嵌入式系統應用于智能設備、工業控制領域實現各種信號的處理與控制,是近年來技術研究和產品開發的熱點。同時,隨著以太網技術的迅速發展,工業控制中過程監控層和現場設備層信號傳輸網絡開始逐步采用以太網,基于網絡的遠程監控使整個企業網絡呈現高度統一性、開放性和透明性。將嵌入式技術和基于網絡的遠程監控技術應用于電梯,可以有效地提高產品和服務的質量。 本文旨在研制和開發一套應用于電梯的智能多媒體顯示與遠程監控系統,硬件設計中,在以嵌入式微處理器S3C2410X、Flash、SDRAM構成的最小系統核心板外,擴展了串行口、網口、LCD接口等外圍硬件資源,設計了RS-232轉換成RS-422接口界面的硬件電路板,針對核心板RTC時鐘問題,采用PCF8563芯片設計了時鐘/日歷小板。 軟件平臺方面,首先分析了系統啟動引導程序Bootloader,參照嵌入式Linux內核源代碼以及對S3C2410X的支持代碼,根據本系統的硬件配置對Linux內核進行裁剪移植,修改了音頻驅動和LCD驅動,在內核中添加了對Yaffs文件系統類型的支持。然后準備了根文件系統內容,在其中添加了交叉編譯過的Qt/Embedded3.1的庫,使用Cramfs、RAMdisk和Yaffs相結合的根文件系統格式。在此基礎上,向嵌入式平臺移植了Linux下開源的多媒體播放器Mplayer和嵌入式數據庫SQLite。 設計編寫Qt GUI界面和串口數據采集模塊,構建了電梯間多媒體顯示系統,顯示界面劃分為串口數據采集顯示、動畫播放、系統時間、文本信息、滾動字幕、商標圖片六個顯示區域。使用Boa在ARM平臺上構建了嵌入式Web服務器,Web服務器通過HTTP協議與監控端瀏覽器軟件進行信息交互,提供服務器應用程序模塊的訪問界面和現場設備的信息訪問和控制界面,并借助SQLite數據庫的支持,實現了基于網絡的電梯遠程監控系統的功能。監控端通過Web頁面激活服務器的相應應用程序模塊,傳遞信息服務請求和控制命令。將本系統應用與電梯設備,取得了用戶的好評。
上傳時間: 2013-04-24
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本文著重于圖像壓縮傳輸技術的研究和硬件平臺的的制作。首先對視頻壓縮技術的背景及主要壓縮標準及其目前圖像處理ASIC芯片市場作一個簡單的回顧和分析,然后對目前比較流行的圖像壓縮和傳輸硬件平臺方案作一些分析和比較,選擇了一種DSP+ARM架構的圖像處理及傳輸模式,設計擬采用JPEG靜態圖像壓縮標準對單幅畫面實現壓縮,并通過DSP的HPI口把壓縮后的圖片傳輸至ARM處理器,通過ARM去實現圖像的存儲傳輸。 在硬件平臺的具體實現上,以TI的TMS320VC5402實現單幅靜態圖像的壓縮,ALTER公司的EPMT064S實現VC5402擴展存儲器的邏輯控制,通過VC5402的HPI接口實現與具有ARM920T內核的S3C2410通信。在硬件平臺的制作上,選擇了國際流行的0rCAD+PowerPCB作為其原理圖和PCB板的制作工具。在軟件開發平臺上,選擇了以LINUX作為系統操作平臺。成本低、系統靈活、能基本滿足靜態圖像壓縮傳輸嵌入式開發平臺。 實驗初步結果表明該系統架構設計可行,為以后圖像壓縮傳輸技術的進一步研究打下了良好的基礎。
上傳時間: 2013-07-14
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設備狀態監測技術是計算機科學、測試技術、信號分析與數據處理技術等相結合的一種設備運行信息分析處理方法。將嵌入式計算機技術與數據采集技術及數字信號處理技術結合起來,構成一種體積小、便于攜帶、易于網絡化、造價相對較低,集信號采集、處理、存儲和顯示為一體的設備具有廣泛的應用前景。 本文通過對傳統工控監測技術方案以及本項目具體功能和指標的分析,提出了ARM+嵌入式Linux架構的技術方案。采用多個嵌入式設備終端作為監測系統數據的采集終端,然后通過GPRS模塊連入Internet,通過Internet上的多臺主機作為監控中心,各自運行相應的包括網絡管理功能的應用程序,實現監測數據自動、可靠的采集、存儲、處理、實時顯示及實時數據遠程傳輸,進而實現分布式、網絡化和自動化的設備監測系統新模式。 本文首先介紹了嵌入式技術的國內外研發現狀。給出了嵌入式監測系統總體設計方案。根據系統的功能和要求的技術指標,在綜合比較現有各種嵌入式操作系統的基礎上,分析了使用嵌入式Linux操作系統構造嵌入式系統的優點和缺陷,選定了嵌入式Linux操作系統作為本次設計的操作系統;選擇了samsung公司基于ARM920T內核的處理器S3C2410X作為嵌入式處理器;簡單介紹了S3C2410X的工作模式,并設計了系統的硬件和軟件結構方案。 這種基于嵌入式終端的工控監測系統主要由控制中心和嵌入式監測終端兩大部分組成。本文所主要涉及的就是該系統中的嵌入式監測終端部分,主要進行了嵌入式監測終端的硬件設計,嵌入式操作系統ARM-Linux的移植,建立交叉編譯環境,制作根文件系統,軟件部分主要是對驅動程序和終端應用程序的設計與實現進行了研究和介紹。重點介紹并了FPGA設備驅動程序的實現以及應用程序中的液晶顯示部分與實數EFT算法以及幾種數字信號的平均算法的C語言實現,最后,對本論文進行了總結,并指出了后續工作中需要注意的問題。 基于ARM-Linux的工控監測系統的研制對于監測網絡化是一個有益的嘗試,它的研制成功將會給工廠帶來更大的經濟效益。
上傳時間: 2013-07-20
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CAN總線作為最有前途的現場總線之一,其應用范圍已逐漸擴展到航空領域,并有望作為次級總線與目前的航空總線互連組網。ARINC429總線則是航空領域比較常用的航空總線之一,很多航空電子設備都采用此總線。解決好CAN總線與ARINC429總線的互連問題,必將能夠使CAN總線在航空領域得到更廣泛的應用。本文的工作就是為解決這一總線互連問題而開發出總線網關系統,即CAN-ARINC429網關。 隨著嵌入式技術的飛速發展,嵌入式系統的成本低、體積小、穩定性好等眾多優點使其應用領域越來越廣。本課題將嵌入式技術應用到CAN-ARINC429網關系統開發中,采用比較有影響力的嵌入式處理器ARM作為網關系統的核心,開發了網關系統的硬件部分和軟件部分。 本文著重討論了CAN-ARINC429網關系統設計的三大部分:硬件設計、控制軟件設計和用戶軟件設計。硬件設計部分完成了CAN和ARINC429的總線數據收發電路設計,以及ARM處理器分別與CAN總線控制器和ARINC429總線協議芯片的接口電路設計。控制軟件部分是在Linux平臺下開發的,因此本文控制軟件部分首先研究并實現了Linux平臺下ARM編譯系統的建立,其后的程序啟動代碼和總線數據交換設計是控制軟件的關鍵部分,CAN總線和ARINC429總線的數據收發程序設計在本文的控制軟件部分中也都有詳細討論。本文還開發了基于Windows平臺的用戶軟件,該用戶軟件是為提高CAN-ARINC429網關的通用性而設計,具有網關工作方式設置和功能測試等功能。在給出對CAN-ARINC429網關的測試報告后,本文對課題的研究工作進行了總結和展望。
上傳時間: 2013-04-24
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在當前的數字信息技術和網絡技術高速發展的后PC時代,嵌入式系統技術已經廣泛地滲透到人們生活的各個方面。由于嵌入式系統的交互性比較強,液晶屏做為輸出設備對漢字顯示又尤為重要,但很多關于嵌入式系統開發、應用的教材中,對于液晶屏的程序設計也只是初始化和測試的編程,沒有進一步的應用開發。所以選擇了該畢業設計題目,以完善液晶屏的漢字顯示功能。 在選定了畢業設計題目之后,隨著開發研究的不斷深入,主要完成了以下工作: 首先,對三種常用的嵌入式操作系統進行了分析比較,對項目開發是否選用操作系統提出了自己的見解,結合本次畢業設計的實際應用,選擇了不使用操作系統而是利用Bootloader引導的方法。 其次,選定硬件開發系統后,把單片機的傳統調試方法與ARM的邊界掃描技術進行了分析比較,并在實際應用開發中采用了邊界掃描技術。 再次,由于在C語言程序運行前需要加入一些必要的初始化代碼,于是又完成了對44binit.s初始化程序的分析與設計。 最后,在編寫漢字顯示程序時,采用了讀取字庫法顯示漢字方案和讀取字模數據輸出漢字方案分別實現了液晶屏的漢字顯示,并取得了良好的效果。 本文不但說明了如何利用ARM處理器實現液晶屏的漢字顯示,還講述了開發ARM處理器應用程序的一個完整的過程。隨著嵌入式技術的不斷普及,對ARM處理器的學習、應用、開發都有一定的幫助作用。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術的發展,嵌入式系統己成為計算機領域的一個重要組成部分。而采用ARM微處理器作為硬件基礎和μC/OS-Ⅱ作為嵌入式操作系統被廣泛的應在各種嵌入式應用系統中。而隨著網絡化、信息化時代的來臨,嵌入式設備的網絡互聯己經成為必然趨勢。它通過現有嵌入式系統,增加網絡接入能力,使嵌入式設備直接接入Internet。本課題采用SkyEye模擬的AT9lEV40開發板作為硬件開發平臺,采用嵌入式實時操作系統μ C/OS-Ⅱ為軟件開發平臺,研究嵌入式TCP/IP協議棧。 本文首先對ARM微處理器和μ C/OS-Ⅱ進行了介紹;研究和探討了μC/OS-Ⅱ在ARM架構上的移植方案,并就其關鍵技術部分,結合實現代碼進行了闡述并提出了移植過程中要注意的問題。接著本文分層介紹TCP/IP協議棧,主要講述各個分層及其所屬的協議,報文格式等:并針對嵌入式系統的特點,對TCP/IP協議進行合理的簡化,使之實現了TCP/IP協議簇的一些協議如:ARP,IP,ICMP,UDP,TCP和HTTP。同時研究了嵌入式TCP/IP協議棧LwIP的特性,分析了它的進程模型、數據包結構、工作流程、目錄結構、應用程序接口。研究了將LWIP移植到μC/OS-Ⅱ系統上,實現嵌入式系統的網絡聯接,并用ping命令和一個簡單靜態網頁的訪問驗證了網絡功能的實現。
上傳時間: 2013-08-01
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自上個世紀九十年代以來,我國著名學者、現中國科學院院士、清華大學陳難先教授等人使用無窮級數的Mobius反演公式解決了一系列重要的應用物理中的逆問題,例如費米體系逆問題、信號處理等,開創了應用、推廣數論中的Mobius變換解決物理學中各種逆問題的巧妙方法,其工作在1990年得到了世界著名的《NATURE》雜志的整版專評與高度評價。華僑大學蘇武潯、張渭濱教授等則把Mobius變換的方法應用于幾種常用波形(包括周期矩形脈沖,奇偶對稱方波和三角波等)的傅立葉級數的逆變換運算,得到正、余弦函數及一般周期信號的各種常用波形的信號展開;并求得了與各種常用波形信號函數族相正交的函數族,以用于各展開系數的計算與信息的解調;而后把它們應用到通信系統中,提出了一種新的通信系統,即新型Chen-Mobius通信系統。 在新型通信系統中,把這種正交函數族應用于系統的相干調制解調中,取代傳統通信系統中調制解調所采用的三角正交函數族。正是這種正交函數族使得通信系統的傳輸性能大大提高,保密性加強,而且正交函數族產生很方便。 本文從軟件仿真和硬件實現兩個方面對Chen-Mobius通信系統進行了驗證。首先,利用MATLAB軟件構建Chen-Mobius數字通信系統,通過計算機編程,對Chen-Mobius單路、四路和八路的數字通信系統進行仿真分析,對該系統在不同信噪比情況下的錯誤概率進行了計算,并繪出了信噪比-錯誤概率曲線;其次,在QuartusⅡ軟件平臺上,利用VHDL語言文本輸入和原理圖輸入的方法構建Chen-Mobius數字通信系統,對該系統進行了仿真,包括設計綜合、引腳分配、仿真驗證、時序分析等;再次,在QuartusⅡ軟件仿真的基礎上,在Altera公司的Stratix GX芯片上,實現了硬件的編程和下載,從而完成了Chen-Mobius數字通信系統的FPGA實現;最后,從MATLAB軟件仿真和硬件實現的結果出發,通過分析系統的性能,簡單展望了Chen-Mobius數字通信系統的應用前景。 本文通過軟件仿真得到了Chen-Mobius數字通信系統的信噪比-錯誤概率曲線,從理論上驗證了該系統的強的抗干擾能力;利用FPGA完成了系統的硬件實現,從實際上驗證了該系統的可實現性。從兩方面都可以說明,Chen-Mobius通信系統雖然只是一個新的起點,但它卻預示著光明的應用前景。
標簽: ChenMobius MATLAB FPGA 數字通信系統
上傳時間: 2013-05-19
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數字電視技術和超大規模深亞微米的系統級芯片設計技術是當前信息產業中最受關注的兩個方向。它們的交叉就是數字電視應用中的一系列系統級芯片和超深亞微米專用集成電路。其中信道處理系統及其相關芯片更是集中了數字信號處理前向糾錯編解碼等數字電視傳輸的核心技術,成為設計和開發整個數字電視系統的關鍵之一。數字高清晰度電視(Digital HDTV)做為第三代電視標準,已成為當今世界高技術競爭的焦點,本文正是從這個交叉點上出發對DVB-H(Digital Video Broadcasting-Handheld)標準中所涉及的信道編碼和調制部分進行了研究,重點分析了信道內編碼部分的硬件優化實現。本項目完成了DVB-H傳輸系統信道編碼的FPGA硬件設計和實現,系統所有FPGA硬件電路設計采用了Veillog HDL語言編寫。同時對清華大學數字電視地面傳輸標準DMB-T(Terrestrial Digital Multimedia/TV Broadcasting)中的關鍵技術做了研究,與DVB標準中的相關技術做了對比。 本文首先對DVB.H以及COFDM的相關理論進行介紹和研究。然后針對DVB-H信道編碼調制器中的部分核心算法的FPGA設計和實現進行了詳細的研究工作,包括外編碼、內編碼(卷積刪余)、內交織(包括比特交織和符號交織)、星座映射、幀形成、OFDM調制的部分設計等。相應地對DVB-H信道解碼解調器中的部分算法的FPGA設計的研究工作做了描述,包括符號解交織和比特解交織。同時對清華大學數字電視地面傳輸標準DMB-T外接收機中頻域和時域解交織模塊的FPGA設計實現做了描述。 筆者在項目中完成的主要工作有: (1)與項目組成員合作制定系統框架,劃分模塊。 (2)對所負責的模塊,包括外編碼、內編碼(卷積刪余)、內交織(包括比特交織和符號交織)、星座映射、幀形成、OFDM調制的算法進行研究并加以優化,建立軟件仿真模型,進行FPGA設計,仿真和實現。
上傳時間: 2013-06-10
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該項目完成的是DVB-T發射機系統中OFDM調制部分的FPGA設計.DVB-T是ETSI(歐洲電信標準委員會)提出的數字地面電視廣播系統標準,在業界影響很廣.整個DVB-T發射機系統包括RS編碼,內交織,卷積編碼,外交織,星座映射,IFFT變換等主要部分.該項目組負責以FPGA為主體的硬件平臺的搭建及編碼,調制部分的FPGA軟件設計,作者完成了2k模式下IFFT變換的軟件設計.該文首先介紹了OFDM及DVB-T相關原理,然后比較分析了各種FFT算法及實現結構的復雜度,最后采取了一種Radix2
上傳時間: 2013-05-17
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數字通信系統中,在實際信道上傳輸數字信號時,由于信道傳輸特性不理想及噪聲的影響,接收端所收到的數字信號不可避免地會發生錯誤。為了減小誤碼率,提高接收質量,必須采用差錯控制編碼。對于數字視頻通信系統這類高碼率,高要求的系統,為了提供優良的圖象質量,采用差錯控制編碼尤為重要。 本文采用的DVB-T系統差錯控制技術是針對于數字視頻通信而設計的,提出了糾錯編碼結合交織技術的實現方案,即RS(204,188,8)截短碼、卷積交織、卷積碼三種技術的級聯。各技術中的參數設計為輸入的MPEG-2傳輸流(TS流)提供了便利,在編碼后可以保持傳輸流的幀結構和同步字節不改變,使接收端的同步捕獲和同步跟蹤成為可能。 本文首先簡要介紹了差錯控制技術,DVB-T系統,以及硬件實現所用到的FPGA實現方法。然后分別研究RS碼、卷積交織、卷積碼的編解碼原理,并提出了三類技術的硬件實現方案。其中,重點論述了RS碼解碼的硬件實現。將RS碼解碼分為四個模塊:伴隨式計算,BM迭代,錢搜索和錯誤值計算,分別講述每個模塊的電路設計方案并給出仿真結果。最后,將該差錯控制系統應用于一個輸出速率恒定的實際數字視頻通信系統中,按系統需要,加入了接口電路和速率控制的設計。
上傳時間: 2013-04-24
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