采用多功能終端構成一種小型衛星通信網,要求各個終端能夠像計算機一樣支持多種各樣的外部設備,并能實現組網功能。采用能支持嵌入式Linux操作系統的ARM處理器可很好地滿足這種需求。本文重點研究這種智能終端中基于ARM處理器的嵌入式軟件及其實現,主要內容有: (1)在分析嵌入式系統、ARM處理器、Linux操作系統特點的基礎上,論證了這種基于ARM處理器和Linux操作系統實現組網多功能終端方案的可行性和優越性。 (2)介紹了嵌入式系統的組成、開發流程和步驟,搭建了嵌入式系統開發和調試平臺,包括軟件開發工具、硬件調試工具,軟件組件等。 (3)分析了該衛星通信網終端的需求,并詳細闡述了本系統的硬件配置,包括ARM處理器、存儲器和輸入/輸出接口。 (4)論證了本系統軟件部分設計的目標,提出了一種軟件結構方案,包括Bootloader、LinuX內核、文件系統、圖形用戶界面、網絡應用程序這幾個方面的選型和開發目標。 (5)完成ARM嵌入式軟件平臺的設計與實現,包括U-Boot的修改和移植、Linux系統內核的移植和剪裁、嵌入式Linux文件系統的制作、圖形用戶界面的安裝和編程基礎,以及Linux系統中驅動程序的設計。關鍵詞:衛星通信網,地面終端,嵌入式系統,ARM,Linux
上傳時間: 2013-04-24
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CAN總線作為最有前途的現場總線之一,其應用范圍已逐漸擴展到航空領域,并有望作為次級總線與目前的航空總線互連組網。ARINC429總線則是航空領域比較常用的航空總線之一,很多航空電子設備都采用此總線。解決好CAN總線與ARINC429總線的互連問題,必將能夠使CAN總線在航空領域得到更廣泛的應用。本文的工作就是為解決這一總線互連問題而開發出總線網關系統,即CAN-ARINC429網關。 隨著嵌入式技術的飛速發展,嵌入式系統的成本低、體積小、穩定性好等眾多優點使其應用領域越來越廣。本課題將嵌入式技術應用到CAN-ARINC429網關系統開發中,采用比較有影響力的嵌入式處理器ARM作為網關系統的核心,開發了網關系統的硬件部分和軟件部分。 本文著重討論了CAN-ARINC429網關系統設計的三大部分:硬件設計、控制軟件設計和用戶軟件設計。硬件設計部分完成了CAN和ARINC429的總線數據收發電路設計,以及ARM處理器分別與CAN總線控制器和ARINC429總線協議芯片的接口電路設計。控制軟件部分是在Linux平臺下開發的,因此本文控制軟件部分首先研究并實現了Linux平臺下ARM編譯系統的建立,其后的程序啟動代碼和總線數據交換設計是控制軟件的關鍵部分,CAN總線和ARINC429總線的數據收發程序設計在本文的控制軟件部分中也都有詳細討論。本文還開發了基于Windows平臺的用戶軟件,該用戶軟件是為提高CAN-ARINC429網關的通用性而設計,具有網關工作方式設置和功能測試等功能。在給出對CAN-ARINC429網關的測試報告后,本文對課題的研究工作進行了總結和展望。
上傳時間: 2013-04-24
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船舶機艙中集中了船上大部分的設備裝置的儀表,是船舶航運的關鍵部分,隨著網絡、通訊技術以及電子制造工藝水平的快速發展,現代化船舶自動化程度越來越高,機艙的環境和自動監控水平也得到大大的提高。但由于某些儀器儀表并沒有提供與計算機進行數據通信的接口,為了要實現檢測自動化,需要利用數字圖像處理技術來實現儀器儀表讀數的高速自動識別。 傳統的CCD圖像采集系統具有速度慢、功能簡單、體積大、功耗大等特點,不能滿足日益發展的機器視覺應用的需要,尤其是在一些新型應用領域比如嵌入式視覺、智能監控方面的需要。本文利用ARM7的S3C44BOX處理器和CMOS圖像傳感器件設計并完成了一個數字圖像采集系統。系統充分考慮了ARM技術與CMOS圖像傳感技術的優勢及特點,把圖像采集和圖像處理識別功能集中在一個模塊實現,具有功能豐富、處理能力強、接口靈活和擴展方便等優點。系統的特色為:構建了基于S3C44BOX的圖像采集的硬件平臺;研究并移植了引導程序Bootloader和操作系統uClinux;實現了實時多任務的處理,從而大幅提高系統的管理能力。 本論文研究如何使用低成本的CMOS圖像傳感器構建一個嵌入式圖像識別系統的設計和解決方案。這種圖像采集系統帶圖像采集、識別、存儲、顯示等功能,體積很小,可做在一塊電路板上。除了可以做為單獨的圖像數據識別設備之外,也可以直接做為其它應用系統的一個智能集成部件使用。
上傳時間: 2013-05-26
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GPS(全球定位系統)是一種全方位的實時定位技術。隨著GPS技術的發展,基于PC機的導航定位系統由于其價格及功耗較高已不能滿足社會發展的需要,脫離PC端的嵌入式導航定位技術迅速發展起來。如今以ARM處理器作為主CPU的嵌入式硬件平臺,幾乎已經成為信息產業的硬件標準。一方面,它具有體積小、性能強、功耗低、可靠性高等特點;另一方面,它為高速、穩定地運行嵌入式操作系統提供了硬件基礎。因此由基于ARM處理器的硬件平臺和嵌入式操作系統構成的嵌入式系統已經被廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網絡通信、工業控制等各種領域。本文就對基于ARM的GPS定位系統的開發進行了研究與實現。 本文主要對以下三個方面的技術進行了研究:一是對GPS技術進行了介紹,介紹了GPS技術的發展、原理、特點、系統組成和定位方式;二是搭建基于ARM的硬件平臺;三是對Windows CE操作系統的開發進行了詳細的描述。 硬件平臺設計以三星公司的ARM920T核的S3C2440A為微處理器,根據系統要求完成S3C2440A外圍器件的設計,包括64M NAND Flash、64MSDRAM、SD卡以及USB和串口通信的電路設計。而GPS模塊使用了GPS25LVS12通道的GPS接收機,并對GPS與ARM的通信接口和數據格式進行了描述。硬件系統設計采用了冗余設計,為以后系統的升級提供了空間。 在嵌入式操作系統上,我們選擇的是Windows CE操作系統。詳細介紹了平臺移植過程中Boot Loader開發,OAL層修改,以串口、鍵盤和LCD驅動為例介紹了驅動程序的開發,并詳細介紹了內核的定制過程。在應用程序開發中,介紹了從PB中導出SDK的過程以及EVC應用程序的調試。
上傳時間: 2013-07-09
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隨著Intemet網絡技術、無線接入技術和無線通信技術的快速發展,傳真技術有了許多新的研究方向。PC傳真需利用傳真軟件進行傳真,其功能受到傳真軟件的限制,而IP傳真需投入的通信基礎設施較大。無線傳真技術具有方便快捷的特性,可快速適應市場的多樣化需求,充分發揮無線通信的優勢,使用戶真正擁有自己的“移動辦公室”,是當前無線通信研究領域的一個重點內容。 本課題在對傳真通信相關基礎理論以及GSM無線網絡研究的基礎上,設計和研制了基于G3傳真的GSM網絡無線傳真接入終端。在本課題的設計中,建立了兩段級聯的傳真線路,分別是主處理器與對端傳真機之間的傳真線路(通過T32協議實現)和主處理器與本地傳真機之間的傳真線路(通過T31協議實現),本課題依據T30規定的呼叫控制流程完成了這兩條傳真線路間的協議轉換(T.32協議和T3l協議的轉換),并結合GSM網絡延時長、干擾大的特性進行了時延處理。同時解決了無線傳真接入終端中涉及到的手機本地號段的存取算法,并在設計本課題嵌入式軟件的同時抽樣出基于ARM技術的系統軟件設計方案(即類似于嵌入式操作系統但比操作系統簡化的一個系統框架)。 通過本課題研制出的基于ARM的GSM網絡G3無線傳真接入終端,利用現有的G3傳真機就可在GSM網絡中實現無線傳真業務。目前該無線傳真接入終端已在北京、西安、深圳等地的商用網絡上取得了成功的測試。
上傳時間: 2013-04-24
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由國際電信聯合會視頻編碼專家組和國際化標準組織運動圖像專家組聯合制定的H.264視頻壓縮標準,憑借相對其它標準較高的壓縮效率和優秀的圖像質量,已經成為目前最流行的視頻處理協議,具有廣闊的前景和巨大的應用價值,考慮其復雜的計算度,目前主流的實現方式包括ASIC的專用集成電路實現和DSP的純軟件實現等等。 ARM處理器伴隨著技術的進步,加入對數字信號處理的有效支持之后,在視頻編解碼領域的應用也越來越廣泛,本文就是在考慮這點的基礎上,研究利用深圳武耀博德公司設計的,基于Intel高性能的PXA270處理器的多功能嵌入式開發平臺EEliod來實現H.264的編解碼。 本文對H.264協議主要算法進行了研究,在基于ARM的EEliod平臺上利用WINCE嵌入式實時操作系統,通過EVC編譯環境,實現對Windows Visual C++下x264-060805代碼的編碼移植和對JM10.1的解碼移植。
上傳時間: 2013-06-09
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在當前的數字信息技術和網絡技術高速發展的后PC時代,嵌入式系統技術已經廣泛地滲透到人們生活的各個方面。由于嵌入式系統的交互性比較強,液晶屏做為輸出設備對漢字顯示又尤為重要,但很多關于嵌入式系統開發、應用的教材中,對于液晶屏的程序設計也只是初始化和測試的編程,沒有進一步的應用開發。所以選擇了該畢業設計題目,以完善液晶屏的漢字顯示功能。 在選定了畢業設計題目之后,隨著開發研究的不斷深入,主要完成了以下工作: 首先,對三種常用的嵌入式操作系統進行了分析比較,對項目開發是否選用操作系統提出了自己的見解,結合本次畢業設計的實際應用,選擇了不使用操作系統而是利用Bootloader引導的方法。 其次,選定硬件開發系統后,把單片機的傳統調試方法與ARM的邊界掃描技術進行了分析比較,并在實際應用開發中采用了邊界掃描技術。 再次,由于在C語言程序運行前需要加入一些必要的初始化代碼,于是又完成了對44binit.s初始化程序的分析與設計。 最后,在編寫漢字顯示程序時,采用了讀取字庫法顯示漢字方案和讀取字模數據輸出漢字方案分別實現了液晶屏的漢字顯示,并取得了良好的效果。 本文不但說明了如何利用ARM處理器實現液晶屏的漢字顯示,還講述了開發ARM處理器應用程序的一個完整的過程。隨著嵌入式技術的不斷普及,對ARM處理器的學習、應用、開發都有一定的幫助作用。
上傳時間: 2013-04-24
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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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隨著計算機技術的發展,嵌入式系統己成為計算機領域的一個重要組成部分。而采用ARM微處理器作為硬件基礎和μC/OS-Ⅱ作為嵌入式操作系統被廣泛的應在各種嵌入式應用系統中。而隨著網絡化、信息化時代的來臨,嵌入式設備的網絡互聯己經成為必然趨勢。它通過現有嵌入式系統,增加網絡接入能力,使嵌入式設備直接接入Internet。本課題采用SkyEye模擬的AT9lEV40開發板作為硬件開發平臺,采用嵌入式實時操作系統μ C/OS-Ⅱ為軟件開發平臺,研究嵌入式TCP/IP協議棧。 本文首先對ARM微處理器和μ C/OS-Ⅱ進行了介紹;研究和探討了μC/OS-Ⅱ在ARM架構上的移植方案,并就其關鍵技術部分,結合實現代碼進行了闡述并提出了移植過程中要注意的問題。接著本文分層介紹TCP/IP協議棧,主要講述各個分層及其所屬的協議,報文格式等:并針對嵌入式系統的特點,對TCP/IP協議進行合理的簡化,使之實現了TCP/IP協議簇的一些協議如:ARP,IP,ICMP,UDP,TCP和HTTP。同時研究了嵌入式TCP/IP協議棧LwIP的特性,分析了它的進程模型、數據包結構、工作流程、目錄結構、應用程序接口。研究了將LWIP移植到μC/OS-Ⅱ系統上,實現嵌入式系統的網絡聯接,并用ping命令和一個簡單靜態網頁的訪問驗證了網絡功能的實現。
上傳時間: 2013-08-01
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本文以實現數字化的移動巡檢為目標,提出了嵌入式技術+GIS+GPS所組成的便攜式電力巡檢儀的解決方案。便攜式電力巡檢儀采用了目前最新的嵌入式技術,完全根據電力巡檢工作需要的功能進行最底層的硬件平臺、嵌入式操作系統和應用軟件的專項設計和開發。 便攜式電力巡檢儀的硬件平臺采用主流的ARM微處理器、GPS接收器和其他硬件資源,完全根據功能需求量身定做,不會造成硬件上的浪費,在實現需求功能的同時大大降低了成本。 經過認真的比較和實驗,將Windows CE.net作為便攜式電力巡檢儀的操作系統,它最大的優點就是人機界面操作以及應用軟件開發都比較簡單。在Platform Builder的平臺上研究并實現了中文版操作系統的定制,成功的將其移植到自主設計研究的硬件平臺上。 便攜式電力巡檢儀的應用軟件采用了eMbedded Visual C++和eSuperMap共同開發。根據線路巡檢工作的數據記錄項需求,確定了系統地屬性數據邏輯結構和空間數據分層體系,實現了嵌入式空間數據和屬性數據的集成。應用軟件具備對數據地圖的放大、縮小等基本操作,能夠對接收到的數據進行解析,實現GPS的數據采集和定位工作。能夠為用戶計算最短和最快路徑以及提供導航等服務,基本滿足移動巡檢的各項需要。 基于ARM的便攜式電力巡檢儀,采用嵌入式+GIS+GPS的電力巡檢系統設計方案,研究和開發了從硬件平臺到應用軟件的一系列內容,對提高電力巡檢工作的質量具有極大的促進作用和較高的實用價值。
上傳時間: 2013-06-14
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