訊,在表和數據通訊中心的短距離通信一般使用有線通訊。如今以ARM處理器作為主CPU的嵌入式硬件平臺,一方面,它具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高等特點,另一方面,它為高速、穩定地運行嵌入式操作系統提供了硬件基礎。無線射頻通訊成本低,可靠性好,環境適應能力強,本文就對基于ARM的射頻無線抄表系統的開發進行了研究。 本文主要對以下五個方面的技術進行了研究:一是介紹了遠程抄表的背景和意義。二是介紹了國內外廣泛使用的幾種典型的遠程抄表系統的原理及其系統組成,分析了各種遠程抄表系統的優、缺點以及適用范圍;三是基于課題的需要,介紹了嵌入式系統。四是搭建基于ARM的硬件平臺。硬件平臺設計以三星公司的ARM920T核的S3C2440A為微處理器,根據系統要求完成S3C2440A外圍器件的設計,包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB,串口通信的電路設計,射頻無線通訊和視頻采集的設計。五是對Windows CE操作系統的移植。平臺移植過程中Boot Loader開發,OAL層修改,串口和LCD驅動程序的開發,內核的定制過程。在應用程序開發中,PB中導出SDK的過程以及EVC應用程序的調試,對數據庫進行了開發。最后,指出了本遠程自動抄表系統中有待完善的地方以及抄表技術今后的發展趨勢。
上傳時間: 2013-06-26
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電液位置伺服系統具有控制精度高、響應速度快、輸出功率大、信號處理靈活、易于實現各種參量反饋等優點,因此它已經遍及國民經濟和軍事工業的各個技術領域。近年來,對電液位置伺服系統的快速性、穩定性、準確性等控制性能提出了新的要求,作為電液位置伺服系統核心的控制器,起到更為關鍵的作用。 現階段,嵌入式微處理器以其小型、專用、便攜、高可靠的特點,已經在工業控制領域得到了廣泛的應用,如工業過程、遠程監控、智能儀器儀表、機器人控制、數控系統等,嵌入式微處理器嵌入實時操作系統,可以克服傳統的基于單片機控制系統功能不足和基于PC的控制系統非實時性的缺點,其性能、可靠性等都能滿足電液位置伺服系統控制的要求,在控制領域具有廣泛的應用前景。 本文以實驗室的電液位置伺服系統為研究對象,按照系統的控制要求,提出以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器對電液位置伺服系統進行控制的一種方案,設計了一種新型的基于ARM9(S3C2410)微處理器的電液位置伺服控制器。本系統控制器的開發設計中,在以ARM9(S3C2410)微處理器為核心的控制器基礎上,通過外部擴展,使得系統控制器具有豐富的硬件資源,開發了A/D轉換電路、D/A(PWM)轉換電路、伺服放大電路、串行接口等電路,同時為了使得控制器的程序代碼具有較強的可讀性、可維護性、可擴展性,使用了操作系統,通過比較選擇了uC/OS-Ⅱ實時內核,并成功移植到ARM9(S3C2410)微處理器中,并編寫了A/D、數字濾波、D/A(PWM)等軟件程序,通過編譯、調試、驗證,程序運行正常。在對電液位置伺服系統進行控制策略的選擇中,分別采用PID、滑模變結構、模糊自學習滑模三種控制策略進行仿真比較,得出采用模糊自學習滑模控制策略更有利于系統控制。
上傳時間: 2013-04-24
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本文主要研究一種在嵌入式系統上的GPS終端的軟件設計方法。隨著GPS技術在包括道路測控、汽車導航、交通管理、石油勘探、海上作業和緊急救援等軍事和民用的眾多領域中的越來越廣泛的應用和發展,GPS系統對生產、生活的影響也愈加深遠。另一方面,硬件開發與嵌入式操作系統以及軟件研發技術的不斷發展促使移動計算技術在手持設備中也得到廣泛的應用,掌上電腦(PDA)與智能手機等移動式計算系統日益普及,功能日漸完善,在手持式設備中實現GPS移動定位、導航等功能具有良好的市場前景。 鑒于嵌入式GPS系統要求處理速度快,占用存貯空間小,根據嵌入式系統的人機交互特點,論文采用基于ARM架構的S3C2410處理器作為基礎硬件平臺,以OpenSource的Linux作為操作系統平臺,MiniGui為圖形用戶界面支持系統,SQLite為數據庫管理系統研究并設計了應用嵌入式地圖的GPS定位系統。 該系統不僅為用戶提供基本的地圖信息,還利用GPS儀器實現在地圖上定位功能,使用戶獲得當前位置相關的附屬信息。該系統簡單可行,不依賴其他服務器工作,可用在移動設備、車載導航等領域。 論文研究了Linux在嵌入式系統中的應用與MiniGUI圖形界面和SQLite數據庫系統向Arm-Linux系統上的移植;闡述了Linux下觸摸屏驅動的設計與應用;分析了GPS系統中地理坐標系統的定義和坐標轉換基本原理;根據轉換公式實現地理經緯度坐標、平面直角坐標以及屏幕窗口坐標間的相互轉換;分析了MapInfo電子地圖文件的基本格式;設計了用于存儲地圖信息及附屬信息的SQLite數據庫;通過Linux與GPS接收器的通訊從GPS設備采集定位信息并進行解析;在MiniGui上實現電子地圖與定位信息的顯示,支持觸摸屏上的人機交互;并在電子地圖上實現放大縮小、測距、查詢等基本功能。 論文最后同時給出了目標系統的實現結果,并分析了系統設計中的一些不足,提出了在以后的工作中改進系統效能的設想。
上傳時間: 2013-04-24
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心血管疾病是威脅人類健康的主要疾病之一,而心電圖檢測是診斷心臟病變的有效手段。心電數據的高效采集和實時傳輸成為心電檢測的基礎,因此,設計一種性能可靠、價格低廉、體積較小的心電采集與遠程傳輸系統將對心血管疾病的檢測和預防具有重要意義。 本文在對心電信號采集技術和以太網傳輸技術進行深入研究的基礎上,設計實現了一款基于ARM的心電信號采集與以太網傳輸系統。該系統前端是利用AD620、LM324、ADOP07等器件設計的信號調理電路,該電路實現了心電信號的高質量提取;系統的關鍵電路是以32位ARM7TDMI-S微控制器LPC2210為核心,并結合以太網控制芯片RTL8019AS、Flash SST39VF160和SRAM IS61LV25616AL設計的A/D轉換模塊和以太網接口模塊,它構建了數據采集和傳輸的硬件基礎;此外,論文還完成了μC/OS-II操作系統在LPC2210上的移植,并實現了系統TCP/IP協議棧;最后,采用了多任務化方式設計了系統應用程序。 通過遠端上位機應用軟件測試表明,本系統實現了心電信號的采集與傳輸,達到了遠程監控心電信號的目的,且運行穩定可靠。
上傳時間: 2013-06-15
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WIM動態稱重系統的研究對于保護公路的正常使用有著非常重要的經濟利益和社會價值。針對我國公路WIM系統的研究現狀和存在的問題,提出了新的思路、解決辦法和改進措施,用以提高整個WIM系統的各項性能指標。 基于ARM的壓電薄膜軸的車輛動態稱重系統的嵌入式研究與設計,致力于提高WIM系統精度等各項性能指標,其采用了高新的軟硬件技術,是一個比較有研究意義的課題。 本文首先從分析稱重原理入手,提出了一個改進的系統整體設計方案,在該方案的前提下,通過不斷地試驗修改,搭建了一個基于Labview的現場模擬實驗系統,為下一步研究和整個系統的實現打下了堅實的基礎。本文所做的具體工作,概括起來有如下幾點: 第一,簡要地介紹了基于壓電薄膜軸的WIM系統原理、影響因素以及課題研究的意義等; 第二,給出了系統整體設計方案,并設計了多個信號調理電路,諸如電荷放大電路,隔離電路以及濾波電路等; 第三,采用了32位的微處理器,并采用了一種比較完善的數據處理方法,提高了系統的軟硬件技術,在此基礎上研究設計了基于ARM-μgC/OS-Ⅱ的WIM嵌入式系統平臺,完成了系統的軟硬件設計、實現及操作系統移植; 最后,設計并實地進行了一個新的試驗,即基于LabVIEW8.2的數據采集卡的現場模擬試驗,給出了試驗結果和分析。該試驗方便于測量與數據采集,可得到較為精準的現場數據,為后續的數據處理打下了基礎;
上傳時間: 2013-07-29
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本論文從國內外液壓挖掘機電子節能應用現狀出發,設計液壓挖掘機電子節能控制系統。將“改進的變結構單神經元自適應PID控制算法”應用于發動機—變量泵的功率匹配控制中,通過仿真表明該算法具有優越性。 由于液壓挖掘機有單、雙變量泵系統,為了將改進的變結構單神經元自適應PID控制算法應用于不同系統,研究了單、雙變量泵與發動機功率匹配的控制策略。同時為了解決發動機—變量泵功率匹配環節與變量泵—負載匹配環節之間存在的不協調問題,設計了變量泵—負載匹配系統,依據操作人員手柄位置信號,控制變量泵輸出流量按比例分配到各個負載,實現液壓挖掘機的發動機—變量泵—負載的功率匹配。 嵌入式計算機控制系統是當今單片機控制系統的研究熱點之一。將嵌入式系統應用于液壓挖掘機的電子節能控制中,選擇ARM7系列處理器LPC2294作為這個控制器的核心,對液壓挖掘機功率匹配電子節能控制器進行了設計,為液壓挖掘機電子節能控制器的研究開發打下了基礎。
上傳時間: 2013-07-05
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作為在保障網絡安全方面扮演著至關重要角色的防火墻技術從出現到發展至今一直是網絡安全研究中的關鍵技術之一,隨著互聯網的迅猛發展,它在信息化、網絡化的過程中也變的越來越重要。為了使防火墻能快速且深入地對網絡數據傳輸過程中的海量信息進行安全檢測,并能應對來自各個網絡層的威脅,將傳統的基于軟件的防火墻轉向硬件平臺實現是不可阻擋的發展趨勢。 首先闡述了網絡安全的現狀、網絡安全研究的重大意義、防火墻目前的發展狀況及未來的發展趨勢,然后介紹了防火墻的概念、功能和分類。重點分析了著名的開源入侵檢測系統Snort的功能實現及數據結構,對Linux中自帶的網絡安全工具Iptables/Netfilter的工作原理做了簡要介紹,然后對現在較流行的基于軟件的字符串匹配算法和硬件實現方法進行對比分析,通過對已存在的解決方法的深入研究,提出了基于ARM處理器并采用內容可尋址存儲器(CAM)的硬件防火墻系統設計方案。將Snort中對數據包載荷檢測部分中的順序檢測替換為由CAM結合Wu-Manbcr多模式匹配算法實現,其中CAM完成短模式匹配,Wu-Manber算法完成長模式匹配,并將Snort與Iptables/Netfilter有機結合移植到基于ARM的嵌入式平臺中,系統可以通過主機對防火墻的狀態進行實時監控和規則更新。 設計了防火墻的整個硬件電路,其中重點分析了CAM模塊的設計。通過對Sourcefire的Snort VRT2.4版免費規則庫的統計分析和計算模擬得出了對規則集的最佳劃分長度;在軟件部分研究了Bootloader制作、Linux內核的裁減與移植及根文件系統制作等內容。重點分析了摩托羅拉公司的專用CAM芯片MCM69C432的驅動程序設計和相應的調用方法,并結合主機軟件部分的功能分析了雙方的通信協議及實現,最后通過程序對系統仿真并選用林肯數據集進行模擬測試,測試結果表明系統比以前效率有了大幅提高,過濾速度已達到最初設計目標,證明了此硬件防火墻方案的可行性。 最后總結了本人的工作并指出此種方案的硬件防火墻的不足、需要改進之處和它的良好應用前景。
上傳時間: 2013-07-24
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自“9.11”后,隨著人們對安防需求的升級,門禁控制系統得到日益廣泛的應用,不斷提高門禁系統的安全性成為研究的重要課題。第四代門禁系統結合了人體生物特征識別技術,利用人體本身具有的物理特征(如指紋、虹膜、臉型、掌紋等)或行為特征(如步態、簽名等)來確定人的身份,取代或加強傳統的身份識別方法。 論文采用掌形識別為控制方案,基于ARM920T內核的EP9315芯片為門禁系統CPU,設計和調試了系統的硬件平臺。 論文研究了掌形識別算法,進行了三方面的工作。 首先研究了掌形中的手形特征,提出了一種基于骨架特征的手形識別算法,很好的克服了手指旋轉給識別帶來的干擾。 然后研究了掌形中的掌紋特征,通過系列圖像處理,分離出手掌的三條主線,提取主線端點,并在主線上等間隔采樣,利用端點和采樣點進行匹配,擁有很高的識別率。 最后結合手形與掌紋特征,實現掌形識別。依據手形特征對掌形庫進行粗分類,利用掌紋特征進行匹配,算法擁有很快的識別速度與穩定較高的識別率。對分類規則提出了新思路與方法。 論文還提出了基于ARM的門禁系統方案。成功設計了以基于ARM920T內核的EP9315芯片為CPU的最小系統,設計PCB圖并制板,最后調試了系統的底層電路。 論文的研究設計工作,通過提高掌形識別算法的識別率,達到了提高門禁系統安全性的目的;ARM平臺的設計與調試,在工程實際中有參考價值。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代科學技術的發展和人民生活水平的提高,人們對住宅的安全性提出了更高的要求。由于視頻監控具有直觀、方便、信息內容豐富等的特點,而被廣發的應用各種安防系統中。現有的家居監控系統智能化程度低,無法更好的適應家居安防系統的要求,因此研究并開發出適合人們需要的智能化家居視頻監控系統具有重要的意義。 本課題針對現有家居視頻監控系統的問題,選用SAMSLING公司基于ARM9核的S3C2410芯片作為CPU,擴展了USB攝像頭、Internet芯片、紅外傳感器模塊、液晶屏、鍵盤等外圍設備,設計出一種基于ARM的智能家居網絡視頻監控系統。該系統的功能主要包括:攝像頭采集圖像并在LCD上進行顯示;在戶外PC上可以通過網絡查看ARM端家中情況,圖像經過壓縮后進行傳輸;截取圖像進行人臉檢測;當檢測到人臉時,GPRS發送短信通知主人有入侵情況發生;檢測到人臉的圖像壓縮后進行存儲。 本文介紹了系統各個硬件型號的選取,硬件的性能參數,硬件引腳和寄存器參數,設計了各個硬件之間的接口電路。系統的軟件部分采用嵌入式Linux作為操作系統,在目標板上移植了引導程序、Linux裁剪后的系統和文件系統,在此基礎上實現了攝像頭圖像采集和LCD上的顯示、基于膚色和模板匹配的人臉檢測算法、基于DCT變換的有損圖像壓縮算法、GPRS短信發送、圖像網絡傳輸等軟件功能。 試驗結果表明,本系統能夠較好的實現預期的功能,具有較好的穩定性和應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術和互聯網技術的發展,嵌入式系統已成為近年來新興的研究熱點。嵌入式系統的硬件核心是嵌入式微處理器,ARM處理器以其高性能、低功耗、低成本等優點占領了嵌入式系統處理器的大部分市場,基于ARM的嵌入式系統的應用已深入到工業控制、網絡通訊設備等領域。Linux作為功能強大、源碼公開的操作系統,在嵌入式領域中被廣泛應用。 本文針對自動售貨機控制系統在校園一卡通系統中的應用要求,以開發具有射頻卡結帳功能的新型自動售貨機控制系統,并與校園一卡通信息管理系統相連為目標,提出了基于ARM-Linux的自動售貨機控制器總體設計方案。根據方案對自動售貨機控制系統進行總體設計,在分析嵌入式軟硬件可實現模塊化設計的基礎上,采用數據處理能力強和能夠實現數據網絡傳輸的HMS30C7202微處理器,對ARM處理器最小系統和關鍵的接口電路進行了硬件結構設計,系統擴展有FLASH、EPROM、以太網接口、RS232接口、GPIO接口、USB接口等外圍電路。利用Protel軟件完成了開發板的原理圖設計、繪制以及印刷電路板布局布線工作,PCB設計以高速電路設計為準則,集成了多種接口電路,完成了硬件系統的設計。研究了嵌入式Linux操作系統下的自動售貨機控制系統軟件環境建立方法,論述了移植Linux到ARM控制板的過程,分析了嵌入式軟件的應用程序架構與各部分設備驅動程序的設計方法,設計了硬件驅動程序。在嵌入式軟、硬件開發的基礎上,對基于ARM的嵌入式自動售貨機控制系統進行實例研究和系統功能調試,完成了自動售貨機控制系統的基本功能,并使系統能夠基于以太網進行數據通信,為進一步的開發和應用提供了良好的基礎。
上傳時間: 2013-07-05
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