隨著嵌入式技術的發(fā)展，ARM處理器以其獨特的優(yōu)勢在計算機、電子和通信的各個領域得到廣泛應用，將網(wǎng)絡技術、控制技術和視頻監(jiān)控技術相融合，在更大程度上促進了家庭生活的信息化和自動化。系統(tǒng)采用先進的ARM處理器作為控制平臺，與使用C51單片機相比，提高了性能，縮短了開發(fā)周期；與使用傳統(tǒng)的PC機相比，兼顧了系統(tǒng)功能，又節(jié)約了成本，在家庭自動化領域具有較好的理論價值和廣闊的應用前景。 本文在分析國內(nèi)外家庭自動化發(fā)展現(xiàn)狀的基礎上，采用先進的ARM技術，給出了多模式網(wǎng)絡通信方案，解決了家庭自動化系統(tǒng)對不同通信網(wǎng)絡的兼容性問題，在公用電話網(wǎng)語音通信中，提出了通信狀態(tài)機模型，討論了電話按鍵檢測和超時無選擇的問題，對語音處理技術的實現(xiàn)進行了研究；在無線網(wǎng)絡通信中，通過短消息的發(fā)送和接收，實現(xiàn)了遠程用戶和系統(tǒng)之間的信號傳輸，對系統(tǒng)無線GPRS通信的實現(xiàn)進行了技術研究；在遠程圖像監(jiān)控的實現(xiàn)中，給出了單幀圖像采集的實現(xiàn)方法，對C/S模式下遠程監(jiān)控技術進行了研究；為實現(xiàn)系統(tǒng)與終端之間的信號傳輸，給出了家庭內(nèi)部控制網(wǎng)絡接口設計方案，實現(xiàn)了家電設備控制和自動報警功能，在系統(tǒng)安全問題方面，給出了系統(tǒng)身份認證的實現(xiàn)方法。在此基礎上，構建了一個低成本、高性能、高可靠性的家庭自動化系統(tǒng)。
標簽： ARM 家 自動化系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-21
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汽車黑匣子(又稱汽車行駛記錄儀)是一種使用在汽車上的數(shù)字式電子記錄裝置。這種裝置能對車輛的行駛速度、時間、里程以及有關車輛行駛的其他狀態(tài)信息進行記錄存儲并可通過接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸出。汽車行駛記錄儀的使用，對抑制疲勞駕駛、車輛超速等交通違章、約束駕駛?cè)藛T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。本文根據(jù)汽車行駛記錄儀國家標準GB/T 19056-2003，并在此基礎上開發(fā)設計了一種具有音視頻處理功能的汽車黑匣子，采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM處理器和Linux操作系統(tǒng)，同時為了使汽車黑匣子能更方便地與上位機之間進行通訊，本系統(tǒng)采用了USB Mass Storage設備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。 論文首先介紹了汽車黑匣子的研究背景，并對國內(nèi)外汽車黑匣子的研究現(xiàn)狀進行了概括，在此基礎上提出了本課題需要完成的目標。接下來，論文闡述了系統(tǒng)總體設計的構思以及各個功能模塊不同方案優(yōu)劣的比較，給出了最后的設計方案，并建立了系統(tǒng)的開發(fā)平臺。在硬件設計方面詳細地介紹了各主要功能部件及電路的設計和特點。在軟件設計單元介紹了Linux操作系統(tǒng)和Bootloader的特點，并給出了系統(tǒng)軟件的各模塊程序設計。在文件系統(tǒng)設計部分，論文討論了在NandFlash中建立FAT文件系統(tǒng)的實現(xiàn)方法。最后通過Linux下USB Mass Storage設備驅(qū)動的設計和調(diào)試，實現(xiàn)汽車黑匣子記錄的數(shù)據(jù)通過USB接口與PC機或PDA之間的通信。 本文在結(jié)束處對整個課題作出總結(jié)，并指出在本系統(tǒng)現(xiàn)有的基礎上性能還可以進一步改善和改進的地方。
上傳時間： 2013-05-27
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傳統(tǒng)的家電采用各自獨立的工作模式，不同家電之間無法通信，這樣就不能有效地安排各種家電協(xié)同工作，容易造成浪費。同時它們無法自動獲取外界的信息，人們無法對其進行遠程操作，難以滿足現(xiàn)代生活的需求。所以開發(fā)智能化的家電及其控制系統(tǒng)己成為當前的研究熱點。 傳統(tǒng)的電話只能進行語音通信，它存在利用率低、功能有限和安全性不好等缺點。近年來，以ARM為代表的高性能專用微處理器的出現(xiàn)，以及Linux、Windows CE等操作系統(tǒng)的完善，使嵌入式技術迅速發(fā)展，這為智能IP電話的研發(fā)提供了軟硬件基礎。 現(xiàn)階段家庭網(wǎng)關接入互聯(lián)網(wǎng)的方式主要為有線接入，因為這種方式網(wǎng)絡性能比無線隱定，延時性相對要小，用它來遠程控制智能家電比無線網(wǎng)要安全可靠。要實現(xiàn)智能家電的網(wǎng)絡化，如果采用PC機進行直接進行控制，或者讓每臺家電接入網(wǎng)絡，這樣成本很高，不利于一般家庭的普及。 為此，筆者采用基于.ARM9芯片、Windows CE 4.2嵌入式操作系統(tǒng)的IP電話作為家電的控制中心，智能家電采用ARM9芯片和linux2.4操作系統(tǒng)。各個智能家電與IP電話采用串口進行通信，IP電話采用網(wǎng)口與因特網(wǎng)通信。這樣可以大量的降低成本，而且通信方式比PLC和藍牙通訊技術更安全可靠。 本文以IP電話與智能家電互聯(lián)為切入點，結(jié)合ARM、嵌入式Linux和網(wǎng)絡技術，設計出一種較為完善的IP電話與智能家電的控制系統(tǒng)。采用這種方式，使智能家電集電腦、電信和消費類電子產(chǎn)品的特征于一體，讓家電具有信息的獲取、加工、傳遞等功能，提供全方位的信息交換，幫助家電與外部保持信息交流暢通，這樣可以優(yōu)化人們的生活方式，節(jié)約能源費用資金。 筆者完成了系統(tǒng)硬件和軟件設計，并進行了調(diào)試，驗證了所設計系統(tǒng)的有效性和實用性。并力爭將其拓展成為完善的智能家電控制系統(tǒng)。
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術和控制技術的發(fā)展，在線切割系統(tǒng)中實現(xiàn)加工的現(xiàn)代化、安全化，提高加工精度等要求，促使了線切割系統(tǒng)嵌入式化成為未來機床發(fā)展的趨勢。 將嵌入式技術引入機床控制，是當前嵌入式線切割系統(tǒng)研究開發(fā)的熱點。本文提出以32位嵌入式計算機為主控設備，討論了嵌入式計算機系統(tǒng)和步進電機模塊相結(jié)合在嵌入式線切割系統(tǒng)中的研究和應用情況。 在硬件方面選用S3C2410芯片用于主控制設備，連接用于存儲的64MBNandFlash、64MB SDRAM，以及一塊用于控制顯示240×320大小的TFT LCD顯示觸摸屏和步進電機模塊。 在軟件方面完成了Windows CE在嵌入式S3C2410處理器上BSP的定制與開發(fā)，著重分析了系統(tǒng)啟動的過程，并成功實現(xiàn)了Windows CE在S3C2410上的移植。通過分析，在Windows CE上實現(xiàn)了嵌入式線切割系統(tǒng)的管理模塊，在控制模塊方面，完成了采用RS485串口通信模塊與步進電機控制模塊相結(jié)合，實現(xiàn)了對設備的控制。
標簽： ARM 嵌入式 線切割 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-31
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作為在保障網(wǎng)絡安全方面扮演著至關重要角色的防火墻技術從出現(xiàn)到發(fā)展至今一直是網(wǎng)絡安全研究中的關鍵技術之一，隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，它在信息化、網(wǎng)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(wǎng)絡數(shù)據(jù)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(wǎng)絡層的威脅，將傳統(tǒng)的基于軟件的防火墻轉(zhuǎn)向硬件平臺實現(xiàn)是不可阻擋的發(fā)展趨勢。 首先闡述了網(wǎng)絡安全的現(xiàn)狀、網(wǎng)絡安全研究的重大意義、防火墻目前的發(fā)展狀況及未來的發(fā)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(tǒng)Snort的功能實現(xiàn)及數(shù)據(jù)結(jié)構，對Linux中自帶的網(wǎng)絡安全工具Iptables/Netfilter的工作原理做了簡要介紹，然后對現(xiàn)在較流行的基于軟件的字符串匹配算法和硬件實現(xiàn)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(nèi)容可尋址存儲器(CAM)的硬件防火墻系統(tǒng)設計方案。將Snort中對數(shù)據(jù)包載荷檢測部分中的順序檢測替換為由CAM結(jié)合Wu-Manbcr多模式匹配算法實現(xiàn)，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(jié)合移植到基于ARM的嵌入式平臺中，系統(tǒng)可以通過主機對防火墻的狀態(tài)進行實時監(jiān)控和規(guī)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(guī)則庫的統(tǒng)計分析和計算模擬得出了對規(guī)則集的最佳劃分長度；在軟件部分研究了Bootloader制作、Linux內(nèi)核的裁減與移植及根文件系統(tǒng)制作等內(nèi)容。重點分析了摩托羅拉公司的專用CAM芯片MCM69C432的驅(qū)動程序設計和相應的調(diào)用方法，并結(jié)合主機軟件部分的功能分析了雙方的通信協(xié)議及實現(xiàn)，最后通過程序?qū)ο到y(tǒng)仿真并選用林肯數(shù)據(jù)集進行模擬測試，測試結(jié)果表明系統(tǒng)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(jié)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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在電力現(xiàn)代化建設中，提高發(fā)電機發(fā)電效率是其中重要的一環(huán)，氫氣作為導熱性冷卻介質(zhì)廣泛的應用于發(fā)電設備，作為冷卻劑，它可以有效地提高其發(fā)電效率，但它又是一種易燃易爆氣體，所以使氫氣參數(shù)處于正常范圍，保證發(fā)電機高效、安全正常工作就變得至關重要，因此對氫氣參數(shù)進行實時監(jiān)測有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，首先簡要的分析了氫冷發(fā)電機系統(tǒng)對氫氣參數(shù)進行監(jiān)測的必要性以及當前電力系統(tǒng)氫氣參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業(yè)務SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統(tǒng)的核心。采用高精度的16位AD轉(zhuǎn)換芯片，并使用兩種濾波算法的結(jié)合對信號進行數(shù)字濾波，滿足系統(tǒng)對氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時系統(tǒng)結(jié)合CPLD技術，用于解決系統(tǒng)內(nèi)微控器I/O口不足以及SD卡驅(qū)動的問題，本論文采用一片CPLD擴展I/O口，每一個擴展的I/O口都分配固定的地址，ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，具有低成本，大容量的特點，系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲使用了SD卡作為存儲介質(zhì)，系統(tǒng)并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡，而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅(qū)動SD卡，在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協(xié)議，外部總線接口，SRAM的讀寫時序等，這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度，增強微處理器程序的移植性，又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數(shù)據(jù)傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業(yè)務遠傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)，設計了GSM模塊的軟件硬件，實現(xiàn)了報警等數(shù)據(jù)的無線傳輸，系統(tǒng)的有線傳輸采用了基于Modbus通信協(xié)議的RS485總線通信方式，采用這兩種通信方式使系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統(tǒng)的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間： 2013-05-26
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介紹基于Matlab 環(huán)境的微機與單片機串行數(shù)據(jù)通信方法。該方法利
標簽： Matlab 環(huán)境 串行數(shù)據(jù)通信
上傳時間： 2013-07-16
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發(fā)電機是電力系統(tǒng)的關鍵設備，如何有效監(jiān)測發(fā)電機的工作狀態(tài)一直是電力部門研究的重要課題之一。發(fā)電機可以正常工作，其中絕緣體部分起著不可或缺的作用，以前的發(fā)電機絕緣體監(jiān)測系統(tǒng)都存在著一些不足，比如精度低，適用范圍窄等。基于此原因，本文介紹了FJR裝置，它可以用來監(jiān)測發(fā)電機絕緣體是否出現(xiàn)過熱或老化的情況，為發(fā)電機的安全運行提供了保障。該裝置具有很高的靈敏度，可適合于空冷、水冷等不同發(fā)電機。整個檢測系統(tǒng)分為氣路和電路兩部分，氣路部分負責將發(fā)電機絕緣體的狀況轉(zhuǎn)化成電流信號，而電路部分負責對這些電流信號進行處理。文中將FJR系統(tǒng)的氣路部分等效為一個黑盒子，而重點介紹其電路部分。電路部分主要的功能是采集從氣路傳送過來的兩路電流信號，并進行計算和分析，決定是否報警，同時將采集到的數(shù)據(jù)和分析的結(jié)果定性地顯示給工作人員。 本文第一章介紹了課題的研究背景，并在此基礎上提出了課題的必要性和研究方向；第二章從整體入手，對監(jiān)測系統(tǒng)的功能進行了分析，明確了要實現(xiàn)的功能和目標，并提出了使用ARM做上位機，負責系統(tǒng)控制和界面顯示，DSP做下位機負責信號的采集和計算；后面幾章則分別介紹了系統(tǒng)的各個模塊；第三章主要介紹嵌入式系統(tǒng)及其軟件開發(fā)，包括系統(tǒng)的設計以及各個功能的實現(xiàn)，比如串口通信、CF卡存儲等等，從本章中可以了解到系統(tǒng)的界面顯示內(nèi)容和鍵盤操作步驟；第四章介紹了負責信號采集和計算的DSP系統(tǒng)，并且詳細介紹了實現(xiàn)各項功能時所用到的外部設備，包括RTC時鐘，AD采樣芯片等；本章接下來闡述了DSP和ARM兩個模塊如何通過雙口RAM實現(xiàn)通信以及通信幀的格式；第五章介紹了系統(tǒng)中的一些硬件電路，包括模擬放大器等，使得讀者可以更全面地了解本系統(tǒng)，同時在本章作者還總結(jié)了一些電路板設計的心得和體會。論文最后一章對本文所做的工作進行了總結(jié)，指出了需要改進之處，也指明了以后進一步研究的任務和方向。
上傳時間： 2013-04-24
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UM71系列(包括ZPW-2000A)無絕緣軌道電路已成為我國鐵路的主流制式，軌道電路的正常工作對行車安全意義重大。軌道信號失真或者受到噪聲污染有可能導致鐵路信號設備錯誤動作進而發(fā)生行車事故。通過對鐵路信號做出監(jiān)測以及判斷，可以幫助信號設備維護人員對故障設備進行及時修復從而避免事故發(fā)生。 本文設計了一種基于ARM/DSP雙核結(jié)構的鐵路信號測試儀，用以幫助設備維護人員及時檢修故障設備。其中，DSP芯片選用TI公司的32位浮點處理器TMS320VC33作為信號分析與處理的核心，實現(xiàn)信號的解調(diào)、頻譜分析和細化處理等功能。本測試儀作為一種實時的信號檢測設備，充分利用了浮點DSP芯片高效靈活以及系統(tǒng)可裁減的特性，因而更適合于現(xiàn)場環(huán)境的應用。本測試儀主要針對目前使用較為廣泛的UM71、ZPW-2000A系統(tǒng)以及站內(nèi)25Hz相敏軌道電路，實現(xiàn)對移頻信號的數(shù)字解調(diào)、區(qū)間載波頻率檢測、信號幅度檢測、站內(nèi)軌道信號的相位角及其幅度檢測等功能。 本文著重分析了頻譜細化技術中的ZFFT算法在實時信號分析中的應用，采用ZFFT算法可以在保證運算效率的同時提高頻譜的分辨率。在此基礎上，本文就這種算法提出了若干改進措施并且通過MATLAB對該算法及其改進措施進行了軟件仿真。同時本文完成了基于這種算法的DSP軟件設計：為了提高系統(tǒng)實時性，DSP算法均采用匯編語言實現(xiàn)。理論分析和實驗表明調(diào)制頻率的分辨率可以達到0.03Hz，滿足實際應用要求。此外，本文設計了測試儀的硬件結(jié)構，主要是VC33的外圍器件及其與雙口RAMCY7C028的接口電路，以及基于這個接口電路的通信規(guī)程。
上傳時間： 2013-06-29
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隨著汽車電子和現(xiàn)代化交通的飛速發(fā)展，人們對汽車的行駛性能和安全性能提出了更高的要求。在汽車測試試驗中使用記錄儀，可以實現(xiàn)實時測量，控制汽車的車速，對超速進行報警，滿足汽車試驗中對汽車運行情況的了解，特別是根據(jù)汽車試驗要求而制定的試車計劃得到的準確實施，從而進一步提高汽車制造商的市場競爭力。 隨著微電子技術的發(fā)展，超大規(guī)模集成電路技術的成熟，嵌入式計算機系統(tǒng)的功能越來越強大，在某些場合完全可以取代傳統(tǒng)的工控機，并且其獨特的優(yōu)勢在于它的體積小、功耗低、性價比高，便于攜帶，使得它非常適合應用到汽車試驗記錄儀中。 本論文在嵌入式系統(tǒng)平臺的構建中做了探索性研究，以汽車試驗記錄儀的發(fā)展和功能要求為目標，以嵌入式計算機系統(tǒng)的硬件設計入手，深入研究了嵌入式計算機硬件系統(tǒng)設計和電磁兼容性問題和能夠長時間可靠運行的嵌入式計算機主板。主要模塊包括電源、復位、JATG模塊，數(shù)據(jù)存儲模塊、數(shù)據(jù)通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、人機交互模塊。 在軟件部分，實現(xiàn)了嵌入式計算機系統(tǒng)的引導程序(u-boot-1.1.4)的移植，嵌入式Limux2.6.14內(nèi)核的移植，根文件系統(tǒng)的制作，新增硬件驅(qū)動程序編寫以及嵌入式圖形界面GUI系列MiniGUI的移植，完成了嵌入式計算機系統(tǒng)從硬件到軟件系統(tǒng)平臺的構建。 目前，國內(nèi)市場上缺乏專門應用與汽車試驗中的記錄儀，本文設計中的汽車記錄儀正是基于此目的而設計和研制的，該新型的汽車試驗記錄儀使用方便，性價比高，適用于國內(nèi)中小型汽車制造廠商。
上傳時間： 2013-04-24
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