目前嵌入式系統(tǒng)在工業(yè)控制和智能家電方面運用地越來越廣泛,嵌入式系統(tǒng)應用于安防報警產品,使安防報警產品越來越智能化。未來產品技術將朝著數(shù)字化、無線化、集成化方向發(fā)展,因此本文設計了一個基于嵌入式系統(tǒng)的安防報警器。 嵌入式防盜報警系統(tǒng),由可編程主機、遙控器、各種防盜、防搶探測器組成,可通過局域網(wǎng)與小區(qū)的監(jiān)控中心連接,組成一套有線安全防范網(wǎng)絡。一旦發(fā)生情況,能把報警信息通過通訊網(wǎng)絡瞬間遠程傳輸?shù)接脩粼O定的電話、手機、傳呼機。同時向監(jiān)控中心報告,監(jiān)控中心電腦確定發(fā)生警情的地址,及時調動人員作出快速處理。 本文設計以32位ARM920T處理器s3C2410A為主控芯片,操作系統(tǒng)采用嵌入式LINUX操作系統(tǒng)。本文詳細闡述一下幾點: (1)研究了GSM MODEM的數(shù)據(jù)傳輸?shù)奶攸c和工作原理,熟悉控制短信貓的AT指令;分析了煙霧、防盜、煤氣等傳感器的性能指標和門限數(shù)據(jù)。為下面的系統(tǒng)的設計與研究提供了必要的理論基礎。 (2)建立硬件開發(fā)平臺,對ARM處理器平臺的集成功能進行了研究。其中重點研究了ARMS3C2410處理器,對其性能進行了分析;對處理器的內存設計進行的分析;對所應用的串口電路進行了詳細的研究。 (3)采用了嵌入式Linux系統(tǒng)作為操作系統(tǒng),對Linux系統(tǒng)的內核和文件系統(tǒng)作了進一步的研究。詳細研究了Linux系統(tǒng)的bootloader的功能以及它的編譯與燒寫;Linux內核的剪切、編譯和燒寫;Linux文件系統(tǒng)的編譯與燒寫;加載Linux各種服務,比如NFS協(xié)議服務。為系統(tǒng)開發(fā)搭建了軟件平臺。 (4)ARM處理器與GSM MODEM通過串口進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)能浖O計;ARM處理器與監(jiān)控中心的網(wǎng)絡傳輸?shù)能浖O計。本系統(tǒng)實現(xiàn)了Linux系統(tǒng)串口和網(wǎng)口進行數(shù)據(jù)的傳輸,并對系統(tǒng)性能進行了測試,測試表明平臺達到設計要求,性能穩(wěn)定。
標簽: ARM 嵌入式 安防系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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基于手姿態(tài)的人機交互是以實現(xiàn)自然的人機交互為研究目標,可提高計算機的可操作性,同時使計算機能夠完成更加復雜的任務。而基于ARM的嵌入式系統(tǒng)具有功耗低、體積小、集成度高等特點,嵌入式與具體應用有機地結合在一起,具有較長的生命周期,能夠根據(jù)特定的需求對軟硬件進行合理剪裁。結合嵌入式技術的手姿態(tài)跟蹤設備能夠實時的檢測出人機交互系統(tǒng)中人手的位置與角度等數(shù)據(jù),并將這些數(shù)據(jù)及時反饋給計算機虛擬系統(tǒng)來進行人機交互,提高跟蹤設備的可靠性和空間跟蹤精度。 通過對嵌入式開發(fā)過程以及對控制系統(tǒng)構成的分析,確定了手姿態(tài)信號輸入方案及系統(tǒng)的軟硬件總體設計方案。通過對目前流行的眾多嵌入式處理器的研究、分析、比較選擇了S3C2440處理器作為系統(tǒng)開發(fā)硬件核心,詳細介紹了S3C2440的相關模塊的設計,包括存儲單元模塊、通信接口模塊、JATG接口電路。同時設計了系統(tǒng)的外圍電路像系統(tǒng)時鐘電路、電源電路、系統(tǒng)復位電路。 選擇更適合于ARM開發(fā)的Linux系統(tǒng)作為軟件開發(fā)平臺。實現(xiàn)了Linux系統(tǒng)向開發(fā)板的移植、Bootloader的啟動與編譯、設備驅動程序的開發(fā);根據(jù)手姿態(tài)信號輸入方案系統(tǒng)采用分模塊、分層次的方法設計了系統(tǒng)的應用程序——串口通信程序及手姿態(tài)識別子程序。通過分析常用的手姿態(tài)識別算法,系統(tǒng)采用基于神經(jīng)網(wǎng)絡的動態(tài)時間規(guī)整與模板匹配相結合的動態(tài)手姿態(tài)識別算法。并依據(jù)相應的軟硬件測試方法對系統(tǒng)進行了分模塊調試及系統(tǒng)的集成。
上傳時間: 2013-07-11
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隨著電子技術的不斷發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)越來越多地在控制類、消費類、通訊類等電子產品廣泛應用,嵌入式技術也越來越和人們的生活緊密結合。同時,計算機硬件的發(fā)展以及數(shù)據(jù)量的增加,對存儲設備的要求也越來越高。 本文深入研究了嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換,提出了一套完整的嵌入式系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)交換的設計方案,并詳細介紹了其實現(xiàn)過程。Flash存儲器由于體積小、功耗低、性能穩(wěn)定等特點在便攜式電子產品中得到了廣泛的應用。Flash存儲器主要有兩種形式:Nor Flash和Nand Flash。Nor Flash具有XIP特性,可以直接在芯片上執(zhí)行代碼,而且讀取速度較快。Nand Flash存儲密度大、容量大、生產工藝簡單、性價比高,但是控制方式復雜而且可能會存在一定的壞塊。SD卡是近年來流行的大容量便攜式存儲卡。本系統(tǒng)中,我們以Flash和SD卡作為數(shù)據(jù)存儲介質。在存儲介質的選擇方面,在系統(tǒng)內部采用了體積小、容量大、成本低的Flash,并采用Nor和Nand Flash相結合的方案:在Nor Flash上存儲與系統(tǒng)相關的軟件和程序,在Nand Flash上存儲用戶數(shù)據(jù)。系統(tǒng)外部采用安全性高、容量大、性能佳的SD卡作存儲容量擴展。實現(xiàn)了基于Atmel公司ARM系列MCU的Flash存儲器和SD卡的硬件電路的設計及底層驅動程序的設計。 本研究分別根據(jù)Nor和Nand Flash數(shù)據(jù)存儲和操作特點,分析了JFFS2和YAFFS的特點以及各自的存儲方式、斷電保護、損耗平衡、垃圾回收等一系列的策略和機制,并在Nor和Nand Flash上實現(xiàn)并優(yōu)化了這些管理機制。在SD上則采用目前主流操作系統(tǒng)(Windows,Linux等)所支持的FAT16文件格式,完成了從磁盤格式化到文件的讀寫等標準API函數(shù),實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的高速數(shù)據(jù)交換。
標簽: ARM 嵌入式 數(shù)據(jù)存儲 系統(tǒng)研究
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代計算機技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的飛速發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)成為當前最熱門的焦點之一;ARM以其高性能低功耗等特性成為目前應用最廣泛的32位嵌入式處理器。近年來得到快速發(fā)展的機電一體化設備的人民幣紙幣清分機系統(tǒng),是嵌入式系統(tǒng)的典型應用;它的主要工作流程是:人民幣圖像通過圖像傳感器采集得到的模擬信號,經(jīng)過放大、A/D轉換和FPGA協(xié)調之后得到數(shù)字圖像,經(jīng)緩存后進入到主CPU--S3C2410,通過圖像識別,實現(xiàn)面向、面值、新舊分級、破損程度等特征的識別,最后送出結果到控制CPU對識別結果進行相應的顯示和機械動作。論文主要涉及以下這些內容: 1):基于ARM的嵌入式系統(tǒng)和清分機系統(tǒng)介紹。 2):人民幣清分機的硬件系統(tǒng)基本構架,清分機的各關鍵硬件的選型及主要原理;著重介紹清分機的處理核心--S3C2410。 3):圖像處理基礎。介紹了清分機系統(tǒng)中各類圖像的特點,圖像分析中的常用工具--灰度直方圖,從而為識別算法做好準備。 4):介紹了人民幣的特征識別算法原理及實現(xiàn)基本流程,通過MATLAB對算法進行仿真研究。 5):嵌入式linux設備驅動的開發(fā)。針對清分機設備種類繁多而又是多任務的特點,本文提出使用可裁剪而又穩(wěn)定的linux操作系統(tǒng)來管理整個清分機系統(tǒng);而實現(xiàn)操作系統(tǒng)對清分機的管理首先就要實現(xiàn)設備與操作系統(tǒng)的連接--設備驅動。
標簽: ARM 嵌入式 系統(tǒng)開發(fā)
上傳時間: 2013-06-01
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儀器儀表產品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡化、計算機化的方向發(fā)展;其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機,8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網(wǎng)絡、圖像傳輸?shù)纫?,而且對人際交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡功能差、接口標準不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題,開發(fā)設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點,在分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上,合理地進行軟硬件設計,為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計,構建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應用嵌入式系統(tǒng)技術設計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制;過閘流量實時自動監(jiān)測;閘門運行狀態(tài)診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡傳輸?shù)取?/p>
上傳時間: 2013-04-24
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超聲理論與技術的快速發(fā)展,使超聲設備不斷更新,超聲檢查已成為預測和評價疾病及其治療結果不可缺少的重要方法。超聲診斷技術不僅具有安全、方便、無損、廉價等優(yōu)點,其優(yōu)越性還在于它選用診斷參數(shù)的多樣性及其在工程上實現(xiàn)的靈活性。 全數(shù)字B超診斷儀基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平臺、LINUX嵌入式操作系統(tǒng),是一種新型的、操作方便的、技術含量高的機型。它具有現(xiàn)有黑白B超的基本功能,能夠對超聲回波數(shù)據(jù)進行靈活的處理,從而使操作更加方便,圖象質量進一步提高,并為遠程醫(yī)療、圖像存儲、拷貝等打下基礎,是一種很有發(fā)展前景、未來市場的主打產品。全數(shù)字B型超聲診斷儀的基本技術特點是用數(shù)字硬件電路來實現(xiàn)數(shù)據(jù)量極其龐大的超聲信息的實時處理,它的實現(xiàn)主要倚重于FPGA技術?,F(xiàn)在FPGA已經(jīng)成為多種數(shù)字信號處理(DSP)應用的強有力解決方案。硬件和軟件設計者可以利用可編程邏輯開發(fā)各種DSP應用解決方案??删幊探鉀Q方案可以更好地適應快速變化的標準、協(xié)議和性能需求。 本論文首先闡述了醫(yī)療儀器發(fā)展現(xiàn)狀和嵌入式計算機體系結構及發(fā)展狀況,提出了課題研究內容和目標。然后從B超診斷原理及全數(shù)字B超診斷儀設計入手深入分析了B型超聲診斷儀的系統(tǒng)的硬件體系機構。對系統(tǒng)的總體框架和ARM模塊設計做了描述后,接著分析了超聲信號進行數(shù)字化處理的各個子模塊、可編程邏輯器件的結構特點、編程原理、設計流程以及ARM處理模塊和FPGA模塊的主要通訊接口。接著,本論文介紹了基于ARM9硬件平臺的LINUX嵌入式操作系統(tǒng)的移植和設備驅動的開發(fā),詳細描述了B型超聲診斷儀的軟件環(huán)境的架構及其設備驅動的詳細設計。最后對整個系統(tǒng)的功能和特點進行了總結和展望。
上傳時間: 2013-05-28
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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(fā)展和Internet的廣泛應用,嵌入式系統(tǒng)也受到了越來越多的重視,日益廣泛的應用與工業(yè)控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設備中。 而數(shù)據(jù)采樣在現(xiàn)代工業(yè)中發(fā)揮著非常重要的作用,工業(yè)設備的監(jiān)測和控制都離不開數(shù)據(jù)的采集。但傳統(tǒng)的基于單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采樣模塊因為無法或很難完成操作系統(tǒng)的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯(lián)、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(fā)了基于Linux操作系統(tǒng)的嵌入式數(shù)據(jù)采集模塊。 本文在綜合分析了現(xiàn)有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存在問題的基礎上,新設計的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用板卡式結構提高了系統(tǒng)的可擴展性和靈活性;采用嵌入式Linux內核作為系統(tǒng)的運行、調度的核心,提高了系統(tǒng)的軟件可移植性和穩(wěn)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(tǒng)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(tǒng)有強大的網(wǎng)絡通信能力,為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)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(yè)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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數(shù)控沖床送料系統(tǒng)主要用于與沖床實現(xiàn)配套,在沖孔過程中按照程序設定控制板料移動和沖床沖孔,實現(xiàn)沖孔的高度自動化。自動送料機構作為沖壓加工生產實現(xiàn)自動化的最基本的要求,它的自動化程度高低,直接影響著沖壓生產效率以及沖壓生產整體自動化水平,只有其自動化程度與沖壓設備相匹配甚至高于沖壓設備,才能夠實現(xiàn)沖壓生產的完全自動化。 嵌入式系統(tǒng)是繼IT網(wǎng)絡技術之后,又一個新的發(fā)展方向,由于嵌入式系統(tǒng)自身的優(yōu)點,現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應用到軍事國防、消費電子、工業(yè)控制等各個領域。隨著電子、計算機、自動控制以及精密機械與測試技術的不斷提高和發(fā)展,自動送料裝置也在隨著數(shù)控機床的發(fā)展而在迅速發(fā)展和演變。而隨著嵌入式微處理器的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)也開始運用到數(shù)控沖床自動送料系統(tǒng)中來。 本文采用目前廣泛使用的32位ARM微處理器,Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作為系統(tǒng)的主控制器,該處理器主要面向嵌入式設備,具有性價比高、功耗低的特點,并且在嵌入式Linux操作系統(tǒng)下可移植性好,具有較強的控制能力和豐富的片內資源。該系統(tǒng)能實現(xiàn)數(shù)控沖床的自動送料,軟硬件結構簡單,定位精度高,操作簡單方便,具有良好的人機界面。論文首先根據(jù)生產實際要求和控制系統(tǒng)設計原則,確定了送料系統(tǒng)的軟硬件總體設計方案。硬件方面,在S3C2440A的基礎上擴展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD觸摸屏模塊,并設計了X、Y軸電機及其驅動電路。軟件方面,選用Linux操作系統(tǒng),在此基礎上構建了嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境,實現(xiàn)了Bootloader、Linux內核、YAFFS根文件系統(tǒng)的移植,選用Qt/Embeded設計系統(tǒng)的操作界面,給出了系統(tǒng)各個模塊的程序設計,包括人機界面、速度預處理、插補模塊和電機控制部分,文章對系統(tǒng)的軟硬件的抗干擾技術也專門做了介紹。隨后,文章還介紹了積分分離的PID控制算法,并通過使用matlab對電機控制進行仿真,驗證了該算法的可行性。 文章在最后對整個設計進行了總結和展望,指出了系統(tǒng)存在的問題和一些可以改進的地方。
上傳時間: 2013-06-28
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通信電源監(jiān)控系統(tǒng)是一個分布式計算機控制系統(tǒng),它集中并融合了傳感器技術、現(xiàn)代計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術和人機系統(tǒng)技術的最新成果,能夠實現(xiàn)遙測、遙信和遙控三遙功能,對實現(xiàn)現(xiàn)代化的通信電源維護和科學管理有著重要的意義。隨著嵌入式技術近年來的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)在傳統(tǒng)的工業(yè)監(jiān)測、機械控制,及新興的移動通訊、數(shù)字娛樂方面的應用越來越廣泛。在工業(yè)領域,傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)主要以單片機為硬件載體進行設計,功能相對單一,可視化及擴展性有限。隨著Linux系統(tǒng)的不斷升級換代,現(xiàn)在出現(xiàn)了以ARM芯片為載體,以Linux系統(tǒng)為軟件平臺的新一代監(jiān)控系統(tǒng)。它除了能實現(xiàn)原有單片機的功能外,還具備網(wǎng)絡通信功能,其設計過程及界面更加人性化。 本文以基于ARM構建的嵌入式系統(tǒng)為軟硬件平臺,探討了其在電源監(jiān)控領域的應用。首先,本文討論了通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能、組成、體系結構、組網(wǎng)方案、監(jiān)控對象及監(jiān)控點的選取等內容。在此基礎上重點對局站中心SU作了設計,包括整體結構、設備、組網(wǎng)等,并給出前置單元嵌入式系統(tǒng)硬件結構、系統(tǒng)軟件和監(jiān)控軟件的實現(xiàn)。最后,介紹了嵌入式WEB服務器和嵌入式數(shù)據(jù)庫在嵌入式系統(tǒng)中的應用,并給出本系統(tǒng)使用的BOA服務器和SQLite數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)方法。
上傳時間: 2013-07-28
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通信電源監(jiān)控系統(tǒng)是一個分布式計算機控制系統(tǒng),它集中并融合了傳感器技術、現(xiàn)代計算機技術、通信技術、網(wǎng)絡技術和人機系統(tǒng)技術的最新成果,能夠實現(xiàn)遙測、遙信和遙控三遙功能,對實現(xiàn)現(xiàn)代化的通信電源維護和科學管理有著重要的意義。隨著嵌入式技術近年來的發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)在傳統(tǒng)的工業(yè)監(jiān)測、機械控制,及新興的移動通訊、數(shù)字娛樂方面的應用越來越廣泛。在工業(yè)領域,傳統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)主要以單片機為硬件載體進行設計,功能相對單一,可視化及擴展性有限。隨著Linux系統(tǒng)的不斷升級換代,現(xiàn)在出現(xiàn)了以ARM芯片為載體,以Linux系統(tǒng)為軟件平臺的新一代監(jiān)控系統(tǒng)。它除了能實現(xiàn)原有單片機的功能外,還具備網(wǎng)絡通信功能,其設計過程及界面更加人性化。 本文以基于ARM構建的嵌入式系統(tǒng)為軟硬件平臺,探討了其在電源監(jiān)控領域的應用。首先,本文討論了通信電源監(jiān)控系統(tǒng)的功能、組成、體系結構、組網(wǎng)方案、監(jiān)控對象及監(jiān)控點的選取等內容。在此基礎上重點對局站中心SU作了設計,包括整體結構、設備、組網(wǎng)等,并給出前置單元嵌入式系統(tǒng)硬件結構、系統(tǒng)軟件和監(jiān)控軟件的實現(xiàn)。最后,介紹了嵌入式WEB服務器和嵌入式數(shù)據(jù)庫在嵌入式系統(tǒng)中的應用,并給出本系統(tǒng)使用的BOA服務器和SQLite數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)方法。
標簽: ARM 通信電源 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-09
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