在圖像處理、航空航天、遙感測量、現代電子測試等很多領域,要求測試儀器設備能及時保存原始測試數據,用于事后數據分析和處理。同時前端探測器性能的提高,對于各種系統存儲容量、體積、造價、穩定性等都提出了更高的要求。因此研制性能可靠、體積小、低成本的數據存儲系統是十分必要的。 本文提出基于ARM嵌入式處理器+FPGA結構的高速信號采集與存儲系統解決方案。進行了信號采集與存儲系統設計。其特點是高性能、低成本、體積小。 文中利用了ARM處理器和FPGA可編程邏輯器件的特點,進行了基于本方案的硬件設計,:FPGA軟件設計。敘述了PCB設計以及調試過程中需注意的問題。 系統的硬件設計以ARM和FPGA為平臺,ARM處理器采用了Samsung公司的S3C2410,FPGA采用Altera公司的EP2C8。硬件設計圍繞著核心芯片,進行了電源設計和ARM和FPGA外圍電路設計。 ARM處理器實現了系統的控制;FPGA作為協處理器實現了FIFO,一些接口、時序控制等,協助ARM采集數據。在FPGA中實現硬件電路簡化了外圍電路,使得設計靈活,開發調試方便,也提高了系統的可靠性。 系統軟件操作系統采用的是Linux,基于嵌入式Linux操作系統的特點,分析了系統的實時性。接著進行了Linux平臺上基于Qt的用戶界面應用程序設計。 最后分析了系統測試結果,并指出存在的問題和改進方法。
上傳時間: 2013-07-10
上傳用戶:cylnpy
隨著圖像處理和模式識別技術的進步,基于生物特征的識別技術成為蓬勃發展的高技術之一,根據IBG(InternationalBiometricGroup)組織對生物特征市場的統計和預測,該領域的收入的年增長率30-50%,到2008年,全球總收入將達到46.39億美元。而基于指紋特征的識別技術由于其獨特的可靠性,穩定性,方便快捷的特點,恰好符合了市場的需求。目前指紋識別技術是生物識別領域中應用最廣泛的識別技術,也是研究與應用的一個熱點。 SOPC片上可編程系統和嵌入式系統是當前電子設計領域中最熱門的概念。NiosⅡ是Altera公司開發的一種采用流水線技術、單指令流的RISC嵌入式處理器軟核,可以將它嵌入FPGA內部,與用戶自定義邏輯結合構成一個基于FPGA的片上系統。與嵌入式硬核相比較,嵌入式軟核具有更大的靈活性。而FPGA的高速性、恰恰滿足了指紋識別系統對速度的要求。 本文對指紋識別技術中各個環節的算法進行了較為深入的研究,結合NiosⅡ嵌入式處理器的特點,對算法進行了合理的選擇與優化,形成了一套完整的指紋識別算法,并提出了一種基于FPGA的指紋識別系統硬件設計方案。 論文的內容主要包括以下幾個方面: 1、對指紋圖像預處理、后處理和匹配算法進行了改進,提高了算法的性能;設計了一種適用于快速匹配的指紋特征數據結構;提出了一套基于特征點匹配的指紋識別算法。實驗結果表明該算法速度快、誤識率較低、可靠性較高,可以滿足實用的要求。 2、本著增加系統集成度、減小系統體積、提高便攜性、降低功耗和成本,同時提升系統的性能的原則,使用Altera公司提供的外圍設備IP核配合NiosⅡ處理器軟核搭建了一個單片嵌入式系統,然后以內嵌NiosⅡ軟核的FPGA和FPS200指紋采集器為核心芯片,外配片外RAM和Flash存儲器以及小鍵盤和LCD顯示屏等器件,設計了一個便攜式指紋識別系統,提出了一套基于FPGA的硬件設計方案。 3、利用NiosⅡ開發板對硬件設計方案進行了初步的驗證,實現了指紋采集芯片FPS200與FPGA的接口,并進行了算法的移植。 實驗結果表明本文所提出的系統設計方案是可行的。基于FPGA的自動指紋識別系統在速度、功耗、體積、擴展性方面有著獨特的優勢,具有廣闊的發展空間。最后提出了對這一設計繼續改進的思路和下一步研究的內容。
上傳時間: 2013-07-28
上傳用戶:hxy200501
正交頻分復用(OFDM)技術是一種多載波數字調制技術,它具有頻譜利用率高、抗多徑能力強等特點,在寬帶無線多媒體通信領域中受到了廣泛的關注。 OFDM系統可分為連續工作模式和突發工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等無線局域網標準中采用了OFDM的突發工作模式,該模式下的接收機首先對符合某種特定格式的幀做出檢測。本文介紹了一種基于最小錯誤概率準則的幀檢測算法,提出了該算法的FPGA實現方案。 同步技術是OFDM最關鍵的技術之一,它包括載波頻率同步和符號同步。載波頻率同步是為了糾正接收端相對于發送端的載波頻率偏移,以保證子載波間的正交性;符號同步確定OFDM符號有用數據信息的開始時刻,也就是確定FFT窗的開始時刻。本文首先介紹了一種基于自相關的載波頻率同步算法,給出了它的FPGA實現方案,重點講述了其中用到的Cordic算法及其實現;然后介紹了分別基于互相關和自相關的兩種符號同步算法,給出了各自的FPGA實現方案,從實現的角度比較了兩種算法的優缺點,并且在FPGA設計中體現了面積復用和流水線操作的設計思想。 文章最后介紹了系統調試的情況,總結出一種ChipScopePro與Matlab相結合的調試方法,該方法在FPGA調試方面具有一定的通用性。
上傳時間: 2013-07-16
上傳用戶:Killerboo
小波變換是一種新興的理論,是數學發展史上的重要成果。它無論對數學還是對工程應用都產生了深遠的影響。最新的靜態圖像壓縮標準JPEG2000就以離散小波變換(DWT)作為核心變換算法。 本文首先較為詳細地分析了小波變換的理論基礎,對多分辨率分析、Mallat算法和提升算法做了介紹。然后分析了JPEG2000所采用的小波濾波器,并引入了一個新的LS97小波。該小波系數簡單、易于硬件實現,并且與CDF97小波有很好的兼容性,可作為CDF97小波的替代者。使用Matlab對CDF97小波和LS97小波的兼容性做仿真測試,結果表明這兩個小波具有幾乎相同的性能。在確定所用的小波后,本文設計了二維離散小波變換的硬件結構。設計過程中對標準二維小波變換做了優化,即將行變換和列變換的歸一化步驟合并計算,這樣可以減少兩次乘法操作。另外還使用移位加代替乘法,提取移位加中的公共算子等方式來優化設計。對于邊界數據的處理,本文采用了嵌入式對稱延拓技術,不需要額外的緩存,節約了硬件資源。為提高硬件利用率,本文將LeGall53小波變換和LS97小波變換統一起來,只要一個控制信號就可實現兩者之間的轉換。本文所提出的結構采用基于行的變換方式,只需要六行中間數據即可完成全部行數據的小波變換。采用流水線技術提高了整個設計的運行速度。最后也給出了二維離散小波反變換的實現結構。 在完成硬件結構設計的基礎上,使用Verilog硬件描述語言對整個設計進行了完全可綜合的RTL級描述,采用同步設計,提高了可靠性。在Xilinx公司的FPGA開發軟件ISE6.3i中對正反小波變換做了仿真和實現,結果表明,本設計能高速高精度地完成正反可逆和不可逆小波變換,可以滿足各種實時性要求。
上傳時間: 2013-07-25
上傳用戶:sn2080395
嵌入式系統近年持續迅猛發展,已經成為后PC技術時代信息化的中堅力量。由于嵌入式系統具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高及面向行業應用的突出特點,目前已經廣泛應用于網絡、消費電子、國防軍事及自動化控制等領域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC處理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能強和特有的16/32位雙指令集等諸多優異性能,已成為移動通信、手持計算、多媒體數字消費等嵌入式解決方案中的首選處理器。在眾多的ARM處理器中,Samsung公司的S3C44B0X處理器以其低價格、低功耗及強大的網絡支持等優點在市場上占有重要份額。 uClinux是從Linux衍生出來的優秀嵌入式操作系統,專門針對沒有MMU的處理器設計,支持眾多嵌入式處理器類型。uClinux繼承了Linux的許多優秀性能,有良好的網絡支持,完善的驅動支持,高度的模塊化,開放的源碼。uClinux已成為許多嵌入式系統研究領域的首選操作系統之一。 本課題以嵌入式手持式電能質量分析儀前期實驗開發板為研究目標,根據嵌入式體系結構和嵌入式系統設計的原理,構建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI處理器的硬件開發平臺,并根據該硬件平臺的結構特點移植了uClinux操作系統,同時針對uClinux實時性能不高和嵌入式平臺硬件資源有限的缺點,結合uClinux多進程和共享內存機制設計了數據采集程序,實現了對三路0~2.5V模擬信號的高性能采集,增強了系統數據處理的實時性,提高了工作效率,為后續開發奠定了基礎。 論文從嵌入式系統應用的角度出發,分析了嵌入式體系結構、uClinux運行機制和內核特點;闡述了Bootloader設計及操作系統移植的要點;介紹了接口驅動及上層應用程序的設計方法等問題。
上傳時間: 2013-07-23
上傳用戶:cjf0304
隨著嵌入式技術的發展,嵌入式系統被逐步應用到諸如工業控制,汽車電子設備,移動通信設備,PDA,GPS衛星定位系統和信息家電等社會各行各業之中,現在已經成為信息發展的主流技術之一,在國民經濟發展中起著舉足輕重的作用。 由于信息化的普及,家庭中的電腦、信息家電、通信終端越來越多,使用管理它們也變得越來越麻煩。如何更有效地發揮這些設備的作用,提高居家生活的智能化和方便性,如何更便利的互聯和協同工作,已成為現代人生活乃至辦公的重要問題。這些問題的出現導致了家庭網絡的出現,家體網絡技術已經成為各大IT企業研究開發的重點。 本論文分析了家庭網絡和信息家電的發展情況,以實用、簡便為原則設計了一個家庭網絡監控系統。此系統以ARM7的S3C44BOX開發板為硬件平臺,以uClinux作為嵌入式操作系統,實現對家庭網絡中的信息家電進行監控,使用戶能夠了解家庭中信息家電的工作狀況,對信息家電進行控制,來達到對信息家電有效管理、方便用戶使用家中的家電的目的。 論文中家庭網絡監控系統主要由web服務器、家庭網絡服務器和家庭網絡組成,實現家電控制、狀態查詢、信息家電狀態報告、注冊、注銷、統一開關機等功能。本設計的家庭網絡監控系統由于使用了RS485總線式網絡來組建家庭網絡,使得該系統組網方便,在價格上有一定優勢,而且硬件是基于ARM開發板平臺,體積較小,所設計的家庭網絡協議很好的滿足了家庭網絡監控需求,協議也很簡單,處理方便。由于此家庭網絡監控系統實現了家電注冊、注銷功能,使得該系統能夠及時檢測到家庭網絡中的家電的增減情況。總之,本家庭網絡監控系統體積小、簡單、經濟、多功能,方便家庭網絡中信息家電的增減,具有較高的實用價值,適合于普通百姓家庭之中使用。
上傳時間: 2013-07-31
上傳用戶:01010101
溫度的測量和控制在工業生產中有廣泛的應用,尤其在石油、化工、電力、冶金等工業領域中,對溫度的測量和監控是非常重要的一個環節,溫度參數是工業控制中的一項重要的指標。 本文主要研究了基于ARM9架構的嵌入式Linux系統在工業領域中各種爐溫控制場合中的應用。目前控制方案主要是采用傳統的PLC和單片機進行控制。PLC主要是針對單項工程或者重復數極少的項目,靈活性相對不足,并且體積大,成本相對較高;而單片機主要用于小型設備的控制,具有成本低,功耗低,效率高的特點,但可移植性較差。為了適應信息產業的發展,新技術革新以及產業的專業化現代化的發展,本文針對PLC和單片機控制的優缺點和應用場合提出了采用ARM9嵌入式微控制器AT91RM9200和Linux操作系統相結合的嵌入式溫度控制系統,具有系統擴展性強、可靠性高、響應速度快、體積小等特點,為用戶提供了一種新型的控制方案。 本文首先論述了嵌入式操作系統的組成,接著設計了溫度控制系統的硬件系統,主要包括CPU模塊、模擬電路模塊、存儲模塊和通信模塊四個部分:在對溫度控制系統的軟件部分的設計中,主要是針對Boot-Loader的移植、Linux內核移植、根文件系統的定制、驅動程序的編寫和應用程序的編寫五部分進行設計。 系統功能主要是循環采集AD通道數據,上傳AD數據到服務器,接收服務器下發的控制數據包,記錄日志等。通過在線運行測試,該系統穩定可靠,采集和控制效果良好,可有效降低了生產成本和工人的勞動強度,為安全生產提供保證。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:ma1301115706
生物識別技術代表了未來身份驗證技術的發展方向,而指紋識別技術又是最可靠、最有效的生物識別技術之一。目前,指紋識別技術是優于其它生物識別技術的身份鑒別方法。這是因為人的指紋各不相同、終生基本不變的特點已經得到公認,特別是現有的指紋識別算法已達到識別迅速、準確可靠的水平,是完全可以商業化的生物識別技術。 傳統的指紋識別系統多是基于PC平臺,這種系統將指紋圖像處理和指紋匹配甚至指紋采集控制都放在PC平臺上,在獲得了較高速度和開發效率的同時,缺點也是顯而易見的,其體積龐大,成本較高。而已有的嵌入式指紋識別系統多是基于單片機和DSP的,不是在運算速度上受到硬件限制,就是在系統的擴展性、可維護性及用戶交互上有諸多不足。 近年來指紋識別應用的普及對自動指紋識別系統的便攜性和易用性提出了更高的要求,指紋識別技術正向著小型化和嵌入式的方向發展。在微電子領域,以ARM、DSP、FPGA為代表的嵌入式微處理器的性能飛速提高,為構建嵌入式系統提供了硬件保證。 ARM是當前最為流行的32位RISC處理器架構,目前ARM占RISC處理器市場的七成左右。三星公司的S3C2410是基于ARM920T內核的通用32位微處理器,它具有高性能和低功耗的特性,被設計用于手持設備和通用嵌入式系統。 嵌入式系統對操作系統和其上運行的軟件有特別的要求。針對本課題所采用的ARM硬件平臺,詳細介紹了嵌入式操作系統Arm-Linux的移植。分別說明了交叉編譯工具鏈的安裝、引導裝載器的移植和Linux內核的裁減和交叉編譯過程。為了運行應用程序,還介紹了文件系統的構建。 指紋識別系統需要指紋采集設備。FPS200是Veridicom公司推出的第三代半導體指紋傳感器,是一款專為嵌入式系統設計的高性能、低成本、低功耗的電容式固態指紋傳感器。本文詳細闡述了基于FPS200的USB接口指紋采集卡的設計與實現。 指紋圖像處理與匹配是整個系統的重要環節,論文介紹了圖像處理與匹配的一般概念,并提出了新的指紋匹配方法。指紋匹配是自動指紋識別中的一個難點。現有的指紋匹配方法大致可以歸結為圖形匹配和人工神經網絡匹配兩大類,本文提出的基于線段的特征點匹配算法屬于圖形匹配。 嵌入式系統需要完善的軟件支持。隨著嵌入式技術的飛速發展,用戶交互界面也由傳統的字符界面向圖形界面轉變,圖形用戶界面系統得到了長足的發展。MiniGUI 是一個非常適合于工業控制實時系統以及嵌入式系統的可定制的、小巧的圖形用戶界面支持系統。本文介紹了基于MiniGUI的可視化指紋識別軟件設計。 綜上所述,本文針對特定硬件條件,構建了定制的嵌入式操作系統;設計了支持USB數據傳輸的指紋采集卡;指紋圖像的濾波、提取特征和指紋特征匹配均針對嵌入式系統的實際情況進行了優化;利用MiniGUI圖形支持庫完成了界面美觀友好的可視化指紋識別程序。系統具有安全可靠、易于擴展、性價比高等優點。
上傳時間: 2013-08-02
上傳用戶:小儒尼尼奧
傳感器是測控系統的重要組成部分,但有些傳感器,如增量式或絕對式旋轉編碼器,因無配套的二次儀表,給使用帶來不便。有些傳感器雖然可以買到配套的儀表,但價格昂貴,功能單一且功能無法擴展。為此,本課題以設計一種通用性強,功能擴展方便的測量儀表為目的,將計算機技術與嵌入式微處理器技術用于測量儀表當中,設計一種基于ARM的嵌入式智能儀表。課題主要研究工作包括: 1.在分析比較各種二次儀表功能的基礎上,提出了基于ARM的嵌入式智能儀表設計方案。搭建了儀表的硬件平臺。 2.軟件設計實現了μC/OS-Ⅱ嵌入式系統在ARM7微控制器上的移植。在此基礎上,對嵌入式系統進行了一定的擴展,編寫了LCD驅動程序,調用了串口通信,A/D轉換等模塊的API函數,建立了多任務環境,使儀表兼具PWM脈寬調制功能、數據采集、顯示和傳輸功能。 3.通過增量式、絕對式旋轉編碼器實驗、轉矩轉速傳感器實驗、輸出模擬信號的角度傳感器實驗和PWM輸出實驗驗證儀表的功能。 RTOS平臺的構建,降低了軟件設計的復雜度,提高了系統的實時性和靈活性,縮短了開發周期。經過實驗驗證,該儀表能夠準確測定頻率信號、模擬信號及數字信號。
上傳時間: 2013-04-24
上傳用戶:1234567890qqq
隨著社會的進步,經濟的發展以及我國入世以后汽車行業的迅速發展,使得國內交通車輛與日劇增,隨之帶來的交通擁擠、交通堵塞、車輛盜竊等一系列問題成為人們生活中最直接的安全隱患。運用無線通信技術、ARM技術和GPS定位技術的車輛監控系統可以有效的解決這些問題,滿足運輸效率和安全保障的需要,并且帶來極大的經濟效益和社會效益。 通過對車輛監控系統和相關技術的研究與分析,本文提出了基于ARM和GPS的車輛監控系統研究。與傳統的單片機控制的車輛監控系統相比,該系統克服了單片機系統因其功能簡單、無操作系統、程序移植性差而只能滿足簡單控制的缺點,能實現復雜任務的監控,例如顯示復雜的電子地圖、數據進行復雜計算、高端產品甚至有網絡互聯和Web瀏覽功能等等。同時該系統采用了GPRS無線通訊方式,具有資源利用率高、傳輸速率高、計費合理等特點,解決了以往采用SMS短消息通訊技術中存在的通訊費用高、消息延時和消息丟失等問題,提高了系統的實時性和可靠性。 論文首先介紹了在車輛監控系統中應用的GPS全球衛星定位技術和GPRS通用無線分組業務,在GPS定位技術中介紹了GPS系統組成、GPS信號和編碼、定位原理以及GPS誤差;在GPRS通訊技術中介紹了GPRS的概念、GPRS網絡的總體結構、GPRS的主要優點及發展動向。 論文隨后分為車輛監控系統總體結構與功能、車載端的研究與設計、監控中心的研究與數據庫設計三大部分進行介紹。車輛監控系統由車載端、監控中心和兩者之間的通訊網絡三部分組成,車載端主要由GPS定位模塊、GPRS通信模塊和ARM數據處理與控制模塊這三大模塊構成;監控中心包括Internet接入設備、中心服務器、監控端計算機以及一些輔助設備等。車載端分布在各個移動車輛上,負責接受OPS衛星定位信息,通過數據控制處理器解算出車輛所處的位置坐標,坐標數據經過處理后通過GPRS模塊,最后將數據通過通訊網絡GPRS發送到監控中心的信息服務器,信息服務器將收到的車臺數據經過預處理之后分發給監控終端。
上傳時間: 2013-06-14
上傳用戶:wang0123456789