國內大部分普通高校實驗室的嵌入式實驗教學系統基本上是基于8位CPU的單片機,這些系統的技術已經十分成熟且實驗內容大多停留在單一的驗證性實驗,因此只能提供基礎知識的教學而不能涵蓋基礎、綜合、創新三個層次,也不能培養出市場對嵌入式系統需求的學生。而建立以ARM為內核的嵌入式處理器和嵌入式Linux操作系統相結合的實驗教學體系及實驗內容,能使學生在軟、硬件知識結合上和能力上有新的提高。 ARM是當前全球領先的16/32位RISC微處理器內核,現在大多數功能強大的嵌入式處理器都是基于ARM內核構建的,如本課題中教學實驗平臺硬件部分以IntelXscale處理器PXA270為核心,軟件部分以Linux操作系統為核心進行開發,教學實驗平臺是基于嵌入式Linux操作系統,高速的網絡型硬件平臺功能強大、復雜,起點高,適合于各高校的教學和實驗,以及各種嵌入式系統的課題和科研項目。 構建教學實驗平臺的主要工作是完成硬件的設計、實現及操作系統移植。本論文主要在闡述嵌入式概念和主要開發技術、方法的基礎上,對PXA270硬件平臺和嵌入式Linux操作系統軟件平臺作了相關介紹;詳細講述了移植Linux到硬件平臺的過程,實現ARM—Linux嵌入式系統軟硬件的結合,并在該教學實驗平臺上設計了如觸摸屏控制實驗、USB設備實驗與數字視頻接口等實驗。
上傳時間: 2013-07-04
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本文針對國家煙草局關于以信息化帶動煙草行業現代化建設的要求,密切結合“煙草銷售業務管理系統”科研項目進行研究開發,設計了一個基于ARM-Linux的煙草零售信息終端。零售商戶可以在此終端上完成商品零售的整個過程,并可通過終端完成訂貨預測和訂貨確認的操作,同時可以下載和瀏覽各種煙草商品信息、訂貨、查看歷史營銷記錄、瀏覽各種通知廣告,并與煙草公司互動操作。 本文首先分析了課題的研究背景及煙草零售信息終端的國內外現狀,給出了一個基于ARM-Linux、GPRS無線網絡的煙草銷售業務管理系統的總體結構;然后根據煙草零售信息終端的功能需求構建了基于ARM9的硬件平臺的整體設計方案;介紹了基于ARM9內核的微處理器S3C2440A及關鍵外圍模塊,設計了各模塊的硬件接口電路;并在硬件平臺上成功移植實現了一個基本的嵌入式Linux系統的軟件平臺;隨后深入研究了Linux2.6引入的platform driver機制下的字符設備驅動程序的開發方法,在全面分析了漢王手寫芯片HW006的通信協議的基礎上,開發了漢王手寫芯片的觸摸屏驅動程序,實現了在觸摸屏上的點擊與漢字手寫識別;最后研究了Linux中的串口操作編程,完成了基于華為GTM900B GPRS模塊的數據通信程序設計和條形碼掃描程序模塊的開發,并研究了多線程編程技術在網絡數據收發中的應用方法,設計了煙草零售信息終端所需的數據庫和圖形界面。 所研制的煙草零售信息終端已成功應用于山西省某市的各個煙草零售點,運行結果表明,該終端運行穩定可靠,與用戶的交互方便快捷,采集到的各類數據能夠及時、有效、準確地傳輸到應用管理系統,各方面性能都達到了課題的要求,為煙草銷售市場預測、貨物配送和營銷推廣提供了一種有效的手段。
上傳時間: 2013-05-23
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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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隨著現代工業的發展,人機接口在工業生產以及社會生活中發揮著越來越重要的作用,同時,人機接口的各項技術問題也日益凸現出來,越來越受到世界各國的關注。 本課題就基于便攜式儀表人機接口的設計開展研究。設計的關鍵步驟包括:人機接口的軟硬件設計、實驗系統的搭建以及在一條天然氣管道上進行管道檢測實驗,驗證人機接口的實用性。 論文中介紹了人機接口技術的發展過程與現狀、人機接口系統的軟硬件詳細設計。人機接口硬件包括:ARM處理器控制核心、通信接口電路、LCD顯示接口電路、USB接口儲存電路;軟件包括人機接口的底層軟件與應用軟件。在實驗過程中,首先獲取一段有裂紋的天然氣管道,接著使用自行設計的采樣模塊檢測磁場信號,通過串口將數據發送到人機接口平臺,人機接口平臺使用嵌入式Linux作為操作系統,使用Qt程序在LCD上顯示實時曲線。而后人機接口將數據存儲在閃盤中,同時使用一系列算法程序對數據進行處理,最后利用檢測到的漏磁場法向分量HP(Y)的具有顯著特征的最大梯度值的位置來判斷裂紋的位置,再與實際的裂紋位置對比,得出可行性結論。經過大量的實驗,該系統可以很好的實現檢測目的,驗證了人機接口的實用性。
上傳時間: 2013-06-28
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上傳時間: 2013-06-15
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隨著國民經濟的快速發展,我國對于電力的需求和依賴性也越來越大。同時,對變電站及電網的安全和穩定也提出了更高的要求。2008年的南方冰雪災害造成了電力設施及輸電線路的重大損失,嚴重危害了電網的正常工作,影響了人民的正常生活和工廠的正常運行。電力部門需要一種能夠實時監控變電站設備的監控系統,第一時間監測到電力設備的損壞和人為因素的破壞,迅速做出處理,將損失減小到最低值。隨著電力部門網路化的全面普及,各個變電站有了相應的通訊網絡,使得監控系統網絡傳輸成為可能。 課題探索了低功耗、高性能、低成本并具有豐富芯片資源的嵌入式處理器和內核精簡、性能強悍、源碼開放及開發成本低的操作系統,設計和實現了基于ARM9和嵌入式Linux操作系統的變電站監控系統,實現了對變電站設備的實時視頻監控、紅外線監測和煙霧火災探測等功能。系統硬件采用模塊化設計,主控制器模塊采用三星公司的S3C2410A高性能芯片作為嵌入式微處理器,設計了外圍接口電路和其它外圍設備電路;視頻監控模塊采用OV511系列USB攝像頭進行圖像采集;紅外線防盜監測模塊采用熱釋電紅外線傳感器配合菲涅爾透鏡設計了報警電路;煙霧火災探測模塊采用Motorola公司生產的離子型煙霧檢測芯片MC14468,設計了監測電路。系統軟件開發分兩層,下層軟件開發構建了交叉編譯環境,移植了嵌入式Linux操作系統并利用Video4Linux API庫函數接口完成了視頻圖像采集程序的設計,同時對攝像頭驅動程序進行了提取和編譯;上層軟件開發實現了對采集的視頻數據在網絡中傳輸,使用Visual C++設計了客戶端監控應用界面,實現人機交互,并對所采集視頻圖像進行了最優化處理。 課題針對現有監控系統存在的不足進行改進,集視頻監控、紅外線防盜監測和火災報警等功能于一體,充分發揮嵌入式系統和計算機網絡的優勢,設計出了功能豐富,性能優良的變電站監控系統。提高了變電站運行和維護的安全性及可靠性,并逐步實現了電網的可視化監控和調度,使電網調控運行更為安全、可靠。
上傳時間: 2013-04-24
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非接觸式IC卡是IC卡領域的一項新興的技術,它是射頻識別技術和IC卡技術相結合的產物。由于非接觸式IC卡具有操作快捷、抗干擾性強、工作距離遠、安全性高、便于一卡多用等優點,在自動收費、身份識別和電子錢包等領域具有接觸式所無法比擬的優越性,具有廣闊的市場前景。非接觸式IC卡讀卡器是非接觸式IC卡應用系統的關鍵設備之一。基于實際項目的需要,本課題開發了一種讀寫距離在10cm左右的非接觸式IC卡讀卡器,它可以應用于電子消費場合,如公交和地鐵電子售票,食堂售飯等場合。 本文首先研究了用于本系統的基本理論,包括射頻識別技術、ARM處理器體系結構和嵌入式系統,然后基于這些理論,給出了非接觸式IC卡讀卡器的設計方案。系統由三個部分組成:第一部分是讀卡器的收發模塊,選用Philips公司的高集成度非接觸式讀寫芯片MF RC500設計射頻收發模塊,對射頻芯片接口電路設計做了詳細的論述;第二部分是核心控制模塊,以Philips公司的ARM7芯片LPC2292為核心,對電源供應電路、存儲器電路、通信接口電路、LED顯示電路等設計做了一定的描述,并給出了電路。第三部分是系統的程序設計,采用移植嵌入式系統并添加任務的模式來實現讀卡器的各功能。通過對軟硬件的調試實現了非接觸式IC卡讀卡器的硬件與軟件平臺的構建。
上傳時間: 2013-04-24
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軟硬件資源的不斷成熟和完善,使得嵌入式系統應用得到了十分迅猛的發展。另一方面,互聯網技術的發展,使得Internet逐漸深入到人們的日常生活中。嵌入式控制網絡與信息網絡的互聯不僅拓寬了控制系統的控制范圍,而且豐富了信息系統的內容。因此,嵌入式系統與Internet相結合將成為嵌入式系統和互聯網絡發展的重要方向。 現階段,Internet規模的日益擴大與IPv4地址匱乏之間的矛盾越來越突出。為解決IPv4網絡存在的各種問題而出現的IPv6協議具有海量的地址空間、優化的路由算法、自動化的地址配置等;同時還增加了對安全性、QoS等的良好支持。因此,Internet從IPv4過渡到IPv6是一種必然的趨勢。綜上,對IPv6協議進行研究并將其引入嵌入式系統,實現嵌入式設備接入網絡的功能,具有較高的科研價值和現實意義。 本文在對嵌入式系統相關概念和嵌入式IPv6協議棧進行介紹的基礎上,闡述了IPv6協議簇中核心協議的原理、報頭結構和參數等。接著根據嵌入式TCP/IP協議棧的設計要點,提出嵌入式IPv6協議棧的總體設計,進一步對協議棧的進程模型、內存管理、平臺無關性和通訊機制進行了研究。然后對協議棧的裁剪和數據包的處理流程進行分析,給出各模塊的詳細設計與實現,主要有IPv6模塊、ICMPv6模塊、鄰居發現(ND)模塊和UDP模塊。最后將協議棧嵌入到uC/OS-II操作系統中并搭建測試環境對IPv6協議棧進行功能性測試,結果表明協議棧功能正常,可以完成基本的通訊功能。 協議棧根據嵌入式系統資源有限和應用相對單一的情況進行裁剪,采用分層結構實現;同時在實現基本功能的前提下,為功能的擴展提供了接口;另外,將協議棧與硬件、編譯器和操作系統相關的代碼獨立開來,實現了協議棧在不同平臺的良好移植。關鍵詞:嵌入式系統,因特網,ARM,IPv6,ICMPv6,鄰居發現協議
上傳時間: 2013-04-24
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汽車行駛記錄儀,俗稱汽車黑匣子,是對車輛行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態信息進行記錄、存儲并可通過接口實現數據輸出的數字式電子記錄裝置。汽車行駛記錄儀的使用,對遏止疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛人員的不良駕駛行為、保障車輛行駛安全以及道路交通事故的分析鑒定具有重要的作用。本文在參考了國內外多種不同結構,不同領域的汽車行駛記錄儀的設計與研究的基礎上,將現今領先的GPRS通信技術與人機對話技術應用在傳統的汽車行駛記錄儀上,以達到能夠有效地記錄數據并與用戶實時互動等多項功能。 本記錄儀的設計是基于Samsung公司出產的ARM9 s3c2410的處理器,相應的操作系統是廣泛采用的Linux操作系統。本文在介紹并分析了國內外汽車行駛記錄儀的相關背景和現狀之后,提出了本課題需要完成的目標。接下來,論文闡述了記錄儀的整體系統結構,同時詳細介紹了系統各個模塊的硬件設計及其結構。接下來,在介紹了各個模塊結構的基礎上,詳細分析了通信模塊的設計,并將現今領先的GPRS技術應用于記錄儀的通信環節。在介紹了硬件模塊的各個方面之后,論文進入了軟件設計部分的闡述。在軟件部分中,本文先介紹了本系統的軟件流程。并在此流程的基礎上詳細說明了系統采用的Linux操作系統的配置,剪裁,移植等方面,同時也介紹了本系統所采用的Bootloader-vivi。在軟件設計的部分,論文還詳細研究了基于Linux操作系統的界面設計應用軟件平臺MiniGUI,并重點闡述了MiniGUI在PC上位機環境下的配置和編譯工作,以及在交叉編譯環境下的編譯工作等復雜的環節。最后,是通過串口線將系統與連接板相互交叉進行同步編譯,同步測試,并展示出最后的完成結果。 本論文在結束處對本課題已完成的部分進行了比較深入的總結,并將出現的問題進行了分析和小結。同時還對系統性能提出了進一步改善的可行性建議。關鍵詞:汽車行駛記錄儀,s3c2410,Linux,MiniGUI
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,嵌入式Internet遠程測控系統已成為計算機控制領域一個重要組成部分,它將計算機網絡、通信與自動控制技術相結合并成為新興的研究熱點。通過嵌入式Internet控制系統,用戶只要在有網絡接入的地方,就可以對與網絡連接的任何現場設備進行遠程測控。嵌入式系統可以根據應用進行軟硬件的定制,特別適用于對成本、體積、功耗有嚴格要求的各種遠程測控設備。該項技術的研究具有廣闊的應用前景。 嵌入式Web遠程監控不同于以往的C/S和B/S網絡監控技術,它通常采用嵌入式系統作為Web服務器,使得系統的成本大大降低,且設備體積小巧,便于安裝、易于維護,安全可靠,此技術自問世以來得到了業界的廣泛關注,各式各樣的解決方案和實現方式層出不窮。 本文提出了一種基于ARM的嵌入式網絡控制系統。該系統以嵌入式Boa服務器作為遠程信號的傳輸平臺。首先對網絡的系統結構和工作原理作了詳細介紹,然后對嵌入式網絡控制系統的實現作了深入的探討和研究。 整個嵌入式網絡控制系統主要劃分為三個部分:嵌入式網絡控制系統硬件設計;嵌入式網絡控制器的軟件設計;嵌入式網絡控制系統Web服務器實現。系統選用主流的ARM微處理器LPC2210作為系統主控制器,并根據需要給出了具體的硬件電路設計,包括:存儲器接口電路、網絡接口電路、串行通信接口電路以及信號調理電路設計。鑒于μ Clinux對ARM技術的有力支持,且μ Clinux具有內核可裁減、網絡功能強大、低成本、代碼開放等特點,通過對μ Clinux的裁減、配置和編譯,成功地將μ Clinux移植到LPC2210中。然后完成設備驅動開發、嵌入式網絡控制系統Boa服務器的構建及系統應用開發。 該嵌入式網絡控制系統融合監控網與信息網,實現了遠程分布式測控和通訊。系統穩定性高、實時性好、性價比高,具有廣泛的應用價值,適用于工業、交通、電力、能源等眾多控制領域。
上傳時間: 2013-04-24
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