本文論述了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)，介紹了TCP/IP協(xié)議棧的原理，以及硬線實(shí)現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧的意義和應(yīng)用。 第一章為緒論，介紹論文研究的目的、內(nèi)容、意義和國內(nèi)外研究發(fā)展的現(xiàn)狀。 第二章介紹FPGA設(shè)計(jì)的流程和Verilog HDL設(shè)計(jì)語言。著重介紹了FPGA的代碼輸入、編譯、綜合、仿真和下載等等步驟，并且介紹了FPGA設(shè)計(jì)中使用到的EDA軟件。介紹了Verilog HDL語言的起源，以及Verilog HDL語言的優(yōu)缺點(diǎn)，并與VHDL語言進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較。 第三章介紹嵌入式系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的經(jīng)過剪裁的TCP/IP協(xié)議棧的內(nèi)容。著重介紹了要實(shí)現(xiàn)的TCP/IP協(xié)議棧的子協(xié)議，包括TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、IP協(xié)議、ARP協(xié)議、ICMP協(xié)議。在介紹這些協(xié)議的時(shí)候，介紹了這些協(xié)議的工作原理，以及這些協(xié)議要用到的報(bào)文的格式。 第四章介紹實(shí)現(xiàn)剪裁的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)，具體介紹的經(jīng)過剪裁的TCP/IP各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)工作。這個(gè)部分著重介紹各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的過程。在設(shè)計(jì)完這些模塊后，對(duì)這些模塊的仿真進(jìn)行了仿真。 第五章是全文的總結(jié)，概括了作者在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的主要工作和課題的意義，同時(shí)指出了進(jìn)一步工作的方向和需要解決的問題。
上傳時(shí)間： 2013-07-04
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隨著Internet的不斷發(fā)展，人們希望日常生活中所用到的嵌入式設(shè)備都能夠很方便地實(shí)現(xiàn)Intemet接入，這對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn)，要求低成本、多功能、高性能。這些是目前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。 可編程邏輯器件FPGA在過去的幾十年中取得了飛速發(fā)展，從最初的幾千門到現(xiàn)在的幾百萬門，可靠性與集成度不斷提高，而功耗和成本卻在不斷降低，具有很高的性價(jià)比。再加上開發(fā)周期短、對(duì)開發(fā)人員的要求相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn)，因此被大量應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。 本文是基于FPGA高性價(jià)比、可靈活配置的特點(diǎn)，也是當(dāng)前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式，所以我們提出了基于FPGA的實(shí)現(xiàn)方案。本文通過在FPGA中硬件實(shí)現(xiàn)嵌入式TCP/IP協(xié)議(包括UDP、IP、ARP、TCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)以及以太網(wǎng)MAC協(xié)議，并提供標(biāo)準(zhǔn)MII接口，通過外接PHY實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。最終成功地通過了驗(yàn)證。 基于FPGA的實(shí)現(xiàn)可以有效地降低成本，同時(shí)可以在其中集成其他功能模塊，提高整個(gè)系統(tǒng)的集成度，減小PCB版圖面積和布線復(fù)雜度，有利于提高系統(tǒng)可靠性。因此，本研究課題對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大的實(shí)用價(jià)值。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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在工業(yè)控制領(lǐng)域，多種現(xiàn)場(chǎng)總線標(biāo)準(zhǔn)共存的局面從客觀上促進(jìn)了工業(yè)以太網(wǎng)技術(shù)的迅速發(fā)展，國際上已經(jīng)出現(xiàn)了HSE、Profinet、Modbus TCP/IP、Ethernet/IP、Ethernet Powerlink、EtherCAT等多種工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議。將傳統(tǒng)的商用以太網(wǎng)應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備層的最大障礙是以太網(wǎng)的非實(shí)時(shí)性，而實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間的高精度時(shí)鐘同步是保證以太網(wǎng)高實(shí)時(shí)性的前提和基礎(chǔ)。 IEEE 1588定義了一個(gè)能夠在測(cè)量和控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)高精度時(shí)鐘同步的協(xié)議——精確時(shí)間協(xié)議(Precision Time Protocol)。PTP協(xié)議集成了網(wǎng)絡(luò)通訊、局部計(jì)算和分布式對(duì)象等多項(xiàng)技術(shù)，適用于所有通過支持多播的局域網(wǎng)進(jìn)行通訊的分布式系統(tǒng)，特別適合于以太網(wǎng)，但不局限于以太網(wǎng)。PTP協(xié)議能夠使異質(zhì)系統(tǒng)中各類不同精確度、分辨率和穩(wěn)定性的時(shí)鐘同步起來，占用最少的網(wǎng)絡(luò)和局部計(jì)算資源，在最好情況下能達(dá)到系統(tǒng)級(jí)的亞微級(jí)的同步精度。 基于PC機(jī)軟件的時(shí)鐘同步方法，如NTP協(xié)議，由于其實(shí)現(xiàn)機(jī)理的限制，其同步精度最好只能達(dá)到毫秒級(jí)；基于嵌入式軟件的時(shí)鐘同步方法，將時(shí)鐘同步模塊放在操作系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)層，其同步精度能夠達(dá)到微秒級(jí)?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備間微秒級(jí)的同步精度雖然已經(jīng)能滿足大多數(shù)工業(yè)控制系統(tǒng)對(duì)設(shè)備時(shí)鐘同步的要求，但是對(duì)于運(yùn)動(dòng)控制等需求高精度定時(shí)的系統(tǒng)來說，這仍然不夠?；谇度胧杰浖臅r(shí)鐘同步方法受限于操作系統(tǒng)中斷響應(yīng)延遲時(shí)間不一致、晶振頻率漂移等因素，很難達(dá)到亞微秒級(jí)的同步精度。 本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于FPGA的時(shí)鐘同步方法，以IEEE 1588作為時(shí)鐘同步協(xié)議，以Ethernet作為底層通訊網(wǎng)絡(luò)，以嵌入式軟件形式實(shí)現(xiàn)TCP/IP通訊，以數(shù)字電路形式實(shí)現(xiàn)時(shí)鐘同步模塊。這種方法充分利用了FPGA的特點(diǎn)，通過準(zhǔn)確捕獲報(bào)文時(shí)間戳和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償晶振頻率漂移等手段，相對(duì)于嵌入式軟件時(shí)鐘同步方法實(shí)現(xiàn)了更高精度的時(shí)鐘同步，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了在以集線器互連的10Mbps以太網(wǎng)上能夠達(dá)到亞微秒級(jí)的同步精度。
上傳時(shí)間： 2013-08-04
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ModBus協(xié)議中文詳細(xì)資料，基于串行和TCP/IP，127頁超詳細(xì)。
上傳時(shí)間： 2013-05-29
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本文的主要研究?jī)?nèi)容是利用FPGA平臺(tái)實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)絡(luò)接口。 首先，對(duì)論文的大致內(nèi)容和組織結(jié)構(gòu)做了簡(jiǎn)要介紹，并且比較分析了目前比較流行的網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)的三種方法，并以此為基礎(chǔ)提出了本文中重點(diǎn)介紹的基于FPGA 的網(wǎng)絡(luò)接口實(shí)現(xiàn)方法。 其次，介紹采用以FPGA 做為主控芯片控制8019AS 網(wǎng)絡(luò)控制芯片來實(shí)現(xiàn)從網(wǎng)絡(luò)上接收數(shù)據(jù)幀的功能。FPGA 需要在上電時(shí)完成對(duì)于8019AS的初始化設(shè)置。在接收和發(fā)送數(shù)據(jù)報(bào)文時(shí)，對(duì)相應(yīng)的寄存器進(jìn)行控制和操作以完成網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀的接收。對(duì)FPGA 與8019AS 之間的接口實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了詳細(xì)的描述。 最后，介紹了在FPGA 內(nèi)部對(duì)于接收到的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)幀進(jìn)行TCP/IP協(xié)議分析的具體過程和實(shí)現(xiàn)方法。分別詳細(xì)介紹了接收模塊、發(fā)送模塊以及其中子模塊具體功能和實(shí)現(xiàn)方法。說明了模塊之間相互觸發(fā)的具體關(guān)系?，F(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)接口一般是采用MCU 或者ARM 等專用控制芯片來實(shí)現(xiàn)的，而此次課題以FPGA 作為主控芯片來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接口以及部分TCP/IP 協(xié)議分析是一個(gè)創(chuàng)意。而且由于FPGA 多管腳可以靈活配置，也使得系統(tǒng)的可擴(kuò)展性有了很大的提高。
標(biāo)簽： FPGA 以太網(wǎng)絡(luò) 接口的設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-06-09
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ARM嵌入式技術(shù)在工業(yè)和生活中正得到越來越廣泛的應(yīng)用，為了適應(yīng)技術(shù)的發(fā)展和社會(huì)的需求，滿足為社會(huì)培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的需要，高校通信類和電子類專業(yè)開設(shè)ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程及其實(shí)驗(yàn)課程將成為趨勢(shì)。在課程中設(shè)置合理實(shí)驗(yàn)，可以有效提高學(xué)生的動(dòng)手能力和培養(yǎng)創(chuàng)新性思維，幫助學(xué)生更快、更好地掌握理論和應(yīng)用技術(shù)。 論文設(shè)計(jì)的ARM嵌入式教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)包括一塊適合普通高校嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板及其配套的實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)針對(duì)一般高校所開設(shè)的ARM嵌入式技術(shù)相關(guān)課程的要求而設(shè)計(jì)，配套實(shí)驗(yàn)符合教學(xué)大綱及實(shí)驗(yàn)課時(shí)的要求。 論文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)開發(fā)板主要組成模塊有：最小系統(tǒng)，包括控制器模塊、電源模塊、復(fù)位模塊、Flash ROM模塊、SDRAM模塊、JTAG接口等；擴(kuò)展接口，包括LED、鍵盤、RS232串口、I2C接口、液晶模塊、以太網(wǎng)模塊等。實(shí)驗(yàn)開發(fā)板采用S3C4510B網(wǎng)絡(luò)控制芯片用作控制和信號(hào)處理，使用網(wǎng)絡(luò)接口芯片DM9161和隔離變壓器H1102完成網(wǎng)絡(luò)接入，使用AM29LV160和HY57V641620HG構(gòu)建16位存儲(chǔ)單元，使用AT24C01和PCF8583來構(gòu)建I2C接口，使用MAX232完成TTL電平轉(zhuǎn)換以擴(kuò)展RS232串口，并擴(kuò)展鍵盤和LCD實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。實(shí)驗(yàn)開發(fā)板的硬件設(shè)計(jì)充分考慮了一般高校實(shí)驗(yàn)室的條件和需求，能夠較好地將成本控制在150元左右，有利于在有限的條件下為每個(gè)學(xué)生盡可能的創(chuàng)造動(dòng)手制作PCB的實(shí)驗(yàn)條件。實(shí)驗(yàn)板的接口設(shè)計(jì)能夠讓學(xué)生較為方便地開展實(shí)驗(yàn)，并考慮了實(shí)驗(yàn)板擴(kuò)展和二次開發(fā)的需要。 論文設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)配套實(shí)驗(yàn)主要有基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)主要幫助學(xué)生熟悉嵌入式系統(tǒng)的片內(nèi)資源和特殊功能寄存器的配置方法，對(duì)整個(gè)嵌入式系統(tǒng)的架構(gòu)有一定的理解，能編程完成一些簡(jiǎn)單的控制功能；擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)主要幫助學(xué)生建立嵌入式系統(tǒng)開發(fā)和設(shè)計(jì)的基本理念，能夠設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)常見的外設(shè)驅(qū)動(dòng)程序，能夠進(jìn)行操作系統(tǒng)的配置和移植，能夠自行對(duì)實(shí)驗(yàn)板進(jìn)行一定程度的擴(kuò)展；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驇椭鷮W(xué)生提高嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力，使學(xué)生能根據(jù)需要設(shè)計(jì)出實(shí)現(xiàn)一定功能的擴(kuò)展模塊，從而使實(shí)驗(yàn)板擴(kuò)展成實(shí)現(xiàn)具體功能的工業(yè)產(chǎn)品?；A(chǔ)實(shí)驗(yàn)包括ADS集成環(huán)境實(shí)驗(yàn)、鍵盤實(shí)驗(yàn)（GPIO輸入）、LED實(shí)驗(yàn)（GPIO輸出）、定時(shí)器實(shí)驗(yàn)、外部中斷實(shí)驗(yàn)、UART串口通信實(shí)驗(yàn)、I2C接口實(shí)驗(yàn)、液晶顯示實(shí)驗(yàn)；擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)包括建立交叉編譯環(huán)境實(shí)驗(yàn)、操作系統(tǒng)編譯實(shí)驗(yàn)、操作系統(tǒng)移植實(shí)驗(yàn)、以太網(wǎng)通信實(shí)驗(yàn)、TFTP實(shí)驗(yàn)、WEB訪問實(shí)驗(yàn)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)包括TCP/IP協(xié)議棧實(shí)驗(yàn)、Web服務(wù)器實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過完成基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)、擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來達(dá)到教學(xué)大綱的要求，并可以在此基礎(chǔ)上進(jìn)行更深入的創(chuàng)新性開發(fā)實(shí)驗(yàn)，可以滿足一般高校嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)的需要。 論文介紹了嵌入式交叉編譯環(huán)境的建立以及實(shí)驗(yàn)開發(fā)板設(shè)計(jì)完成后進(jìn)行的調(diào)試。實(shí)驗(yàn)開發(fā)板移植的嵌入式操作系統(tǒng)為uClinux，采用的Bootloader為U-boot。論文還簡(jiǎn)單介紹了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的擴(kuò)展方案和二次開發(fā)方案，并對(duì)嵌入式新技術(shù)的發(fā)展做了粗淺的探討。 論文所做的工作以科學(xué)發(fā)展觀為指導(dǎo)，是對(duì)普通高校ARM嵌入式技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)的一次有益探索。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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近年來，隨著以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和普及，以TCP/IP協(xié)議為代表的開放式互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，但是大量的設(shè)備都有SPI串行接口，這些設(shè)備的串行數(shù)據(jù)需要通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，因此必須要尋求一種解決方案，用來解決這些傳統(tǒng)設(shè)備與現(xiàn)今的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的互聯(lián)問題。本文針對(duì)這種情況設(shè)計(jì)了一種基于ARM處理器的嵌入式以太網(wǎng)接口系統(tǒng)。 本文分別對(duì)SPI串行通信和基于TCP/IP協(xié)議的以太網(wǎng)進(jìn)行研究和分析，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一個(gè)嵌入式系統(tǒng)—基子ARM處理器的串行通信與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，來實(shí)現(xiàn)SPI串行口與網(wǎng)口的數(shù)據(jù)傳輸。 首先分析了當(dāng)前串行通信的應(yīng)用現(xiàn)狀和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展動(dòng)態(tài)，指出SPI串口設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化的趨勢(shì)，然后詳細(xì)介紹了嵌入式處理器LM3S8962的特點(diǎn)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)接著闡述了嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的總體設(shè)計(jì)以及每層協(xié)議的編寫過程。在硬件設(shè)計(jì)方面，對(duì)本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)—基于ARM處理器的串行通信與以太網(wǎng)的協(xié)議轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，將系統(tǒng)分為三個(gè)主要模塊：處理器模塊、SPI通信模塊和以太網(wǎng)接口模塊。同時(shí)在軟件設(shè)計(jì)方面對(duì)啟動(dòng)代碼流程、驅(qū)動(dòng)程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、軟件包的配置進(jìn)行了說明。對(duì)設(shè)計(jì)的主程序的流程圖以及各個(gè)任務(wù)參數(shù)設(shè)置加以分析。最后對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試表明通信是成功的。 總之，本文完成了嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的硬件平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)的移植，為今后嵌入式網(wǎng)絡(luò)控制器的后繼開發(fā)提供了一個(gè)嵌入式平臺(tái)，研究成果對(duì)于嵌入式遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在遠(yuǎn)程控制領(lǐng)域的應(yīng)用具有一定的參考價(jià)值。
標(biāo)簽： Cortex ARM 嵌入式 以太網(wǎng)通信
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和信息技術(shù)以及數(shù)字化產(chǎn)品的普及，嵌入式系統(tǒng)已被應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)、手持通信設(shè)備、儀器儀表、國防軍事以及自動(dòng)化控制等各個(gè)領(lǐng)域。而結(jié)合視頻監(jiān)控的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)更是應(yīng)用的熱點(diǎn)。正是順應(yīng)這一趨勢(shì)，作者展開了對(duì)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控相關(guān)技術(shù)的研究，設(shè)計(jì)了基于嵌入式平臺(tái)的遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)。系統(tǒng)以友善之臂公司的friendly arm作為硬件平臺(tái)、嵌入式linux作為軟件平臺(tái)、以傳統(tǒng)的以太網(wǎng)來實(shí)現(xiàn)高速的視頻數(shù)據(jù)傳輸實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視、以GPRS作為擴(kuò)展模塊來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的用戶手機(jī)報(bào)警提示。該系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)應(yīng)用于無人值守的家用現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境。 論文詳細(xì)的論述了基于ARM9的S3C2410A作為系統(tǒng)硬件平臺(tái)、擴(kuò)展外圍的GPRS模塊、視頻數(shù)據(jù)采集模塊和觸摸屏顯示模塊的嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)。還詳細(xì)的論述了在該平臺(tái)上配置交叉開發(fā)環(huán)境和移植bootloader的過程，裁剪和配置嵌入式linux系統(tǒng)的過程。同時(shí)按照系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)了視頻數(shù)據(jù)采集應(yīng)用軟件，基于TCP/IP的以太網(wǎng)視頻數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用軟件，以及基于GPRS的串口數(shù)據(jù)發(fā)送軟件。系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)采集的視頻數(shù)據(jù)做相應(yīng)的處理，啟用GPRS發(fā)送警示短信息；同時(shí)用戶可以根據(jù)現(xiàn)有接入以太網(wǎng)的計(jì)算機(jī)來調(diào)閱現(xiàn)場(chǎng)的視頻數(shù)據(jù)信息。 最后將該監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用于普通的家用環(huán)境，結(jié)果通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集的視頻數(shù)據(jù)和發(fā)送的警示短信息表明該系統(tǒng)能夠滿足于同常的無人值守的家用環(huán)境。同時(shí)總結(jié)了存在的問題以及今后需要改進(jìn)的方向：首先，該系統(tǒng)有良好的擴(kuò)展性能，通過相應(yīng)的總線和接口擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)智能家用電器控制系統(tǒng)；其次，該系統(tǒng)有一定的商業(yè)和社會(huì)價(jià)值。當(dāng)然系統(tǒng)也有不足的地方，軟件設(shè)計(jì)處于測(cè)試階段，有很多需要完善的地方。最后，通過研究和實(shí)驗(yàn)表明：基于ARM/GPRS的遠(yuǎn)程家用監(jiān)控系統(tǒng)具備了實(shí)時(shí)監(jiān)控和即時(shí)報(bào)警功能，可以應(yīng)用于實(shí)際家用監(jiān)控場(chǎng)合。
標(biāo)簽： ARMGPRS 遠(yuǎn)程 家 監(jiān)控平臺(tái)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種智能核儀器逐步走向自動(dòng)化、智能化、數(shù)字化和便攜式的方向發(fā)展。針對(duì)傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器體積大，人機(jī)交互不友好，不方便現(xiàn)場(chǎng)分析等的缺陷[5]。新型的高速、集成度高、界面友好的多道脈沖幅度分析器的陸續(xù)出現(xiàn)填補(bǔ)了這一缺點(diǎn)。 隨著電子技術(shù)的發(fā)展，以ARM為核的處理器技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，相比較單片機(jī)而言，它的主頻高、運(yùn)算速度快，可以滿足多道脈沖幅度分析器的苛刻的時(shí)間上的要求。而且ARM處理器功耗小，適合于功耗要求比較苛刻的地方，這些方面的特點(diǎn)正好滿足了便攜式多道脈沖幅度分析器野外勘察的要求。同時(shí)，由于以ARM為核的處理器具有豐富的外設(shè)資源，這樣就簡(jiǎn)化了外設(shè)電路及芯片的使用，降低了功耗并增強(qiáng)了產(chǎn)品的信賴性。另外，ARM芯片可以方便的移植操作系統(tǒng)，為多道脈沖幅度分析器多任務(wù)的管理和并行的處理，甚至硬實(shí)時(shí)功能的實(shí)現(xiàn)提供了前提。而且在ARM平臺(tái)使用嵌入式linux操作系統(tǒng)使多道脈沖幅度分析器的軟件易于升級(jí)。 智能化和小型化是多道脈沖幅度分析器的發(fā)展趨勢(shì)。智能化要求系統(tǒng)的自動(dòng)化程度高、操作簡(jiǎn)便、容錯(cuò)性好。智能化除了需要控制軟件外，還需要軟件命令的執(zhí)行者即硬件控制電路來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的控制邏輯，兩者的結(jié)合才能真正的實(shí)現(xiàn)智能化。小型化要求系統(tǒng)的體積小、功耗小、便于攜帶；小型化除了要求采用微功耗的器件，還要求電路板的尺寸盡量的小且所用元件盡量的少，但小型化的同時(shí)必須保持系統(tǒng)的智能化，即不能減少智能化所要求的復(fù)雜的邏輯和時(shí)序的控制功能。為此采用高集成度的ARM芯片實(shí)現(xiàn)控制電路能滿意地同時(shí)滿足智能化和小型化的要求。在研制的多道脈沖幅度分析器中，幾乎所有的控制都可以用控制芯片來實(shí)現(xiàn)，如閾值設(shè)定、自動(dòng)穩(wěn)譜以及多道數(shù)據(jù)采集，在節(jié)省了元件的數(shù)目和電路板的尺寸的同時(shí)仍能保持系統(tǒng)的智能化程度。 Linux內(nèi)核精簡(jiǎn)而高效，可修改性強(qiáng)，支持多種體系結(jié)構(gòu)的處理器等，使得它是一個(gè)非常適合于嵌入式開發(fā)和應(yīng)用的操作系統(tǒng)。嵌入式Linux可以運(yùn)行的硬件平臺(tái)十分廣泛，從x86、MIPS、POWERPC到ARM，以及其他許多硬件體系結(jié)構(gòu)。目前在世界范圍內(nèi)，ARM體系結(jié)構(gòu)的SOC逐漸占領(lǐng)32位嵌入式微處理器市場(chǎng)，ARM處理器及技術(shù)的應(yīng)用幾乎已經(jīng)深入到各個(gè)領(lǐng)域，例如：工業(yè)控制，無線通訊，網(wǎng)絡(luò)，消費(fèi)類電子，成像等。 本課題采用三星公司生產(chǎn)的ARM(Advanced RISC Machines，先進(jìn)精簡(jiǎn)指令集機(jī)器)芯片S3C2410A設(shè)計(jì)并研制了一種便攜式的核數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。利用ARM芯片豐富的外設(shè)資源對(duì)傳統(tǒng)的多道脈沖幅度分析器進(jìn)行改進(jìn)和簡(jiǎn)化。系統(tǒng)由前端探測(cè)器系統(tǒng)，以及由線性脈沖放大器、甄別電路、控制電路、采樣保持電路組成的前置電路，中央處理器模塊，顯示模塊，用戶交互模塊，存儲(chǔ)模塊，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊等多個(gè)模塊組成。本設(shè)計(jì)基于ARM9芯片S3C2410，并在此平臺(tái)上移植了嵌入式linux操作系統(tǒng)來進(jìn)行任務(wù)的調(diào)度和處理等。 電路板核心板部分設(shè)計(jì)采用6層PCB板結(jié)構(gòu)，這樣增加了系統(tǒng)可靠性，提高了電磁兼容的穩(wěn)定性。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是多道脈沖幅度分析器的核心，A/D轉(zhuǎn)換直接使用了S3C2410內(nèi)置的ADC(Analog to Digital Converter,模數(shù)轉(zhuǎn)換器)，在2.5 MHz的轉(zhuǎn)換時(shí)鐘下最大轉(zhuǎn)換速度500 KSPS(Kilo-Samples per second,千采樣點(diǎn)每秒)，滿足了系統(tǒng)最低轉(zhuǎn)換時(shí)間≤5 μs的要求，并且控制簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了外部接口電路。由于SD(Secure Digital Card，安全數(shù)碼卡)卡存儲(chǔ)容量大、攜帶方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以設(shè)計(jì)中采用其作為外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備,其驅(qū)動(dòng)部分采用SD卡軟件包，為開發(fā)帶來了方便。本設(shè)計(jì)采用640*480的6.4寸LCD(Liquid Crystal Display，液晶顯示)屏作為人機(jī)交互的顯示部分，并且通過Qt/Embedded為系統(tǒng)提供圖形用戶界面的應(yīng)用框架和窗口系統(tǒng)。其中包括了波形顯示部分和用戶菜單設(shè)置部分，這樣方便了用戶操作。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取方面是基于SQLite嵌入式小型數(shù)據(jù)庫而進(jìn)行的。為了方便數(shù)據(jù)向上位機(jī)的傳輸，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用XML(Extensible Markup Language，可擴(kuò)展標(biāo)記語言)格式來組織傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，通過基于TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol)協(xié)議的Linux下Socket套接字編程，來進(jìn)行與上位機(jī)或PC(Personal Computer,個(gè)人計(jì)算機(jī)或桌面機(jī))等的連接和數(shù)據(jù)傳輸。
標(biāo)簽： ARMLinux 多道 分析器 脈沖幅度
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：tzl1975
隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電腦互聯(lián)網(wǎng)的普及，傳統(tǒng)糧倉人工監(jiān)控的方式正在被更加方便和高精確度的檢測(cè)控制系統(tǒng)所替代。在單機(jī)局部檢測(cè)控制的基礎(chǔ)上，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將整個(gè)糧倉測(cè)控系統(tǒng)集成在一起，通過網(wǎng)頁訪問方式，糧倉管理人員能夠更快更好地了解糧倉具體環(huán)境指標(biāo)，各項(xiàng)溫濕度，氣體含量并通過控制電機(jī)等方式對(duì)環(huán)境各參數(shù)進(jìn)行控制。 本文提出并設(shè)計(jì)了一套以ARM嵌入式開發(fā)板為核心的現(xiàn)代糧情測(cè)控系統(tǒng)。嵌入式糧情測(cè)控系統(tǒng)在傳感器采集到信號(hào)，進(jìn)行處理后，將數(shù)據(jù)顯示在網(wǎng)頁和嵌入式開發(fā)板液晶屏上，通過TCP/IP協(xié)議，使用IE瀏覽器就可以在線查看實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并且可以保存和打印數(shù)據(jù)，另外還可以通過網(wǎng)頁控制電機(jī)等設(shè)備工作。該系統(tǒng)硬件平臺(tái)使用ARM9微處理器S3C2410，以核心板和底板的方式組成，可以采集多路模擬和數(shù)字信號(hào)；支持標(biāo)準(zhǔn)RS232接口和USB通信接口；采用液晶顯示屏和觸摸屏的人機(jī)交互接口，為操作人員提供了良好的監(jiān)控界面；軟件系統(tǒng)使用嵌入式Linux操作系統(tǒng)，通過交叉編譯模式，使用C語言編寫移植傳感器驅(qū)動(dòng)和電機(jī)控制程序，使用Boa嵌入式WEB服務(wù)器和SQLite數(shù)據(jù)庫搭建遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，使用MiniGUI圖形軟件系統(tǒng)編寫了終端界面程序，完成了人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)。 本文第一章綜合介紹了課題研究背景及嵌入式糧情測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。第二章概述了嵌入式糧情測(cè)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，包括嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn)及其軟硬件組成部分，以及系統(tǒng)設(shè)計(jì)中選用的各種傳感器及電機(jī)驅(qū)動(dòng)器等。第三章詳細(xì)闡述了嵌入式糧情測(cè)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，包括嵌入式系統(tǒng)軟件開發(fā)流程，傳感器和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)及控制程序，以及嵌入式WEB遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。第四章介紹了MiniGUI軟件界面的設(shè)計(jì)以及應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)。 論文最后對(duì)本課題的完成情況做了總結(jié)和評(píng)價(jià)，并且為本課題的發(fā)展提出了建議。
標(biāo)簽： ARMLinuz 嵌入式 測(cè)控系統(tǒng)
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