近年來LED顯示技術發(fā)展迅速,LED全彩顯示屏得到了廣泛的應用.LED顯示技術涵蓋了微機控制、視頻、光學、機械和數字圖像處理等多種技術.針對現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數據傳輸和顯示存在的缺陷和開發(fā)難度,本文提出并實現(xiàn)了一種新型的LED顯示系統(tǒng)方案.該方案把ARM處理器應用到LED顯示屏中,采用FPGA技術開發(fā)了LED顯示屏系統(tǒng).本文主要討論了利用網絡傳輸LED顯示數據的實現(xiàn)方法,包括嵌入式系統(tǒng)的設計以及TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn)等分析和設計工作.全文分為七章,首先提出現(xiàn)有LED顯示系統(tǒng)數據傳輸和顯示存在的缺陷和開發(fā)難度,然后提出新的LED顯示系統(tǒng)方案,并論證該方案的可行性.接著闡述了作者采用的嵌入式系統(tǒng)的設計方法和過程.第三章和第四章是嵌入式系統(tǒng)的設計和TCP/IP協(xié)議的實現(xiàn),其中包括硬件和軟件的設計以及嵌入式操作系統(tǒng)μ C/OS-Ⅱ的移植.詳細地分析了基于LPC2214芯片的操作系統(tǒng)移植步驟和過程.本文使用的是1wIP網關協(xié)議,把其應用于μ C/OS-Ⅱ,實現(xiàn)了LED顯示屏的網絡通信,還分析了RTL8019芯片的工作過程,編寫了有關驅動代碼.在第五章和第六章中闡述了LED顯示屏顯示原理和利用FPGA實現(xiàn)LED顯示的驅動開發(fā)過程,利用占空比法實現(xiàn)LED顯示屏的灰度顯示,使用VHDL語言描述LED顯示屏的灰度實現(xiàn)邏輯.最后根據本文的方案實現(xiàn)了LED顯示屏的彩色顯示,通過分析比較,該方案可行并且達到了預定的要求.
標簽: FPGA LED 嵌入式系統(tǒng) 中的應用
上傳時間: 2013-04-24
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本文首先分析數字圖像壓縮技術的實際應用情況,相關的DVB技術標準和測試標準ETR290,進而提出了一個可適用于實際工作環(huán)境的語義分析模型框架;并在FPGA開發(fā)環(huán)境ISE中按照這個語義分析模型框架構造了一個具體的VHDL模型;同時利用工具軟件Synplify和modelsim完成軟件功能和時序仿真;然后設計相應的硬件測試平臺來驗證模塊功能。針對數字圖像技術實際應用環(huán)境的特點,本文提出了一種構建在嵌入式硬件平臺上的分析模塊,可實時分析MPEG-2傳輸流語法。通過連接TCP/IP網絡可實現(xiàn)24小時/7天長時間工作。模塊化的設計,使其可以安裝于各種設備或實際應用環(huán)境中的各關鍵節(jié)點,通過網絡傳輸到統(tǒng)一的服務器;同時該模塊可設置成不同的硬件觸發(fā)模式,使之成為故障傳感器。因此,該模塊適用于工程開通、快速故障監(jiān)測、長時間監(jiān)控等。通過與市場上專業(yè)測試設備性能進行比較,在測試精確性方面不占優(yōu)勢,但在達到一定數量級的測試精度后,其廉價、簡易和無需維護的特點將呈現(xiàn)巨大的優(yōu)勢。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著嵌入式系統(tǒng)的快速發(fā)展,越來越多的嵌入式設備被用于工業(yè)控制、智能家居等領域。同時伴隨著網絡技術的發(fā)展,嵌入式設備通過網絡接入局域網或者Internet已經逐步成為發(fā)展的趨勢。通過在嵌入式設備中內置Web服務器,用戶可以在任何一臺聯(lián)網的計算機上通過瀏覽器來獲取設備的信息,用戶還可以通過網絡對設備進行配置和管理。因此研究和開發(fā)嵌入式Web服務器具有重要的實際意義和應用價值。 本文在S3C44BOX開發(fā)板上使用μClinux操作系統(tǒng)作為開發(fā)平臺,開發(fā)并實現(xiàn)了嵌入式Web服務器。文中提出了2種實現(xiàn)方案,一種是基于boa的嵌入式Web服務器,所做的主要工作是boa在gClinux中的移植和CGI的編寫,在此基礎上實現(xiàn)了動、靜態(tài)頁面的生成和簡單的控制功能。另一種方案是基于HTTP協(xié)議和socket編程所開發(fā)的嵌入式Web服務器,在此方案中實現(xiàn)了HTTP協(xié)議的GET和POST請求方式,能夠生成簡單的動態(tài)頁面,實現(xiàn)了歷史數據的保存功能,還能夠根據用戶在瀏覽器端的請求進行相應的控制和管理。 論文首先對嵌入式Web服務器的體系結構進行了分析,然后介紹了S3C44BOX硬件開發(fā)平臺,并分析了bootloader的基本原理和實現(xiàn)過程。隨后對μClinux操作系統(tǒng)的特點和網卡驅動程序進行了分析,并著重介紹了μClinux的移植過程。在第五章,論文詳細分析了TCP/IP和HTTP的原理和工作機制,并介紹了Web服務器中CGI的工作原理,最后分析了boa服務器的移植和CGI程序的編寫以及Web服務器的測試等。在第六章,在HTTP協(xié)議分析和網絡編程的基礎上,提出了嵌入式Web服務器的設計思想、程序流程圖,重點分析了Web服務器主程序流程、動態(tài)頁面的生成、歷史數據查詢的實現(xiàn)等,也分析了Web服務器中各種控制功能的實現(xiàn)流程,最后給出了Web服務器的測試結果。
上傳時間: 2013-05-17
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隨著電子設備的迅猛發(fā)展,“讓全部設備接入網絡”已經成為一種發(fā)展趨勢。通過嵌入式串口服務器,可以讓現(xiàn)有的串行設備擁有聯(lián)網功能,避免了投資大量人力、物力,有利于對傳統(tǒng)串行設備進行更換或者升級。 本文設計的串口服務器采用嵌入式處理器和Linux操作系統(tǒng),把現(xiàn)有的基于串行接口的數據轉化成以太網數據,然后進行數據存取,將傳統(tǒng)的串行數據送往網絡。 論文主要研究了以下內容: 第一,在研究串口服務器網關工作機理的基礎上,分析高性能串口網絡服務器的功能需求。 第二,基于AT91ARM9200微處理器及LXT971ALE網絡接口芯片等構建嵌入式系統(tǒng),完成RS232-TCP/IP轉換網關的軟硬件設計,實現(xiàn)最多32路串行終端同時接入以太網的高性能串口服務器。 第三,在RH Linux 9.0為ARM處理器提供的交叉開發(fā)工具下移植Linux,為嵌入式串口服務器設計服務器端與客戶端工作模式,同時設計實現(xiàn)系統(tǒng)參數的在線配置功能。 第四,在客戶端和服務器端分別設計串口服務器的基本API函數,為系統(tǒng)二次開發(fā)打下良好的基礎。
上傳時間: 2013-04-24
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統(tǒng)的關鍵設備,作為配電開關,用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中,控制和保護低壓供電網絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產安全和生產效率,而目前國內饋電開關普遍存在集成度低、可靠性差、智能監(jiān)控水平低等缺點。 本課題將嵌入式網絡控制系統(tǒng)應用到饋電開關中,通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內核)嵌入式網絡控制系統(tǒng)的研究,實現(xiàn)了總體網絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統(tǒng)硬件電路的設計;通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析,完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫,從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關的快速通信,解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監(jiān)控的難題,最終設計出一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于一身的智能型饋電開關網絡控制系統(tǒng)。 實驗結果表明:在嵌入式系統(tǒng)端的通信軟件和監(jiān)控主機端的通信軟件的驅動下,實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)與監(jiān)控主機的快速遠程通信,通信速度快、可靠性高、可視化效果好,完全滿足了監(jiān)控系統(tǒng)的快速通信要求。 本課題的研究成果為工業(yè)控制領域提供了一個開放式、全分布、可互操作性的通信控制平臺,為提高煤礦井下設備的遠程智能監(jiān)控水平和安全操控系數提供了新的解決方法,為地面監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)更大規(guī)模、更深層次地對井下電氣設備的集中控制、分散管理奠定了理論和實踐基礎。
標簽: ARM 嵌入式網絡 中的應用 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-25
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礦用隔爆饋電開關是煤礦井下配電系統(tǒng)的關鍵設備,用于含有瓦斯或煤塵等爆炸危險環(huán)境的礦井中,控制和保護低壓供電網絡。其性能好壞直接影響著煤礦井下的生產安全和生產效率。 論文將嵌入式網絡控制系統(tǒng)應用到饋電開關中,通過對礦山供電系統(tǒng)工作原理、真空饋電開關工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210為處理器、ARM7為內核)嵌入式網絡控制系統(tǒng)的研究,實現(xiàn)了總體網絡拓撲結構的設計和智能饋電開關控制系統(tǒng)硬件電路的設計;通過對嵌入式實時操作系統(tǒng)的移植、嵌入式TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn)和移植以及基于C/S模式下的套接字編程等的研究和分析,完成了監(jiān)控主機與嵌入式系統(tǒng)的通信軟件和保護控制算法的應用程序的編寫,從而實現(xiàn)了礦井地面監(jiān)控主機與井下嵌入式系統(tǒng)饋電開關的快速通信,解決了地面監(jiān)控主機對井下饋電回路及電氣開關的遠程智能監(jiān)控的難題,設計完成了一套集實時保護控制和遠程監(jiān)控功能于-身的智能型饋電開關網絡控制系統(tǒng)。
上傳時間: 2013-05-21
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隨著嵌入式技術和網絡技術的發(fā)展和應用,充分結合兩種技術優(yōu)勢的遠程數據采集終端正在不斷地被研究和開發(fā)。本文即是此背景下,綜合以往遠程數據采集終端的優(yōu)缺點,對基于ARM的遠程數據采集智能終端予以研究和實現(xiàn),該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過RS232或A/D模塊采集用戶終端設備數據信息;在GPRS接入方式下使用GPRS無線數據終端通過GPRS網絡接入互聯(lián)網,在INTERNET接入方式下則直接接入互聯(lián)網;接入后則可向遠程控制中心上傳用戶終端據信息。本文研制的遠程數據采集終端可廣泛地應用包括環(huán)保數據采集在內的多種數據遠程采集場合。 本文主要做了以下研究工作: 1、對硬件資源進行了外圍擴展,對S3C44BOX處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計,使之具備了滿足使用需求的最小系統(tǒng)硬件資源。包括外圍存儲、LCD、鍵盤、以太網卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運用多任務操作系統(tǒng)可以有效的組織并行任務的處理,本文對μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)進行了移植,對原有μc/os-Ⅱ操作系統(tǒng)的搶占式調度機制進行了改造,使之成為整體搶占,局部輪詢的調度機制;使之較好地滿足了實際要求。 3、無論采用GPRS方式還是INTERNET方式,設備終端與INTERNET實現(xiàn)通信都必須具備相應的協(xié)議。本文實現(xiàn)了TCP/IP有關網絡協(xié)議棧的建立,對協(xié)議進行了簡化設計,實現(xiàn)了兩種方式的接入,滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機交互能力,構建了嵌入式圖形界面,實現(xiàn)了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過以上工作,建立了一個功能齊全,實時可靠,基于嵌入式系統(tǒng)的遠程數據采集終端。
上傳時間: 2013-07-17
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Internet現(xiàn)已成為社會重要的信息流通渠道。嵌入式系統(tǒng)能夠連接到 Internet上面將信息傳送到幾乎世界上的任何一個地方。嵌入式設備與Internet的結合代表著嵌入式系統(tǒng)和網絡技術的真正未來。隨著IPv6的應用,設備都可能獲得一個全球唯一的IP地址,通過IP地址和互聯(lián)網相連成為一個網絡設備。因此隨著電子技術和Internet技術的發(fā)展使的家用電子電器產品步向智能化網絡化的智能家居方向。智能家居是集成微電子技術與控制技術當前嵌入式系統(tǒng)典型的代表。 本文將嵌入式技術與電力載波通信協(xié)議X-10技術結合起來來實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng),著重研究智能家居控制系統(tǒng)的核心一基于ARM核的智能家居網關軟硬件設計。智能家居網關是一個嵌入式WEB服務器,用戶通過登陸智能家居網關進而實現(xiàn)對智能家居網關的遠程控制操作,智能家居網關將接收到的用戶命令進行“翻譯”之后向家庭電力線發(fā)送X-10指令,實現(xiàn)對家庭設備的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的原理及X-10技術;然后給出具體基于ARM平臺的硬件電路設計,本文在以LPC2210為處理器實現(xiàn)智能家居控制系統(tǒng)的設計中,給出詳細設計步驟與過程。本系統(tǒng)主要電路包括有電源電路、鍵盤電路、LCD顯示電路、存儲電路、網口電路、及X-10電力載波電路等等;其次ARM平臺軟件實現(xiàn)是本文的一個重點。本文主要分三步來實現(xiàn):第一步實現(xiàn)了在LPC2200系列處理器上的嵌入式操作系統(tǒng)uC/OS-Ⅱ的移植、第二步實現(xiàn)TCP/IP協(xié)議棧LWIP在嵌入式操作系統(tǒng)上的移植、第三步實現(xiàn)WEB服務器的組建以及應用軟件設計。最后系統(tǒng)在搭建完軟硬件平臺之后,進入調試結果環(huán)節(jié)。系統(tǒng)運行后本人使用本地示波器觀看波形,然后通過對波形的解析與X-10指令的對照來驗證基于ARM的智能家居控制系統(tǒng)的可行性,進而實現(xiàn)了X-10信息家電與Internet的互連控制。
標簽: ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-06-04
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嵌入式系統(tǒng)是一種將底層硬件、實時操作系統(tǒng)和應用軟件相結合的專用計算機系統(tǒng),在經濟社會和人們的日常生活中得到了越來越廣泛的應用。嵌入式系統(tǒng)的研究與開發(fā)已成為現(xiàn)代電子領域的重要研究方向之一。嵌入式實時操作系統(tǒng)是嵌入式系統(tǒng)應用軟件開發(fā)的支撐平臺,網絡化是主要趨勢之一。 μC/OS-Ⅱ作為一種新興的嵌入式實時操作系統(tǒng),以其免費公開源碼、面向中小型應用、可搶占、多任務以及較好的移植性等突出特點,在各類嵌入式設備中得到廣泛應用。然而,μC/OS-Ⅱ內核中不支持TCP/IP協(xié)議棧,因而無法適應嵌入式設備網絡化的需要。本文的主要目標是:在計算資源嚴重受限的條件下,研究使嵌入式系統(tǒng)支持TCP/IP協(xié)議的策略及其實現(xiàn)方法。 本課題以實驗室現(xiàn)有的Samsung S3C44BOX芯片為核心的ARM開發(fā)板作為硬件平臺,分析了ARM7TDM[內核的特點及S3C44BOX的結構。在詳細分析實時操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ及其內核原理的基礎上對其進行適當的改進并成功移植到ARM硬件平臺上。針對μC/OS-Ⅱ內核不支持TCP/IP協(xié)議棧的問題,引進了嵌入式TCP/IP協(xié)議uIP,將其應用到μC/OS-Ⅱ上,成為μC/OS-Ⅱ的網絡服務模塊,實現(xiàn)了對μC/OS-Ⅱ的網絡功能的擴充,并在uIP基礎上編寫了相關的網絡驅動程序。最后,本課題設計了基于HTTP協(xié)議的嵌入式Web服務器和基于TFTP協(xié)議的遠程文件傳輸,從而使網絡遠程監(jiān)控測量和在線程序的更新下載成為現(xiàn)實。 本課題經過數月的軟硬件的設計和調試,已實現(xiàn)了最初的設計目標。測試結果表明:移植到ARM處理器上的μC/OS-Ⅱ內核可以成功實現(xiàn)對任務的調度;對μC/OS-Ⅱ內核擴充的TCP/IP協(xié)議——uIP可正常運行:嵌入式Web服務器和遠、程文件傳輸在實驗室局域網中的穩(wěn)定運行,更加證明了本課題的成功性。
上傳時間: 2013-05-17
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隨著計算機技術、通信技術、集成電路技術和控制技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的工業(yè)控制領域正經歷著一場前所未有的變革,開始向網絡化方向發(fā)展。本文即從未來工業(yè)控制網絡發(fā)展的需要出發(fā),設計并實現(xiàn)了以S3C2410微處理器為核心的嵌入式網絡控制器。 本文以S3C2410-32 位微處理為核心,設計并實現(xiàn)了具有1路以太網接口、1路 USB Host 接口、1路USB Device 接口、3路RS232串口、1個CAN總線擴展卡、1個RS485擴展卡、1個RS422擴展卡使用、8路A/D、1路D/A、4路 PWM、一個 240×320TFT LCD 顯示觸摸屏的功能強大的嵌入式網絡控制器。并在此基礎上,結合嵌入式操作系統(tǒng)Windows CE建立了一個嵌入式軟件開發(fā)平臺。 在深入研究和分析CANopen協(xié)議的基礎上,實現(xiàn)了基于Windows CE 的嵌入式 CANopen 協(xié)議棧,大大提高了嵌入式網絡控制器在現(xiàn)場總線上的通信和控制能力,為新型的網絡控制算法研究提供了實驗平臺。在探討了TCP/IP協(xié)議的基礎上研究了基于 Windows CE 的嵌入式 TCP/IP 協(xié)議棧,掌握了Windows CE 平臺的網絡 Socket 通信編程,使控制器能夠通過以太網接到Intranet或Intemet上。 在完成嵌入式網絡控制器硬件與軟件設計的基礎上,將控制器應用到了網絡化的嵌入式數控系統(tǒng)的中央數控單元中,實現(xiàn)數控系統(tǒng)等數控設備小型化、網絡化和集成化的需要。并以此為基礎,結合計算機控制實驗室建設,構建了三層(信息層、控制層和設備層)工業(yè)網絡實驗平臺,實現(xiàn)了實驗室設備真正的網絡互連,為網絡控制研究提供了一個高性能的平臺。
上傳時間: 2013-06-10
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