隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展,嵌入式系統成為當前最熱門的焦點之一;ARM以其高性能低功耗等特性成為目前應用最廣泛的32位嵌入式處理器。近年來得到快速發展的機電一體化設備的人民幣紙幣清分機系統,是嵌入式系統的典型應用;它的主要工作流程是:人民幣圖像通過圖像傳感器采集得到的模擬信號,經過放大、A/D轉換和FPGA協調之后得到數字圖像,經緩存后進入到主CPU--S3C2410,通過圖像識別,實現面向、面值、新舊分級、破損程度等特征的識別,最后送出結果到控制CPU對識別結果進行相應的顯示和機械動作。論文主要涉及以下這些內容: 1):基于ARM的嵌入式系統和清分機系統介紹。 2):人民幣清分機的硬件系統基本構架,清分機的各關鍵硬件的選型及主要原理;著重介紹清分機的處理核心--S3C2410。 3):圖像處理基礎。介紹了清分機系統中各類圖像的特點,圖像分析中的常用工具--灰度直方圖,從而為識別算法做好準備。 4):介紹了人民幣的特征識別算法原理及實現基本流程,通過MATLAB對算法進行仿真研究。 5):嵌入式linux設備驅動的開發。針對清分機設備種類繁多而又是多任務的特點,本文提出使用可裁剪而又穩定的linux操作系統來管理整個清分機系統;而實現操作系統對清分機的管理首先就要實現設備與操作系統的連接--設備驅動。
上傳時間: 2013-06-01
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儀器儀表產品的總體發展趨勢是傳統的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩定、高可靠、高環保和長壽命的“六高一長”的方向發展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數字化、多功能化、智能化、網絡化、計算機化的方向發展;其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網絡化。而我國儀器儀表在工業自動化儀表方面重點發展基本上是基于現場總線技術的主控系統裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機,8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網絡、圖像傳輸等要求,而且對人際交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現有閘門測控儀存在的功能單一、網絡功能差、接口標準不統一、不具備監控功能等問題,開發設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發點,在分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上,合理地進行軟硬件設計,為在同一硬件平臺下實現多種儀表的功能進行創新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計,構建基于ARM系統的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統的軟件平臺。應用嵌入式系統技術設計開發全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制;過閘流量實時自動監測;閘門運行狀態診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業以太網現場總線接口與網絡傳輸等。
上傳時間: 2013-04-24
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超聲理論與技術的快速發展,使超聲設備不斷更新,超聲檢查已成為預測和評價疾病及其治療結果不可缺少的重要方法。超聲診斷技術不僅具有安全、方便、無損、廉價等優點,其優越性還在于它選用診斷參數的多樣性及其在工程上實現的靈活性。 全數字B超診斷儀基于嵌入式ARM9+FPGA硬件平臺、LINUX嵌入式操作系統,是一種新型的、操作方便的、技術含量高的機型。它具有現有黑白B超的基本功能,能夠對超聲回波數據進行靈活的處理,從而使操作更加方便,圖象質量進一步提高,并為遠程醫療、圖像存儲、拷貝等打下基礎,是一種很有發展前景、未來市場的主打產品。全數字B型超聲診斷儀的基本技術特點是用數字硬件電路來實現數據量極其龐大的超聲信息的實時處理,它的實現主要倚重于FPGA技術。現在FPGA已經成為多種數字信號處理(DSP)應用的強有力解決方案。硬件和軟件設計者可以利用可編程邏輯開發各種DSP應用解決方案??删幊探鉀Q方案可以更好地適應快速變化的標準、協議和性能需求。 本論文首先闡述了醫療儀器發展現狀和嵌入式計算機體系結構及發展狀況,提出了課題研究內容和目標。然后從B超診斷原理及全數字B超診斷儀設計入手深入分析了B型超聲診斷儀的系統的硬件體系機構。對系統的總體框架和ARM模塊設計做了描述后,接著分析了超聲信號進行數字化處理的各個子模塊、可編程邏輯器件的結構特點、編程原理、設計流程以及ARM處理模塊和FPGA模塊的主要通訊接口。接著,本論文介紹了基于ARM9硬件平臺的LINUX嵌入式操作系統的移植和設備驅動的開發,詳細描述了B型超聲診斷儀的軟件環境的架構及其設備驅動的詳細設計。最后對整個系統的功能和特點進行了總結和展望。
上傳時間: 2013-05-28
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近些年來,隨著以計算機技術、通信技術為主的信息技術的快速發展和Internet的廣泛應用,嵌入式系統也受到了越來越多的重視,日益廣泛的應用與工業控制、移動通訊、家用電器以及消費電子設備中。 而數據采樣在現代工業中發揮著非常重要的作用,工業設備的監測和控制都離不開數據的采集。但傳統的基于單片機系統的數據采樣模塊因為無法或很難完成操作系統的嵌入、文件的管理、各種接口的連接、與Internet的互聯、大容量存儲器的擴展等功能,所以在許多領域的應用受到限制。針對這些問題,設計開發了基于Linux操作系統的嵌入式數據采集模塊。 本文在綜合分析了現有數據采集系統存在問題的基礎上,新設計的嵌入式數據采集系統采用板卡式結構提高了系統的可擴展性和靈活性;采用嵌入式Linux內核作為系統的運行、調度的核心,提高了系統的軟件可移植性和穩定性;采用基于ARM9核的32位嵌入式微處理器,作為控制、處理和通信的核心,提高了整個硬件系統的處理能力、控制靈活性以及抗干擾能力,并降低了功耗。系統有強大的網絡通信能力,為接入Internet提供了可能。 基于ARM的嵌入式數據采集與處理系統結構清晰、通用性好、可擴展性強,可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案,在工業測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
上傳時間: 2013-04-24
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數控沖床送料系統主要用于與沖床實現配套,在沖孔過程中按照程序設定控制板料移動和沖床沖孔,實現沖孔的高度自動化。自動送料機構作為沖壓加工生產實現自動化的最基本的要求,它的自動化程度高低,直接影響著沖壓生產效率以及沖壓生產整體自動化水平,只有其自動化程度與沖壓設備相匹配甚至高于沖壓設備,才能夠實現沖壓生產的完全自動化。 嵌入式系統是繼IT網絡技術之后,又一個新的發展方向,由于嵌入式系統自身的優點,現在已經廣泛應用到軍事國防、消費電子、工業控制等各個領域。隨著電子、計算機、自動控制以及精密機械與測試技術的不斷提高和發展,自動送料裝置也在隨著數控機床的發展而在迅速發展和演變。而隨著嵌入式微處理器的發展,嵌入式系統也開始運用到數控沖床自動送料系統中來。 本文采用目前廣泛使用的32位ARM微處理器,Samsung公司基于ARM920T的S3C2440A作為系統的主控制器,該處理器主要面向嵌入式設備,具有性價比高、功耗低的特點,并且在嵌入式Linux操作系統下可移植性好,具有較強的控制能力和豐富的片內資源。該系統能實現數控沖床的自動送料,軟硬件結構簡單,定位精度高,操作簡單方便,具有良好的人機界面。論文首先根據生產實際要求和控制系統設計原則,確定了送料系統的軟硬件總體設計方案。硬件方面,在S3C2440A的基礎上擴展了NANDFlash、NORFlash、SDRAM、LCD觸摸屏模塊,并設計了X、Y軸電機及其驅動電路。軟件方面,選用Linux操作系統,在此基礎上構建了嵌入式Linux開發環境,實現了Bootloader、Linux內核、YAFFS根文件系統的移植,選用Qt/Embeded設計系統的操作界面,給出了系統各個模塊的程序設計,包括人機界面、速度預處理、插補模塊和電機控制部分,文章對系統的軟硬件的抗干擾技術也專門做了介紹。隨后,文章還介紹了積分分離的PID控制算法,并通過使用matlab對電機控制進行仿真,驗證了該算法的可行性。 文章在最后對整個設計進行了總結和展望,指出了系統存在的問題和一些可以改進的地方。
上傳時間: 2013-06-28
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通信電源監控系統是一個分布式計算機控制系統,它集中并融合了傳感器技術、現代計算機技術、通信技術、網絡技術和人機系統技術的最新成果,能夠實現遙測、遙信和遙控三遙功能,對實現現代化的通信電源維護和科學管理有著重要的意義。隨著嵌入式技術近年來的發展,嵌入式系統在傳統的工業監測、機械控制,及新興的移動通訊、數字娛樂方面的應用越來越廣泛。在工業領域,傳統的監控系統主要以單片機為硬件載體進行設計,功能相對單一,可視化及擴展性有限。隨著Linux系統的不斷升級換代,現在出現了以ARM芯片為載體,以Linux系統為軟件平臺的新一代監控系統。它除了能實現原有單片機的功能外,還具備網絡通信功能,其設計過程及界面更加人性化。 本文以基于ARM構建的嵌入式系統為軟硬件平臺,探討了其在電源監控領域的應用。首先,本文討論了通信電源監控系統的功能、組成、體系結構、組網方案、監控對象及監控點的選取等內容。在此基礎上重點對局站中心SU作了設計,包括整體結構、設備、組網等,并給出前置單元嵌入式系統硬件結構、系統軟件和監控軟件的實現。最后,介紹了嵌入式WEB服務器和嵌入式數據庫在嵌入式系統中的應用,并給出本系統使用的BOA服務器和SQLite數據庫的實現方法。
上傳時間: 2013-07-28
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通信電源監控系統是一個分布式計算機控制系統,它集中并融合了傳感器技術、現代計算機技術、通信技術、網絡技術和人機系統技術的最新成果,能夠實現遙測、遙信和遙控三遙功能,對實現現代化的通信電源維護和科學管理有著重要的意義。隨著嵌入式技術近年來的發展,嵌入式系統在傳統的工業監測、機械控制,及新興的移動通訊、數字娛樂方面的應用越來越廣泛。在工業領域,傳統的監控系統主要以單片機為硬件載體進行設計,功能相對單一,可視化及擴展性有限。隨著Linux系統的不斷升級換代,現在出現了以ARM芯片為載體,以Linux系統為軟件平臺的新一代監控系統。它除了能實現原有單片機的功能外,還具備網絡通信功能,其設計過程及界面更加人性化。 本文以基于ARM構建的嵌入式系統為軟硬件平臺,探討了其在電源監控領域的應用。首先,本文討論了通信電源監控系統的功能、組成、體系結構、組網方案、監控對象及監控點的選取等內容。在此基礎上重點對局站中心SU作了設計,包括整體結構、設備、組網等,并給出前置單元嵌入式系統硬件結構、系統軟件和監控軟件的實現。最后,介紹了嵌入式WEB服務器和嵌入式數據庫在嵌入式系統中的應用,并給出本系統使用的BOA服務器和SQLite數據庫的實現方法。
上傳時間: 2013-06-09
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視頻監控系統是安全防范系統的組成部分,它是一種防范能力較強的綜合系統。視頻監控以其直觀、方便、信息內容豐富而廣泛應用于許多場合。嵌入式視頻監控系統是以應用為中心、軟硬件可裁減的、適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積等綜合性嚴格要求的專用計算機系統,亦即為監控系統量體裁衣的專用計算機系統。嵌入式視頻監控系統主要由嵌入式處理器、相關支撐硬件、嵌入式操作系統及應用軟件系統等組成,它是集軟硬件于一體的可獨立工作的“器件”。在視頻監控上的嵌入式應用將是視頻監控領域的一個重要發展方向。 論文首先闡述了嵌入式網絡視頻監控系統的發展、現狀以及整體構建,然后介紹了嵌入式Linux操作系統以及ARM處理器的發展情況,分析了主要外圍電路的設計,以及如何在ARM硬件平臺上進行嵌入式Linux內核的編譯與移植,介紹了Bootloader的啟動原理及運行過程,并對在Linux操作系統下的USB驅動程序的開發進行了研究。本文重點討論了圖像采集、編碼和網絡通信程序的設計原理與實現。最后進行了系統整體測試,并提出進一步開發設想。 本文的研究結果具有較大的工程實際意義,對于基于IP技術的各種視頻通信應用具有一定的參考價值。
上傳時間: 2013-06-28
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大多數現在的PCL打印機驅動程序都是將需要打印的文件(包括圖形或者文本)處理成JPEG文件發送到打印機進行打印,因為這樣一方面可以減少發送給打印機的數據量,一方面可以極大的簡化驅動程序的開發。而在打印機內部,這些JPEG文件又被解碼成BMP文件進行進一步的處理。采用這種方式工作的打印機JPEG解碼的工作占據了其CPU時間的一半以上,所以JPEG文件解碼引擎是打印機的核心之一,提高JPEG的解碼速度對于提高打印機的處理能力至關重要。 同時,JPEG文件解碼工作是一個計算密集型的作業,主要有兩個辦法提高它的速度:一個是設計更高效的算法,一個是采用性能更加強勁的CPU設備。在單核CPU的嵌入式環境中,JPEG編解碼速度已經幾乎到了極限,難有提升的空間,然而近兩年多核嵌入式芯片的出現,為大幅度提升它的性能提供了可能。 本文基于嵌入式的Linux平臺,采用ARM11 MPCore4核處理器,針對PCL,XL打印機控制語言的JPEG文件解碼設計和實現了一個高速引擎,主要內容為: 分析和解碼PCL,XL文件,提取出其中的JPEG文件。 對JPEG文件實現并行化解碼,在多個處理器核上并行處理,并針對多核處理器構架進行內存讀取等方面的優化。 針對多核處理器的特點和優勢,設計和實現多線程調度算法。 總結和提取數據,分析多核處理器相對于單核處理器的性能提升。 另外,為便于讀者理解,文中簡要介紹了ARM(SIMD)指令集,嵌入式匯編以及與硬件相關的一些概念。
上傳時間: 2013-06-16
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半導體技術的迅猛發展使得微控制器集成度越來越高,計算速度越來越快,價格和功耗越來越低。近年來異軍突起的一些32位ARM微控制器工作主頻高達幾百兆,很好的解決了困擾工程師們的實時性問題。 隨著計算機、通訊和控制技術的發展,工業控制系統正在朝著網絡化、分布化的方向發展。現場總線既是一個開放通信網絡,又是一種全分布控制系統?,F已廣泛應用于多個工業領域。CAN總線即是現場總線的一種,它主要應用于各種設備檢測及控制,被公認為最有前途的現場總線之一。 本文基于ARM微控制器AT91RM9200,開發了一套帶有CAN總線接口的海洋氣象要素觀測系統。該系統可以掛接多個CAN總線傳感器節點,同時還具有以太網、USB、RS232、RS422、RS485等多種通信端口,并且可靠性高、抗干擾能力強。CAN總線傳感器節點,由傳感器、微處理器芯片(內嵌CAN控制器)和CAN收發模塊組成,可以獨立完成某一項或多項氣象要素的數據采集,同時還能實現與CAN總線的數據交換。 論文首先介紹了海洋氣象要素觀測系統的總體設計,接著介紹了傳感器節點的CAN總線實現方案,然后詳細闡述了以AT91RM9200為核心的開發平臺的硬件組成及實現,并以此硬件平臺為基礎,詳細的論述了嵌入式Linux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內核的編譯與裁剪、文件系統的制作、驅動程序的編寫、以及應用程序的開發。
上傳時間: 2013-05-20
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