本文首先分析了國內外微型飛行器(MAV)研究現狀、發展趨勢和存在的困難,接著闡述了MAV的系統結構,針對已有的MAV平臺,設計了MAV自主飛行控制系統的總體方案,選擇ARM作為中央處理器,從電源模塊設計、存儲器模塊設計、與各傳感器的接口設計等入手,實現了系統的硬件設計,并分析了硬件設計所采取的抗干擾措施。 在系統軟件設計方面,本文選用嵌入式Linux操作系統作為軟件開發環境,分析了操作系統的組成和啟動流程。在此基礎上,針對本文所設計的硬件系統,編制了專用的引導程序,重新編譯了內核,完成了ARMLinux在硬件平臺上的移植。接著詳細分析了字符設備,編寫了各個模塊的驅動程序,并描述了應用程序的開發模式。 最后本文討論了MAV系統中MPEG4視頻數據壓縮的關鍵技術,分析了ARM的硬件編解碼器的結構和實現過程,重點研究了遙測數據和壓縮圖像的復合方案,將遙測數據嵌入到壓縮圖像中進行傳輸。這種方法可以節省信道,降低系統功耗和保護遙測數據的安全。 本文所研制的自主飛行控制系統具有體積小、重量輕、集成度高、抗干擾能力強等特點,能實時傳輸視頻圖像,各項指標都滿足項目技術要求。
上傳時間: 2013-05-31
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雷達顯示與控制終端是雷達系統的重要組成部分,它必須能夠對雷達進行精確的控制,同時對從雷達獲取的數據進行有效的處理,將獲取的目標信息以直觀、有效、準確的方式呈現給雷達控制者。本文開展基于ARM的便攜式戰場偵察雷達終端的研究與設計,采用目前先進的嵌入式系統技術,設計能夠完成顯示與控制的智能終端,這對提高便攜式戰場偵察雷達的性能具有重要的意義。 便攜式雷達終端的設計主要包括硬件平臺的構建、軟件開發平臺的搭建和終端應用軟件的開發。硬件平臺的構建是整個設計的基礎,硬件平臺采用基于ARM920T的多接口高性能CPU S3C2410X處理器。軟件開發平臺的構建基于宿主機——目標機模式。雷達顯示控制終端應用軟件的開發包括:根據顯控終端軟件功能需求,進行軟件模塊劃分;GUI界面程序的設計;電子地圖的顯示處理程序設計;雷達目標信息顯示程序的設計;基于Qt/Embedded的串口通信程序的編寫。考慮到雷達顯示控制終端軟件的穩定性、可靠性和實用性,軟件設計基于嵌入式Linux操作系統,利用C++語言、Qt等相關軟件工具包進行軟件開發。 本文研究了嵌入式Linux與嵌入式GUI技術,在此基礎上完成了便攜式雷達終端硬件平臺的構建和終端系統應用軟件的編寫與調試等工作,設計實現的便攜式雷達終端符合現代雷達終端的各項要求。
上傳時間: 2013-06-18
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本文分析了當前車輛交通管理中的實際問題,介紹了一種車載終端的設計方法。設計采用ARM9微處理器構造的嵌入式系統,是集GPS全球衛星定位系統和GPRS無線通信技術于一體的新型車載電子產品。它為現代交通運輸提供了新穎,可靠,有效的控制和管理途徑。 車載終端通過將GPS模塊的定位信息提取出來,一方面將定位信息在車載終端上顯示,一方面又結合車輛的狀態等信息發送給GPRS模塊,發送出去的信息通過無線網絡傳輸給車輛管理部門。車輛管理部門根據車輛的位置和狀態等,采取一定的措施,從而實現車輛的有效管理。 本設計從硬件和軟件兩大部分出發,硬件上設計了ARM處理器、存儲器、內存及其外圍電路,另外還有GPS模塊電路和GPRS模塊電路;軟件上采用Qt的人機界面完成數據顯示與更新,采用PPP撥號腳本完成GPRS模塊的撥號,通過Qt多線程編程的方法完成GPS數據的提取和GPRS的信息發送。在硬件和軟件之間采用了嵌入式Linux系統,包括啟動代碼、內核和文件系統等。 論文的最后總結了所完成的工作,給出了設計的不足之處和有待完善的地方。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會經濟和科學技術的發展,公路交通已經成為了關系國民經濟命脈和社會、經濟發展的重大系統。汽車導航觀念也逐漸深入人心,成為公路交通中極其重要的一個環節。人們已經不再滿足于用基于PC機的導航系統,因為它過于昂貴并且功耗高。現在,基于嵌入式設備的導航系統在迅速發展,但目前流行的是基于WinCE操作系統,它的成本比較高。 本文設計的導航系統采用基于ARM9結構的低功耗、高性能嵌入式SOC芯片S3C2410作為主控制器,使用嵌入式linux作為系統的內核。Linux是一個開放并且免費使用的操作系統,而CPU使用了32位RISC(精簡指令集)。基于ARM的嵌入式Llinux作為系統的內核解決了成本高的問題。因為嵌入式操作系統是本課題設計系統過程中應用的基礎,所以本文會詳細介紹。 系統可以采集GPS信號,支持RS-232接口,采用液晶顯示屏(LCD)的人機接口,為操作人員提供了良好的監控界面。軟件系統在嵌入式Linux操作系統下開發,實現了Linux操作系統和QT圖形系統的移植,設備驅動程序、控制應用程序、人機交互界面的設計。 本文從理論、硬件設計、軟件設計等方面介紹了基于ARM S3C2410多功能車載導航系統的設計與開發。
上傳時間: 2013-07-01
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隨著信息產業和集成電路技術的進步,嵌入式應用領域得到了蓬勃和快速的發展。嵌入式應用開發的重要特點是滿足應用門類的多樣化需求,嵌入式應用的多樣化主要體現在目標機硬件平臺的多樣化,而硬件平臺的多樣化則對嵌入式系統平臺的底層構建提出了嚴格要求,因此不同硬件平臺底層構建研究是嵌入式開發中的一個重要問題。 嵌入式軟硬件平臺的底層構建主要涉及以下幾個部分: 1、嵌入式開發環境構建,涉及交叉編譯環境、交叉調試環境等; 2、嵌入式硬件平臺構建,涉及硬件平臺選型、地址分配等; 3、U.Boot移植,涉及U-Boot啟動分析、移植分析等; 4、嵌入式操作系統移植,涉及uClinux內核結構、移植分析等; 5、驅動程序的開發,涉及硬件分析、Linux下驅動分析等; 與此同時,安全防范系統作為現代化的安全警衛手段,近年來正越來越多地進入各個行業的各種應用領域,智能家居已經成為高科技發展必然的趨勢。另外,運營商寬帶網絡缺乏新的利潤增長點,在已有的寬帶網絡上開發新的業務迫在眉睫。基于ARM的家庭安防網關與局端設備相結合,配備無線報警信號自學習型編解碼收發模塊,完全解決了上述兩個問題。 本文以多媒體綜合報警系統項目中的終端產品XXX型家庭安防網關為依托,以開發流程為主線,就ARM+uClinux嵌入式平臺給出了以上五個嵌入式開發過程中底層平臺構建的關鍵技術解決方案。正文中將依次介紹項目概述、目標硬件平臺分析、交叉開發環境構建以及U-Boot的移植、uClinux的移植和具體驅動程序的開發。
上傳時間: 2013-05-25
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隨著計算機技術和網絡的飛速發展,流媒體技術的產生滿足了人們快速獲取多媒體信息的需求。它基于RTP/RTCP協議,運用流式傳輸技術,可以使人們在最短的時間內獲得想要的多媒體資訊。流媒體技術可廣泛應用于視頻播放、視頻會議、遠程教育等。嵌入式系統是當前研究的另一個熱點。它具有低功耗、體積小、集成度高和專用性強等特點。嵌入式系統早期主要應用于軍事及航空航天領域,隨著工nternet的發展,新型的嵌入式系統正朝著信息家電IA(InformationAppliance)和3C(Computer、Commtlnication&Consumer)產品方向發展。 因此,基于嵌入式設備的流媒體傳輸就是一個非常有意義的研究方向。本文基于南京某公司的實際產品項目“電梯多媒體項目”,將流媒體技術與嵌入式設備相結合,應用于電梯之中,使多媒體資訊的傳播無處不在。 本文首先研究了流媒體傳輸的相關技術。深入研究了用于流媒體傳輸的實時傳輸與控制協議RTP/RTCP,掌握其結構與規則;研究了實時傳輸QoS控制技術,分析現有的一些網絡傳輸控制方法,分析了流媒體與嵌入式系統的特點。 本文然后詳細分析了基于窗口的擁塞控制方法和基于速率的擁塞控制方法的原理和適用范圍,并改進了其中基于發送端速率控制的擁塞控制方法,設計了一種基于接收端緩存和發送端速率控制相結合的流媒體傳輸控制方法。通過對接收端緩存剩余空間臨界點的設置與監控,來輔助調節發送端的數據發送速率。它既可以避免網絡擁塞,又可以提高流媒體的傳輸質量。 本文最后介紹了嵌入式Linux系統的移植,分析了網絡上開源的RTP/RTCP實現庫JRTPLIB,并結合本文實際需要,對RTCP中RR分組的結構做了修改,以此為基礎設計了一個系統,實現本文所改進的用于ARM流媒體傳輸控制的方法。
上傳時間: 2013-07-06
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在利益的驅使下,超限運輸在世界各地已成為了普遍現象。這給國家帶來了諸多經濟和社會問題。實踐證明動態稱重系統(WIM)能有效地抑制超限運輸,但同時也存在部分問題,這些問題的解決有賴于國家相關法規的出臺,也有賴于關鍵測量設備(WIM系統)性能的提高。 由于應變式稱重傳感器容易受到各種環境干擾,對環境適應性差,課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器,它具有很強的抗干擾性,利于提高系統測量精度。使用光纖傳感器的關鍵是波長解調技術,本文在比較了幾種常見解調技術的前提下,結合課題的實際情況選用了基于F-P腔可調諧濾波解調方法,文章在分析該解調方法原理的基礎上,設計了解調器中的各個硬件電路模塊;此外,為了提高數據采集、傳輸的效率,文章還對數據緩沖電路進行了設計,在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術。 鑒于動態稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲,稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗知識的基礎上,將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結合應用在動態稱重系統中,為了驗證算法的有效性,利用MATLAB對實測數據進行了仿真分析,結果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態稱重系統性能指標的另一方面是提高系統運行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺,處理器時鐘可高達400MHz;軟件上采用了多用戶、多任務的Linux操作系統平臺。文章對操作系統linux2.6進行了合適的配置,成功地將它移植到了課題的ARM平臺上,并且在此操作系統上設計了基于MiniGUI的人機交互界面及波長解調和數據緩沖電路的驅動程序。
上傳時間: 2013-07-26
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以嵌入式微處理器和嵌入式操作系統為核心的嵌入式技術,已在很多領域得到了廣泛的應用。由于互聯網的應用日益普及,信息共享的程度不斷提高,傳統的串行通訊和并行通訊方式的缺點日益凸出,嵌入式設備的網絡化已經成為網絡發展的必然趨勢。Forrester Research的研究顯示,到2010年,將有95%的連網設備不再是傳統的計算機,而是帶網絡功能的嵌入式系統。 本文根據在PC104系統下實現網絡通信功能的成功案例,構建了基于ARM7微處理器和uCLinux操作系統的實驗平臺,完成了網絡接口設計,并實現了嵌入式系統的網絡通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作為主控芯片,采用高度集成的以太網芯片RTL8019AS作為網絡接口。選擇Linux操作系統進行裁剪和移植,分析并實現了嵌入式TCP/IP協議棧。編寫了底層網絡驅動程序,實現了嵌入式硬件平臺和PCLinux系統之間的基于網絡的數據傳輸;同時實現了嵌入式系統同WindowsXP系統之間的基于網絡的數據傳輸;通過對比實驗,對網絡數據傳輸協議和算法進行了研究和優化,完善了ARM嵌入式系統的網絡功能。 大量的數據傳輸及可靠性測試實驗表明,本文所設計的嵌入式系統網絡功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都達到了預期的目標,具有實際的應用價值!
上傳時間: 2013-07-19
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隨著計算機、通信及網絡技術的高速發展,嵌入式系統廣泛地滲透到各行各業及人們日常生活的方方面面中。由于嵌入式系統的復雜性不斷增加,嵌入式操作系統成為了嵌入式系統中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統中,Linux憑借其性能優異、結構清晰、平臺支持廣泛、網絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優勢,被嵌入式系統開發者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內嵌入式領域發展非常迅速,其中32位ARM處理器結構體系的嵌入式CPU在商用領域、工控領域和軍用領域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發展,出現了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節點。無線傳感器網絡是隨著傳感器節點的發展而興起的計算機科學技術的一個新的研究領域,它是由一組無線傳感器節點通過ad-hoc方式構成的無線網絡,綜合傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,能夠協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對其進行處理,并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網絡系統被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環境監測、交通管理、醫療衛生、制造業、反恐救災等領域,具有十分巨大的發展潛力,引起了學術界和工業界的高度重視。 目前,手持終端的應用范圍主要是在商業領域,開發一款適合在工業現場等無線傳感網絡監控領域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統的角度,采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統,闡述手持終端硬件平臺的設計和軟件的移植方案;接著研究了系統引導程序的原理、設備驅動開發的關鍵點、根文件系統的制作方法。在此基礎上,分析和移植引導程序U-Boot 1.1.4的實現、無線收發芯片CC2420的驅動開發和幀緩沖驅動的開發,并針對目標平臺的特點完成了文件系統的構建;然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發的基礎,最后對本文研究工作進行總結。
上傳時間: 2013-06-26
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隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展,嵌入式系統成為了當前信息行業最熱門的焦點之一。而ARM以其高性能低功耗的特點成為目前應用最廣泛的32位嵌入式處理器。在嵌入式操作系統方面,Linux憑借其性能優異、結構清晰、平臺支持廣泛、網絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優勢,被嵌入式系統開發者廣泛地采用。Linux 2.6包含許多新的特性,為其在嵌入式領域的應用提供了強有力的支持,新的內核越來越多地應用于嵌入式Linux系統中。 本文的工作基于艾科公司研發的硬件平臺Ark1600開展。該平臺上集成了多個功能模塊,例如LCD、12S、GPIO、12C等,同時支持XD、CF、MMC、SD等多種硬件存儲設備,在設備通信方面提供了USB、串行通信等傳輸方式。本文的主要工作是研究Linux在ARM芯片上的移植,并在此基礎上闡述Linux設備驅動的開發。 首先構建了交叉編譯環境,然后在分析Ark1600硬件體系結構的基礎上詳細闡述了BootLoader程序設計與實現、Linux2.6內核移植、Ramdisk文件系統移植的全過程,為后續項目的實施搭建了一個良好的開發平臺。論文最后闡述了Linux 2.6內核中開發塊設備驅動程序的實現方法,并以XD塊設備驅動程序為例,詳細闡述了Linux驅動程序的開發流程。 主要工作量在于BootLoader程序的設計與實現、Linux系統移植和XD塊設備驅動程序的開發。因為項目平臺獨特的硬件環境,一些程序代碼要嚴格依賴硬件設備設計。在Linux移植中的主要工作包括串口控制臺的驅動、設置系統的存儲布局、初始化系統定時器、初始化系統中斷、在Linux系統中建立標識本硬件平臺的結構體變量、配置并編譯Linux內核等。
上傳時間: 2013-05-18
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