我國是世界上設施農業面積最大的國家,設施面積占世界總面積的70-80%。目前國內設施溫室應用的主要環境參數采控系統大多為進口產品,這些產品技術含量高,采控效果好,但相對價格較高,通常適用于現代化的大型或高檔連棟溫室。少數國產品牌無論技術水平還是采控效果均不甚理想,尤其缺少能夠適用于我國常見的中小型日光溫室的低成本智能采集控制裝置。本文基于國家高技術研究發展計劃(863計劃)課題“設施農業精準生產技術系統構建與應用”,對設施溫室環境和生物信息數據采集、傳輸、備份、調控問題進行了研究。 論文分析了目前國內中小型日光溫室環境監控需求,提出并實現了一套網絡型設施農業日光溫室智能控制系統從硬件到軟件的完整方案。主要研究工作如下: (1) 開發了面向常用環境信息傳感器和生物信息傳感器的數據采集模塊,該數據采集模塊具有可定制、可擴展的特點。 (2) 開發了基于CF卡的數據備份及存儲模塊,為實現現場數據的大容量存儲和本地化自主控制提供了基礎。 (3) 構建了傳感器數據的局域傳輸網絡和以太網絡接口,滿足了節點環境參數及視頻信息寬帶傳輸與溫室集中監控的需要。 (4) 開發了面向中小型日光溫室的可擴展核心設備管理模塊,實現了在決策服務器支持下的環境參數本地自主調控。 (5) 移植了嵌入式操作系統、開發了設備驅動程序,使用戶可以靈活方便地調用板載設備進行系統的二次定制開發。 (6) 對系統軟件、硬件進行了模擬調試和現場實驗,驗證了系統在設施溫室環境采控中的各項功能。 論文結構如下:首先分析了課題的研究背景、意義、研究現狀和相應關鍵技術;然后在溫室控制的需求分析上提出了智能控制系統的方案;接著給出了智能PAC系統子/主節點的硬件設計及實現,給出了基于U-BOOT與uClinux的智能PAC系統軟件設計和驅動開發;其次設計了實驗平臺對智能PAC系統進行仿真調試和現場實驗。論文最后展望了我國設施農業溫室環境監控的發展。 現場實驗表明,該智能PAC系統解決了日光溫室環境和生物信息數據采集、傳輸、備份問題,并且具有可定制化、可編程、運行穩定可靠的特點,達到了預期的設計要求。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著計算機技術、網絡技術和微電子技術的深入發展,嵌入式系統在各個領域中得到廣泛應用。以ARM和以FPGA為核心的嵌入式系統是當前嵌入式研究的熱點,而相關研究的開展需要功能強大的開發平臺支持,因此基于ARM和FPGA的開發平臺設計研究具有重要意義。 本文分別設計了一款基于PXA270的ARM開發平臺和一款基于Virtex5的FPGA開發平臺,主要針對電源管理、接口設計、板級時序等關鍵技術進行了研究。在此基礎上利用PADS Logic設計工具完成了系統原理圖設計,并借助Hyperlynx SI仿真工具,對PCB的板級設計問題進行了分析,實現了平臺PCB的可靠設計。最后對平臺各模塊進行了調試,通過在平臺上運行操作系統并加載可執行程序的方法驗證了平臺整體功能。 本文的特色體現在以下三個方面: (1)結合PXA270處理器內部的電源管理單元和MAX1586A集成電源管理芯片,實現了PXA270開發平臺的動態電源管理,有效降低了平臺功耗; (2)平臺實現了FF/BT/STUART、USB Host/Client、SD/MMC、AC'97、LCD和擴展VGA、PCMCIA/CF等多種接口,具有良好的開發靈活性和通用性; (3)對開發平臺PCB板級走線中可能出現的反射、串擾、時序沖突等問題進行評估,給出了布線約束方案,使系統可靠性得到有效提高。
上傳時間: 2013-07-06
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嵌入式網絡視頻監控系統是一種以嵌入式技術、視頻編碼技術和網絡傳輸技術為核心的新型視頻監控系統,它在穩定性、實時性、處理速度、功能、價格、擴展性等方面和傳統的視頻監控系統相比有著突出的優勢,同時也代表著目前視頻監控系統研究和發展的方向。 本文研究并實現了以微處理器S3C2440和嵌入式Linux操作系統為核心的嵌入式網絡視頻監控系統。論文首先介紹了嵌入式視頻監控技術的發展趨勢和研究現狀,而后闡述了該系統硬件總體設計方案,討論了基于嵌入式Linux操作系統的開發平臺的構建,詳細論述了視頻采集、編碼、存儲、傳輸等單元的軟硬件設計,重點論述了基于AL9V576的視頻編碼模塊和基于TW2835的視頻處理模塊的設計。 本文研究的主要內容如下: 1、研究視頻采集單元的優化方法,設計采用音視頻控制器TW2835采集四路模擬視頻輸入信號并疊加OSD環境信息顯示,提高了視頻處理的功能和視頻質量; 2、研究雙核構架,采用混合信號系統級芯片C8051F340控制TW2835、采集環境信息并與S3C2440串口通信,使視頻采集單元模塊化設計,增加了產品設計的靈活性,減小了主控芯片的負擔和軟件設計的復雜性,便于產品功能的擴展和二次開發; 3、研究并分析了MPEG-4的硬件實現方式,采用高品質、高性能、低功率視頻壓縮芯片AL9V576進行MPEG-4編碼,大幅提升了壓縮效率,另外還設計了SRAM主機接口與主控芯片通信,突破了傳統芯片大多采用的PCI接口的限制,方便模塊的組合; 4、研究并設計了CF卡存儲方案,實現了一種在嵌入式視頻服務器上的視頻檢索和存儲方法。
上傳時間: 2013-05-16
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發電機是電力系統的關鍵設備,如何有效監測發電機的工作狀態一直是電力部門研究的重要課題之一。發電機可以正常工作,其中絕緣體部分起著不可或缺的作用,以前的發電機絕緣體監測系統都存在著一些不足,比如精度低,適用范圍窄等。基于此原因,本文介紹了FJR裝置,它可以用來監測發電機絕緣體是否出現過熱或老化的情況,為發電機的安全運行提供了保障。該裝置具有很高的靈敏度,可適合于空冷、水冷等不同發電機。整個檢測系統分為氣路和電路兩部分,氣路部分負責將發電機絕緣體的狀況轉化成電流信號,而電路部分負責對這些電流信號進行處理。文中將FJR系統的氣路部分等效為一個黑盒子,而重點介紹其電路部分。電路部分主要的功能是采集從氣路傳送過來的兩路電流信號,并進行計算和分析,決定是否報警,同時將采集到的數據和分析的結果定性地顯示給工作人員。 本文第一章介紹了課題的研究背景,并在此基礎上提出了課題的必要性和研究方向;第二章從整體入手,對監測系統的功能進行了分析,明確了要實現的功能和目標,并提出了使用ARM做上位機,負責系統控制和界面顯示,DSP做下位機負責信號的采集和計算;后面幾章則分別介紹了系統的各個模塊;第三章主要介紹嵌入式系統及其軟件開發,包括系統的設計以及各個功能的實現,比如串口通信、CF卡存儲等等,從本章中可以了解到系統的界面顯示內容和鍵盤操作步驟;第四章介紹了負責信號采集和計算的DSP系統,并且詳細介紹了實現各項功能時所用到的外部設備,包括RTC時鐘,AD采樣芯片等;本章接下來闡述了DSP和ARM兩個模塊如何通過雙口RAM實現通信以及通信幀的格式;第五章介紹了系統中的一些硬件電路,包括模擬放大器等,使得讀者可以更全面地了解本系統,同時在本章作者還總結了一些電路板設計的心得和體會。論文最后一章對本文所做的工作進行了總結,指出了需要改進之處,也指明了以后進一步研究的任務和方向。
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現代計算機技術和互聯網技術的飛速發展,嵌入式系統成為了當前信息行業最熱門的焦點之一。而ARM以其高性能低功耗的特點成為目前應用最廣泛的32位嵌入式處理器。在嵌入式操作系統方面,Linux憑借其性能優異、結構清晰、平臺支持廣泛、網絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優勢,被嵌入式系統開發者廣泛地采用。Linux 2.6包含許多新的特性,為其在嵌入式領域的應用提供了強有力的支持,新的內核越來越多地應用于嵌入式Linux系統中。 本文的工作基于艾科公司研發的硬件平臺Ark1600開展。該平臺上集成了多個功能模塊,例如LCD、12S、GPIO、12C等,同時支持XD、CF、MMC、SD等多種硬件存儲設備,在設備通信方面提供了USB、串行通信等傳輸方式。本文的主要工作是研究Linux在ARM芯片上的移植,并在此基礎上闡述Linux設備驅動的開發。 首先構建了交叉編譯環境,然后在分析Ark1600硬件體系結構的基礎上詳細闡述了BootLoader程序設計與實現、Linux2.6內核移植、Ramdisk文件系統移植的全過程,為后續項目的實施搭建了一個良好的開發平臺。論文最后闡述了Linux 2.6內核中開發塊設備驅動程序的實現方法,并以XD塊設備驅動程序為例,詳細闡述了Linux驅動程序的開發流程。 主要工作量在于BootLoader程序的設計與實現、Linux系統移植和XD塊設備驅動程序的開發。因為項目平臺獨特的硬件環境,一些程序代碼要嚴格依賴硬件設備設計。在Linux移植中的主要工作包括串口控制臺的驅動、設置系統的存儲布局、初始化系統定時器、初始化系統中斷、在Linux系統中建立標識本硬件平臺的結構體變量、配置并編譯Linux內核等。
上傳時間: 2013-05-18
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本文研制了一種基于社區和家庭,以家庭為核心的“家庭——社區醫院——中心醫院”的三層體系結構的遠程家庭監護系統。該系統主要包括家庭端的遠程家庭監護智能終端和遠端的醫院監護中心兩部分,其中,家庭端的遠程家庭監護智能終端的軟硬件實現是本文的重點和關鍵。 給出了遠程家庭監護智能終端的硬件結構和軟件體系的總體設計方案。遠程家庭監護的硬件平臺,以Philips的ARM內核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心,外圍擴展藍牙模塊、ISP1160 USB主機模塊、10M以太網通信模塊、CF卡存儲模塊和液晶顯示模塊等模塊實現。對各硬件模塊的設計實現做了詳盡的論述。在硬件平臺的基礎上,移植嵌入式操作系統μC/OS-Ⅱ,按照操作系統、中間件程序和應用程序的分層軟件體系結構,設計實現了遠程家庭監護智能終端的軟件,使得軟件更易維護和升級。 對家庭監護終端的軟件實現進行了詳細的論述。設計實現了各硬件模塊的驅動程序、通信協議和應用程序。整個應用程序按功能劃分為9個任務,由操作系統內核進行調度,提高了系統的可靠性和實時性。應用程序實現了友好的人機界面和生理信號的自動分析功能。重點研究了ECG信號自動分析診斷算法,應用自適應模板法,實現了疾病自動分析診斷功能,能夠實現10種常見心律異常的自動分析診斷。 遠程家庭監護智能終端系統可實現對病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數的實時遠程監護,可根據病人的情況定制要監護的參數,具有良好的可擴展性和靈活性。遠程家庭監護終端,通過藍牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數,通過USB主機下行口連接其他生理參數模塊采集血壓等參數。所采集的參數經終端分析處理后,可在液晶上顯示生理參數值及結果,并可通過局域網傳送到監護中心服務器,供社區醫院監護醫生分析診斷。在病人出現生理異常時,家庭監護智能終端能夠給出初步診斷結果并發出報警。監護服務器收到報警后提醒監護醫生給出診斷結果,并將診斷結果反饋到家庭監護終端顯示,使病人能夠得到及時救治。
上傳時間: 2013-06-06
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隨著TD—SCDMA技術的不斷發展,TD—SCDMA系統產品也逐步成熟并隨之完善。產品家族日益豐富,室內型宏基站、室外型宏基站、分布式基站(BBU+RRU)、微基站等系列化基站產品逐步問世,可以滿足不同場景的建網需求。而分布式基站(BBU+RRU)越來越多地受到業界的關注和重視。 本文主要從TD—SCDMA頻點拉遠系統(RRU)和軟件無線電技術的發展入手,重點研究TD—SCDMA頻點拉遠系統的FPGA設計與實現。TD—SCDMA通信系統通過靈活分配不同的上下行時隙,實現業務的不對稱性,但是多路數字中頻所構成的系統成本高和控制的復雜性,以及TDD雙工模式下,系統的峰均比隨時隙數增加而增加,對整個頻點拉遠系統的前端放大器線性輸入提出了很高的要求。TD—SCDMA系統使用軟件無線電平臺,一方面軟件算法可以有效保證時隙分配的準確性,保證對前端控制器的開關控制,以及對上下行功率讀取計算和子幀的靈活提取,另一方面靈活的DUC/CFR算法可以有效的提高頻帶利用率和抗干擾能力,有效的控制TDD系統的峰均比,有效降低系統對前端放大器線性輸出能力的要求。 本文主要研究軟件無線電中DUC和CFR的關鍵技術以及FPGA實現,DUC主要由3倍FIR內插成型濾波器、2倍插值補償濾波器以及5級CIC濾波器級聯組成;而CFR主要采用類似基帶削峰的加窗濾波的中頻削峰算法,可以降低相鄰信道的溢出,更有效的降低CF值。將DUC/CFR以單片FPGA實現,能很好提高RRU性能,減少其硬件結構,降低成本,降低功耗,增加外部環境的穩定性。
上傳時間: 2013-04-24
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·ARM+MP3+USB HOST 開發板(at91sam7s64+vs1003b+ch375v) 1.atmel出品的at91sam7s64作為主控芯片 2.外配vs1003b作為mp3/wma解碼器 3.ch375v作usb主機芯片, 4.支持接口 5.sd card,mmc card 6.cf card 7.u盤 8.ide port(連接硬盤,光驅) 9.液晶 10.可通過串口,usb下載程
上傳時間: 2013-05-29
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This document was developed under the Standard Hardware and Reliability Program (SHARP) TechnologyIndependent Representation of Electronic Products (TIREP) project. It is intended for use by VHSIC HardwareDescription Language (VHDL) design engineers and is offered as guidance for the development of VHDL modelswhich are compliant with the VHDL Data Item Description (DID DI-EGDS-80811) and which can be providedto manufacturing engineering personnel for the development of production data and the subsequent productionof hardware. Most VHDL modeling performed to date has been concentrated at either the component level orat the conceptual system level. The assembly and sub-assembly levels have been largely disregarded. Under theSHARP TIREP project, an attempt has been made to help close this gap. The TIREP models are based upon lowcomplexity Standard Electronic Modules (SEM) of the format A configuration. Although these modules are quitesimple, it is felt that the lessons learned offer guidance which can readily be applied to a wide range of assemblytypes and complexities.
上傳時間: 2014-12-23
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One of the most misunderstood constructs in the Verilog language is the nonblockingassignment. Even very experienced Verilog designers do not fully understand how nonblockingassignments are scheduled in an IEEE compliant Verilog simulator and do not understand whenand why nonblocking assignments should be used. This paper details how Verilog blocking andnonblocking assignments are scheduled, gives important coding guidelines to infer correctsynthesizable logic and details coding styles to avoid Verilog simulation race conditions
上傳時間: 2013-10-17
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