指紋識別是在指紋圖像上找到指紋的特征,通過計算機模糊比較的方法,把兩個指紋的特征模板進行比較,計算出它們的相似程度,最終得到兩個指紋的匹配結果。本文對現已存在的多種指紋識別算法進行編程比較,并對細化算法提出改進。同時采用基于ARM7TDMI內核的32位處理器S3C44B0作為主控制器,半導體電容傳感器FPS200作為指紋數據采集設備,構建了自動指紋識別系統。論文完成主要工作如下: 1、指紋采集模塊的設計:根據FPS200的相關寄存器資源和管腳特性,完成指紋傳感器FPS200的電路設計;研究FPS200主要寄存器的功能和圖像采集方式,給出FPS200在三種工作方式下的工作流程,并且對三種工作模式進行分析。 2、指紋識別算法研究:通過對現已存在的多種圖像預處理算法進行編程實現和對比研究發現,細化后的圖像多存在短線、斷線、毛刺等干擾以及細化不徹底的現象,為此提出了新的修復算法:分析目標點周圍紋線的走向趨勢,選擇去除或者保留周圍的相連點,較好地解決了細化不徹底的問題;再對細化后的圖像采用方形模板進行紋線跟蹤,去除偽特征點,克服了逐步遞進的紋線跟蹤算法過于復雜、不易實現等問題。 3、采用Sansung公司基于ARM7TDMI內核的32位RISC處理器S3C44B0,構建了自動指紋識別系統。該系統主要包括電源管理部分、指紋圖像采集模塊、存儲器模塊、JTAG調試接口以及與外設連接的串行接口。硬件部分主要完成指紋采集模塊接口的設計與開發,軟件部分主要完成指紋圖像采集程序、指紋識別算法程序和串口通信程序的開發,此外還通過串口實現指紋數據上傳到上位機,在VB環境下實現了簡易的人機交互軟件,提供指紋圖像的直觀顯示,用于對指紋識別程序進行測試,并對測試結果進行了分析。
上傳時間: 2013-05-22
上傳用戶:Andy123456
根據機械電子工程類專業測控實驗教學平臺數據采集的需要,在綜合考慮成本和性能基礎上,提出以為主處理芯片的數據采集卡設計方案。 該方案的主要特點是,使用基于ARM7TDMI內核的,工作主頻最高可達44MHz;內置高性能的ADC和DAC模塊,采樣速度最高可達1MSPS,采樣精度為12位;模擬信號輸入通道最多可達16路,模擬信號輸出通道最高可達4路;具有豐富的外設資源可以使用,GPIO口數目最高可達40個。 在設計中采用了模塊化思想,將系統分為四個功能模塊:主模塊的功能是控制ADC進行信號采集和DAC進行模擬信號輸出;模擬信號模塊的作用是對傳感器輸入信號和DAC輸出波形進行簡單的調理;數字信號模塊引出32路數字I/O口,可用于需要采集數字量的場合;JTAG模塊可進行程序的調試和下載,對于數據采集卡的二次開發有很大的作用。 在本數據采集卡上,嘗試進行了μC/OSⅡ操作系統的移植,成功實現了四個任務的管理。在實際應用中,工作數小時仍可保持正常的運行。 為檢驗數據采集卡的串口通訊能力,利用LabVIEW程序讀取下位機串口發送的已采集到的數據,進行波形圖繪制。 為檢驗本數據采集卡的ADC和DAC精度,設計實驗利用DAC輸出波形,并利用ADC將采集到的波形通過LabVIEW顯示,測量結果顯示兩者電壓值誤差均在可允許的3LSB(Least Significant Bit)范圍內,表明本數據采集卡已基本實現預期設計指標。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著經濟的快速發展,人們生活節奏的提高,照顧家庭的時間越來越少。人們越來越感覺時間的緊張,不但要周旋在繁雜的工作之中,同時也要兼顧自己的家。而現有的嵌入式硬盤錄像機雖然功能豐富,產品日益成熟,但在家用系統中應用成本太高。因此本文設計了一款高性能、低成本的實時圖像監控系統,能讓人們在繁忙的工作之余實時了解住所的安全情況。 本文首先提出了該圖像監控系統的總體設計方案,并就系統硬件平臺的設計進行了詳細的論述。硬件部分主要包括主控芯片$3C2410與Flash、SDRAM存儲器接口電路,USB接口電路,以太網接口電路,UART串行接口電路,JTAG接口電路以及電源電路。 其次,本文研究了嵌入式IAnux移植的關鍵技術,包括交叉編譯環境的建立、Bootloader 的設計、內核移植以及文件系統加載的方法,并通過裁剪Linux內核將標準Linux 2.4.18移植到目標平臺。同時分析了現有文件系統的優、缺點,在目標平臺上移植了快速、高效的YAFFS文件系統,增強了系統的健壯性和高效性。 再者,本文修改并移植了LJSB攝像頭的驅動程序。研究了基于Vide041inux技術的圖像采集的數據結構和原理,詳細地闡述了圖像采集實現的過程和關鍵步驟,利用Vide04Linux API函數完成了圖像采集程序的設計,使用內存映射方式實現了圖像的快速采集,并對圖像數據進行了JPEG壓縮,提高了圖像采集的效率。研究了Web Server和Java Applet技術,實現了遠程圖像監控。通過重新編譯移植Webcam Server應用程序實現了網絡攝像機的功能。 最后,本文給出了系統的測試方法及運行結果,并總結了所做的工作和存在的問題,提出了系統改進的意見。 本文設計的圖像監控系統具有高性能、低成本、小體積等特點,采用開源的Linux作為軟件平臺,保證了系統的穩定性、安全性,具有較高的性價比和較強的適用性。
上傳時間: 2013-07-28
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現代信息技術的迅猛發展,使得圖像處理方面的研究與應用,尤其是實時圖像處理引起了更廣泛的關注。近年來,隨著嵌入式和DSP技術的不斷發展,數字信號處理領域的理論研究成果被逐漸應用到實際系統中,從而推動了新理論的產生和應用,對圖像處理等領域的技術發展起到了十分重要的作用。可見,研究如何將ARM和DSP雙處理器結構應用于實時圖像處理系統的新方法有著非常重要的理論價值和應用價值。本文主要研究內容如下: 1.分析了實時圖像處理領域的最新發展,得出了以ARM和DSP分別作為實時圖像處理系統核心的優勢和劣勢,結合本課題實時性,高效性和便攜性的特點,設計一個以ARM+DSP雙處理器為核心的通用實時圖像處理系統,并通過增加或裁剪可以廣泛應用于圖像處理和圖像識別領域。 2.掌紋識別技術是繼指紋識別和虹膜識別后人體生物特征識別領域中最新的研究方向,正處在不斷的研究和探索階段。在論文中,介紹了以ARM+DSP雙處理器為核心的通用實時圖像處理系統和掌紋識別技術相融合的實例,構成最基本的脫機掌紋識別系統,給出了系統的組成和運行的基本流程,實現最基本的識別功能,降低成本,提升實時掌紋識別系統的性能。 3.具體設計中,在對兩種系統組成方案經過比較后,選擇了基于TI公司的TMS320VC5470雙核處理器為核心,根據TMS320VC5470芯片的特點,對系統平臺的硬件原理進行設計,擴充了進行研究所需的片外RAM,ROM(Flash),人機接口電路,外圍接口電路,仿真接口JTAG等。隨后根據原理圖所需器件,選擇相對應的封裝形式,設計8層印刷電路板,對BGA封裝形式芯片的扇出方式,布線規則以及高速數字電路與高速PCB設計中涉及的信號完整性問題予以重點研究,較好解決了高密度BGA封裝集成電路的布線及其電磁兼容性問題。除此之外,在軟件設計方面,討論了針對TMS320VC5470系統脫離主機開發環境成為獨立系統時雙核Bootload的實現、雙核間通訊及程序固化到FLASH中的方法。 本文所做的創新工作是將ARM和DSP有效的相結合,使他們在實時圖像處理系統中發揮各自的優勢,克服自身的劣勢,提升了實時圖像處理系統的性能,縮小了體積,節約了成本;并基于上述研究成果,將該ARM+DSP實時圖像處理系統和最新的掌紋識別的原理相結合,構成了手持式掌紋識別系統,對于實時掌紋識別技術的研究有著非常重要意義。
上傳時間: 2013-07-31
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嵌入式系統是以應用為中心,以計算機技術為基礎,軟件硬件均可裁剪,能滿足應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗有嚴格要求的專用計算機系統。隨著信息技術、計算機技術、網絡技術的發展,嵌入式技術得到了廣闊的發展空間。其中ARM微處理器憑借體積小、功耗低、成本低而性能高等優點,己被成功應用于移動通信、手持設備、多媒體數字消費等諸多嵌入式領域。ARM也逐步成為了嵌入式的代名詞。另外,嵌入式操作系統經過多年的發展目前也已十分豐富,特別是自由免費軟件Linux的出現。Linux憑借源碼開放、內核可裁減、功能豐富、運行穩定等優勢,被移植到了多種不同結構的CPU和硬件平臺上,且得到了大量優秀開發工具軟件的支持。 本論文的目的是建立一個以ARM為基礎的嵌入式linux系統控制平臺.本文詳細介紹了整個系統平臺的研究開發和設計實現過程。論文首先介紹ARM和嵌入式Linux操作系統的特點和當前的發展概況。再闡述了以AT91RM19200為核心的開發平臺的硬件組成,詳細研究了硬件平臺設計過程,平臺的外圍配置包括存儲模塊、串口模塊、 CAN總線模塊、以太網模塊、USB模塊及JTAG調試模塊、實時模塊等多種功能模塊,包括各個功能模塊的芯片選擇和原理圖,還對硬件電路設計的注意事項進行了探討。再以此硬件平臺為基礎,詳細的論述了嵌入式Linux系統開發流程以及移植到具體硬件平臺需要完成的工作,如U-BOOT的移植、Linux內核的編譯與裁減、文件系統的制作、驅動程序的編寫等。最后對系統性能進行了測試,通過測試表明平臺達到設計要求,性能穩定。
上傳時間: 2013-04-24
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光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)傳感器是近幾年光纖傳感技術領域的研究熱點,光纖光柵傳感器可以工作在強電磁場、高溫有腐蝕性的以及有爆炸危險性的惡劣環境中,且易于將多個光纖光柵串聯在一起構成光纖光柵陣列,實現分布式傳感,這是其他傳感元件所不及的。 本文設計了光纖光柵傳感網絡可調諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔解調測試系統。系統主要分光路和電路兩部分,在光路部分,研究了光纖光柵解調技術,分析和比較了幾種常見的波長解調方法,由于F-P腔調諧范圍寬,可以實現多點測量,因此決定采用可調諧F.P腔法進行信號解調。對可調諧 F-P腔解調法做了理論分析和研究,并通過Matlab仿真對影響F-P濾波效果的腔長和反射率兩個參數進行了優化設計。在電路部分,首先設計整形電路將光電探測器的輸出信號整形成矩形脈沖信號,設計了計算中心波長的方法,最后搭建了硬件電路來驗證中心波長的計算方法。硬件電路以 Philips公司的 LPC2214 為核心處理器。該硬件電路包括電源電路,復位電路,串口電路,JTAG 調試接口,數碼管顯示等。軟件方面,設計了相關的軟件程序和模擬信號源,最后利用模擬信號源作為該解調測試系統的信號進行實驗驗證,得出實驗數據,經過分析驗證了該解調測試系統的可行性。
上傳時間: 2013-05-26
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嵌入式系統產品開發現已成為IT產業的主流發展方向之一,在不同應用領域的嵌入式系統產品開發中,都涉及到的一個共性關鍵技術是:嵌入式系統開發平臺的研究與設計。 本文密切結合實際科研項目,采用軟、硬件協同設計的研究方法,設計了一套基于ARM微處理器架構的嵌入式系統開發平臺,為應用系統的開發者完成了大部分共性的底層設計工作,并針對現代酒店客房管理與控制系統的功能要求,以此平臺為基礎,開發了一個樓層機控制系統,并成功運用于深圳某國際大酒店的客房控制系統中,驗證了本文研發成果的有效性和推廣應用價值。 論文首先分析了當前國內外嵌入式系統的研究現狀,然后研究了基于S3C44BOX開發板的硬件設計和實現過程,分別給出了電源模塊、MCU核心模塊、存儲器模塊、I/O接口模塊、通信接口模塊、調試以及系統擴展接口等主要模塊的設計方法和電氣原理圖;使用CPLD實現了多功能JTAG調試器,在SDT環境下完成了硬件調試工作;研究了嵌入式操作系統的移植技術,針對VxWorks操作系統下載與應用,開發了適用于S3C44BOX的板級支持包,成功完成了BootRom和VxWorks兩種映像的生成和加載;在論文的最后,研究了本平臺在酒店客房控制系統中的實際應用方法,設計其作為樓層機的實現方案,討論了網絡通信與控制的工作原理,并給出了主要程序的流程圖。
上傳時間: 2013-06-02
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目錄 第1章 概述 1.1 采用C語言提高編制單片機應用程序的效率 1.2 C語言具有突出的優點 1.3 AvR單片機簡介 1.4 AvR單片機的C編譯器簡介 第2章 學習AVR單片機C程序設計所用的軟件及實驗器材介紹 2.1 IAR Enlbedded Workbench IDE C語言編譯器 2.2 AVR Studio集成開發環境 2.3 PonyProg2000下載軟件及SL—ISP下載軟件 2.4 AVR DEM0單片機綜合實驗板 2.5 AvR單片機JTAG仿真器 2.6 并口下載器 2.7 通用型多功能USB編程器 第3章 AvR單片機開發軟件的安裝及第一個入門程序 3.1 安裝IAR for AVR 4.30集成開發環境 3.2 安裝AVR Studio集成開發環境 3.3 安裝PonyProg2000下載軟件 3.4 安裝SLISP下載軟件 3.5 AvR單片機開發過程 3.6 第一個AVR入門程序 第4章 AVR單片機的主要特性及基本結構 4.1 ATMEGA16(L)單片機的產品特性 4.2 ATMEGA16(L)單片機的基本組成及引腳配置 4.3 AvR單片機的CPU內核 4.4 AvR的存儲器 4.5 系統時鐘及時鐘選項 4.6 電源管理及睡眠模式 4.7 系統控制和復位 4.8 中斷 第5章 C語言基礎知識 5.1 C語言的標識符與關鍵字 5.2 數據類型 5.3 AVR單片機的數據存儲空間 5.4 常量、變量及存儲方式 5.5 數組 5.6 C語言的運算 5.7 流程控制 5.8 函數 5.9 指針 5.10 結構體 5.11 共用體 5.12 中斷函數 第6章 ATMEGA16(L)的I/O端口使用 6.1 ATMEGAl6(L)的I/O端口 6.2 ATMEGAl6(L)中4組通用數字I/O端口的應用設置 6.3 ATMEGA16(L)的I/O端口使用注意事項 6.4 ATMEGAl6(L)PB口輸出實驗 6.5 8位數碼管測試 6.6 獨立式按鍵開關的使用 6.7 發光二極管的移動控制(跑馬燈實驗) 6.8 0~99數字的加減控制 6.9 4×4行列式按鍵開關的使用 第7章 ATMEGAl6(L)的中斷系統使用 7.1 ATMEGA16(L)的中斷系統 7.2 相關的中斷控制寄存器 7.3 INT1外部中斷實驗 7.4 INTO/INTl中斷計數實驗 7.5 INTO/INTl中斷嵌套實驗 7.6 2路防盜報警器實驗 7.7 低功耗睡眠模式下的按鍵中斷 7.8 4×4行列式按鍵的睡眠模式中斷喚醒設計 第8章 ATMEGAl6(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊 8.1 16×2點陣字符液晶顯示器概述 8.2 液晶顯示器的突出優點 8.3 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)特性 8.4 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)引腳及功能 8.5 16×2字符型液晶顯示模塊(LCM)的內部結構 8.6 液晶顯示控制驅動集成電路HD44780特點 8.7 HD44780工作原理 8.8 LCD控制器指令 8.9 LCM工作時序 8.10 8位數據傳送的ATMEGAl6(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊的子函數 8.11 8位數據傳送的16×2 LCM演示程序1 8.12 8位數據傳送的16×2 LCM演示程序2 8.13 4位數據傳送的ATMEGA16(L)驅動16×2點陣字符液晶模塊的子函數 8.14 4位數據傳送的16×2 LCM演示程序 第9章 ATMEGA16(L)的定時/計數器 9.1 預分頻器和多路選擇器 9.2 8位定時/計時器T/C0 9.3 8位定時/計數器0的寄存器 9.4 16位定時/計數器T/C1 9.5 16位定時/計數器1的寄存器 9.6 8位定時/計數器T/C2 9.7 8位T/C2的寄存器 9.8 ICC6.31A C語言編譯器安裝 9.9 定時/計數器1的計時實驗 9.10 定時/計數器0的中斷實驗 9.11 4位顯示秒表實驗 9.12 比較匹配中斷及定時溢出中斷的測試實驗 9.13 PWM測試實驗 9.14 0~5 V數字電壓調整器 9.15 定時器(計數器)0的計數實驗 9.16 定時/計數器1的輸入捕獲實驗 ......
上傳時間: 2013-07-30
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本課題源于空中機器人大賽參賽項目。針對比賽要求,提出了一種基于ARM的低成本、高性能的嵌入式微小無人機飛行控制系統的整體方案,并由此展開了一系列的研究工作。 本文的重點是飛行控制系統的姿態確定系統設計和飛行控制系統的硬件設計及實現。 本文首先回顧了國內外微小無人機發展歷程,介紹了其研究現狀,并指出了微小無人機的發展趨勢。根據需求設計了低價位、高性能的嵌入式微小無人機飛行控制系統的整體方案。 設計了低成本、低功耗的微小無人機的姿態確定系統方案,利用姿態四元數、龍格庫塔法、高斯牛頓法和擴展卡爾曼濾波器估計出系統的姿態矩陣;對姿態確定方案進行了仿真。 設計了基于ARM的飛行控制系統的硬件部分,包括電源及復位電路,UART、SPI、JTAG等接口電路,PWM信號發生電路,A/D采樣電路及前置電路,光電耦合電路等;完成了整個飛控系統PCB板制作以及對所設計電路的調試工作,使得系統運轉正常。 最后針對本文設計的硬件平臺進行了啟動代碼等系統底層軟件的編寫和調試,建立了系統的啟動環境。
上傳時間: 2013-06-03
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遠程控制的目的旨在突破地域和環境上的限制,對現場設備的運行狀態及各種參數進行遠程監控。尤其是在現場設備分布離散、工作環境惡劣等情況下,遠程控制技術的采用實現了跨地域的集中控制,節省了人力物力,降低了生產成本,提高了生產率和經濟效益。 本文采用ARM7TDMI系列S3C44BOX嵌入式微處理器和μC/OS—Ⅱ作為系統開發平臺,研究并完成了操作系統的移植、應用程序的編寫和系統的集成測試。在充分理解μC/OS—Ⅱ文件體系結構和移植條件的基礎上,移植了OS_CPU.H、OS_CPU_AASM和OS_CPU_C.C三個文件。自定義了手機短信的通信格式。應用程序的編寫完成了對串口信息的監測、讀寫、分析與執行。根據系統功能制定需要被操作系統調度的任務及任務優先級。系統調試主要分為兩個步驟,先于宿主機上脫機調試程序代碼,成功后通過JTAG端口下載到目標機上進行在線調試。 本文將移動通信技術和嵌入式技術結合起來應用到遠程控制系統中。憑借SMS短消息業務所具有的操作簡便、收費低廉、可靠性高等特點來發送對遠程設備的監控指令;嵌入式實時操作系統的移植則更好地實現了對監控指令的分析與執行,提高了系統的執行效率。
上傳時間: 2013-06-25
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