微處理器技術、傳感器技術和無線通信技術的進步,推動了無線數據采集系統的產生和發展。數據采集技術廣泛應用于雷達、通信、遙感遙測等領域。在各種信息的獲取中,對高速數據采集的需求非常廣泛。隨著測控技術的發展,對數據采集系統的智能化和網絡化水平也提出了更高的要求。并且由于通訊網絡的飛速發展,移動通信與實際應用的結合使得各種基于GPRS網絡的無線數據傳輸系統成為當前遠距離無線通訊領域最為廣泛的應用。本課題將廣泛應用的嵌入式控制器引入到數據采集系統設計中,并結合GPRS優秀的網絡特性,實現了一個低功耗、智能化、網絡化、軟硬件可根據具體測量任務適當裁減的無線高速數據采集平臺。 本設計采用32位ARM處理器S3C2410為核心器件,配以FPGA+DDRSDRAM高速數據采集模塊,GPRS數據通信模塊,在Linux嵌入式操作系統和應用軟件的支持下,實現了數字化高速采集,數字化無線數據網絡傳輸的現場數據采集系統。該平臺采集的現場數據主要為各種傳感器輸出的電壓模擬量。前端數據采集模塊的FPGA控制高速AD轉換器將輸入的模擬量信號采集后,存儲在由DDRSDRAM構成的大容量緩存中,再經過嵌入式系統中的微控制器進行各種處理,然后將處理結果保存在ARM系統的SDRAM內存,最后通過在ARM系統模塊擴展的GPRS模塊,將采集到的數據通過GPRS網絡發送出去。 IAnux由于其代碼開放性以及強大的網絡功能等特點,在許多的嵌入式網絡設備中有著廣泛應用,與其他的嵌入式操作系統相比,具有著更多的優勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統。基于ARM的嵌入式數據采集與處理系統結構清晰、通用性好、可擴展性強,可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著我國工農業生產的發展和人民生活水平的提高,作為國民經濟基礎之一的電力行業取得了迅猛的發展,電力系統輸配電的安全性和可靠性也越來越受到電力系統運行、管理和科研人員的關注。輸電線路的各種事故是影響電力線路安全運行的重要因素之一。本文正是在這一前提下,在參考國內外大量文獻及研究成果的基礎上,設計實現了一套輸電線路綜合在線監測系統。 本文研制的輸電線路在線監測終端通過測量線路的泄漏電流、分布電壓、氣候參數以及圖像信息,并將數據進行采集、處理后,將數據發送到后臺監控中心,達到對輸電線路運行狀況進行實時監測的目的,并以此為依據給出線路的評估信息提供給電力部門作為其安排檢修的依據,可以大大減少電力部門的工作量并預防線路事故的發生。 針對本系統功能豐富、監測參數眾多的特點,作者設計了基于ARM的數據采集與傳輸系統。通過對ARM資源的合理分配,實現了監測終端的數據采集處理功能。終端的數據傳輸功能由ARM和無線傳輸模塊配合完成,實現了GPRS和GSM SMS兩種數據傳輸方式。 本文是對輸電線路綜合在線監測終端數據采集與傳輸系統設計和研究工作的總結,本文內容主要偏重于監測終端硬件和軟件的研究設計。論文在最后一部分對運行得到的數據也進行了分析、總結。 本文研制的輸電線路綜合監測終端已在在幾條高壓輸電線路上掛網運行,運行結果表明系統各方面性能良好,滿足設計要求。
上傳時間: 2013-07-20
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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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隨著經濟的發展,生活節奏的加快以及信息技術的進步,人們越來越多的借助高性能的移動手持設備來完成日常工作,目前手持設備處理性能有了很大的提高,其所能處理的數據量也越來越大,傳統的文件系統管理數據方式已經越來越滿足不了需求,嵌入式數據庫就隨之誕生,為手持設備提供專業的數據管理。嵌入式數據庫的輕量級、被軟件產品包含、無需人工數據庫管理等特點使其適合被應用于各類嵌入式系統及手持設備中。使用嵌入式數據庫與使用文件系統進行客戶端數據管理相比更加靈活方便、可以高效地實時更新客戶端本地數據。使用數據庫完成大量數據的存儲和管理,同圖形界面軟件結合構成嵌入式系統應用開發的支撐系統。 SQLite數據庫作為一種開源的嵌入式數據庫,具有體積小,速度快,存儲量大,API使用方便等諸多的優點,目前已經成為被廣泛應用的嵌入式數據庫之一。同樣的,嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小,控件比較豐富,編程難度不高等優點,受到廣大嵌入式開發者的喜愛。 本文的主要任務是將MINIGUI和SQLite進行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發板上,然后將圖形界面和數據庫相結合在arm—linux平臺上建立一個具有基本功能的嵌入式信息管理系統。首先分析了系統所使用的硬件平臺并研究了軟件環境的搭建過程,包括移植Bootloader、移植linux內核、建立NFS網絡文件系統進行程序調試,然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數據庫SQLite移植到開發板的過程和它們各自的開發技術,最后詳細研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數據庫,從而將二者結合起來編程以實現本系統并給出了系統在開發過程中所遇到的關鍵問題的解決方案,包括屏幕旋轉及校正、設計軟鍵盤進行屏幕輸入、利用SQLite存儲圖片文件。從而證明了當前條件下在嵌入式系統中實現一個比較簡單的信息管理系統是完全可行的。最后討論了該領域存在的一些問題和今后需要進一步研究的課題。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著嵌入式的廣泛應用,對傳統的數據采集系統的改造,開發新型的嵌入式采集系統,目前已成為研制的熱點。起重機采集系統類似于飛機上的“黑匣子”,能自動記錄起重機運行數據,并能以文件的形式存儲起重機的運行數據,而且可以通過USB通信接口實現數據的轉移。與傳統的采集數據相比,此系統有采集速度快,性能穩,功耗低,讀取數據方便的優點。只需插入U盤,幾分鐘內就可以將數據取走,避免了傳統將電腦帶入現場采集數據的缺點。在起重機采集系統的項目開發過程中,本人的主要工作是實現數據采集模塊的設計,通過構建基于ARM微處理器和開源Linux操作系統的平臺,實現起重機運行數據的U盤存儲。 本研究首先對課題研究的背景和整個系統做了概述;其次詳述了系統的硬件設計和Linux移植到AT91RM9200平臺的方法;然后詳細討論了系統的軟件設計即基于Linux的U盤驅動的實現以及Mass Storage類協議及其子類UFI命令集,并采用單批量傳輸協議實現了部分UFI子類命令以實現對U盤邏輯扇區讀、寫等操作的驅動程序;在U盤上采用目前主流操作系統(Windows,Linux等)所支持的FAT32文件格式,實現了文件的讀寫等API函數,并在此基礎上按文件系統的實現層次對其進行設計與優化,實現了起重機運行數據的可靠存儲;最后對課題研究做了總結。
上傳時間: 2013-07-09
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嵌入式圖像采集系統具有體積小、成本低、穩定性高等優點,在遠程監控、可視電話、計算機視覺、網絡會議等領域應用廣泛。為克服傳統基于單片機的圖像采集系統的種種不足,本文提出了一種新的解決方案,利用高速的ARM9嵌入式微處理器S3C2410A為硬件核心,搭配USB攝像頭,結合Linux構建了一套嵌入式的圖像采集系統。USB攝像頭有著容易購買、性價比高等優點,但長期以來將其直接應用于嵌入式系統卻很困難。隨著ARM微處理器的廣泛應用,嵌入式系統的性能得到了極大的提升。人們逐漸將操作系統引入其中,方便系統的管理和簡化應用程序的開發。Linux是一個免費開源的優秀操作系統,將其移植到嵌入式系統中能夠對系統進行高效地管理、極大地方便應用程序的開發。嵌入式的Linux操作系統繼承了Linux的優良特性,還有著節約資源,實時性強等優點。在本方案中以嵌入式Linux操作系統為基礎,借助其對USB、網絡等的強大支持能力來構建高度靈活的圖像采集系統。通過利用Linux操作系統內建的video4Linux對攝像頭進行編程,實現了將USB攝像頭采集到的視頻數據進行顯示和存為圖片的功能。本文中具體講述了嵌入式的軟硬件平臺的構建,USB攝像頭的驅動開發,圖像采集應用程序的實現等。本文提出的嵌入式圖像采集方案適用于市面上絕大多數流行的USB攝像頭,還能把得到的圖像通過以太網傳輸以實現遠程的監控。這套方案利用應用程序編程接口video4linux所提供的數據結構、應用函數等,實現了在Linux環境下采集USB攝像頭圖像數據的功能,并運用嵌入式的GUI開發工具Qt/Embedded來編寫最終的應用程序實現了美觀的用戶界面。充分運用Linux操作系統和其工具的強大功能來實現圖像采集,對基于Linux內核的后續圖像應用開發具有實用意義。本系統完全基于開放的平臺和模塊化的實現方法,具有良好的可移植性,可方便地進行各種擴展。這種方案所實現的圖像采集系統成本低,靈活性高,性能好,是一種優良的解決方案。本文詳細介紹了這種基于Linux系統和S3C2410A平臺的嵌入式圖像采集系統。
上傳時間: 2013-04-24
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近些年來,隨著以計算機技術、通信技術為主的信息技術的快速發展和Internet的廣泛應用,嵌入式系統也受到了越來越多的重視,日益廣泛的應用與工業控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設備中。 而數據采樣在現代工業中發揮著非常重要的作用,工業設備的監測和控制都離不開數據的采集。但傳統的基于單片機系統的數據采樣模塊因為無法或很難完成操作系統的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯、大容量存儲器的擴展等功能,所以在許多領域的應用受到限制。針對這些問題,設計開發了基于Linux操作系統的嵌入式數據采集模塊。 本文在綜合分析了現有數據采集系統存在問題的基礎上,新設計的嵌入式數據采集系統采用板卡式結構提高了系統的可擴展性和靈活性;采用嵌入式Linux內核作為系統的運行、調度的核心,提高了系統的軟件可移植性和穩定性;采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器,作為控制、處理和通信的核心,提高了整個硬件系統的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力,并降低了功耗。系統有強大的網絡通信能力,為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數據采集與處理系統結構清晰、通用性好、可擴展性強,可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:chens000
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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隨著信息技術的迅速發展,計算機產業的發展已經到了所謂的后PC時代。在傳統的視頻采集中,系統一般由CCD攝像頭,采集卡組成,功能齊全,但價格高,體積大。嵌入式系統在各行業的應用,特別是工業現場、信息家電、機頂盒等方面的廣泛使用,使嵌入式系統的研究開發成為計算機領域的一個熱點。嵌入式圖像采集則彌補了上述的缺點,并且可以復雜環境下的圖像采集嵌入式Linux操作系統是從Linux衍生出來的一種操作系統,它支持眾多嵌入式處理器,并具有Unix的很多優點,而成為當前主流的嵌入式操作系統。本文選擇三星系列的嵌入式處理器S3C2440,高速清晰攝像頭和一塊觸摸LCD組成,軟件則用嵌入式Linux為操作系統,在嵌入式開發板上先進行Linux的移植后完成,其次對攝像頭在ARM下的驅動進行修改和更新使其適應所采用的ARM開發板,再者完成驅動的加載和交叉編譯應用程序來完成對圖像的采集,最后從濾波算法和優化所采集的圖片,使圖片完成各種場合實驗的要求。本系統體積小,占用內存低,模塊化的系統通過協調的工作,形成了一套完整的圖像采集系統,本文所用的ARM9系列的開發板完全是從底層開發開始,成本低,加上Linux并不是商業的軟件,以至有很好的擴展空間和廣泛的前景。
上傳時間: 2013-06-29
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隨著計算機軟硬水平的不斷提高,嵌入式領域的發展也取得了長足的進步。目前,嵌入式與Linux技術的結合正在推動著嵌入式技術的飛速發展,嵌入式系統的研究和應用產生了顯著的變化。 硬件上,嵌入式平臺由51系列內核的8位機系統逐步上升到以ARM內核為主流的32位系統;軟件上Linux作為操作系統的發展史上一個重要的里程碑,以高安全性和穩定性、開源免費等的優勢使得其在政府、國防、教育、工業等領域獲得了廣泛的運用。 2n偽隨機多頻道激電理論(簡稱偽隨機理論),是由何繼善院士率先提出并命名的,其實質是將含有3,5,7…等多個奇數主頻率的復合波同時向大地發送,接收機同時接收經大地介質傳導的復合波中各主頻率電流響應。在地球物理勘探領域,基于偽隨機理論的數據采集系統具有抗干擾能力強、測量精度高、觀測速度快、裝置輕便等優點而得到廣泛應用。 本文在分析偽隨機理論基礎上,結合當前嵌入式軟硬件發展的最新成果,開展對ARM Linux嵌入式數據信息系統的研究與實現。 首先,通過需求分析,對各種采集方案比較后,設計系統總體方案。通過數據信息系統驅動總體分析,選用嵌入式板載的音頻芯片實現數據A/D轉換,完成Linux下采集設備驅動程序設計。 其次,在ARM9內核的S3C2410嵌入式處理器硬件平臺,按照嵌入式軟件開發流程,搭建嵌入式Linux交叉開發平臺;裁剪并移植Linux內核,構建嵌入式文件系統。 再次,利用當前流行的嵌入式圖形開發庫Qtopia Core,結合Sqlite數據庫與Linux多線程技術,設計數據采集應用程序,建立數據信息系統的應用軟件模型,此基礎上對整個系統進行測試,與理論值進行對比實驗。 最后,就課題的不足做出總結,并且提出系統后期的改進建議。
上傳時間: 2013-07-11
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