圖像的采集和傳輸是實時監(jiān)控、遠程控制、智能小區(qū)等諸多領域的關鍵技術。基于傳統(tǒng)：PC的圖像采集已成為現(xiàn)實。隨著信息技術的迅速發(fā)展，嵌入式系統(tǒng)的研究開發(fā)成為了后PC時代的一個熱點，它被廣泛應用于工業(yè)現(xiàn)場、信息家電等各行各業(yè)。同時，圖像的遠程采集傳輸也朝著專業(yè)化、多樣化和低成本的方向發(fā)展。利用嵌入式技術來實現(xiàn)圖像的遠程采集傳輸正順應了時代發(fā)展，有較大的實用價值。 本文主要研究了基于嵌入式的遠程圖像采集傳輸系統(tǒng)。嵌入式終端采用$3C2410為核心的目標板為硬件平臺，采用嵌入式Linux為系統(tǒng)平臺。系統(tǒng)通過連接在嵌入式終端的USB攝像頭完成靜態(tài)圖像數(shù)據采集，并進行圖像壓縮處理。在圖像傳輸方面，論文設計了兩種模式：一種是通過Intemet傳輸?shù)摹⒒贐/S模式的傳輸方式。在該模式下，遠端客戶機通過瀏覽器訪問架設在終端里的嵌入式服務器而獲得圖像信息。另一種是基于GPRS網絡實現(xiàn)遠程無線圖像傳輸。終端將采集到的圖像數(shù)據通過GPRS網絡發(fā)送到擁有固定Ip的監(jiān)控服務器上來完成圖像遠程傳輸。 本文首先介紹了圖像采集傳輸和嵌入式方面的相關內容，并介紹了本論文所采用的開發(fā)平臺。為了順利開發(fā)接著構建了開發(fā)環(huán)境，這里包括U-boot的移植、Linux系統(tǒng)的內核編譯和移植、設備驅動模塊的加載以及交叉編譯環(huán)境的建立。在此基礎上，利用Vide04Linux的接口函數(shù)，用C語言實現(xiàn)了圖像原始數(shù)據的采集程序，并利用JPEG算法了實現(xiàn)圖像壓縮。在基于B/S模式的傳輸方式中，首先利用Boa架設了嵌入式服務器，然后用C語言完成cgi腳本，該腳本將圖像嵌入網頁并實時更新以實現(xiàn)網頁的動態(tài)輸出。在基于GPRS實現(xiàn)遠程無線圖像傳輸方式中，論文詳細分析了系統(tǒng)通訊數(shù)據流的特征，提出了采用辨識特征字符、數(shù)據打包等策略以實現(xiàn)GPRS的網絡連接和數(shù)據通訊，并且在此基礎上用C語言編程實現(xiàn)。同時，在PC(Linux)上用Socket編程實現(xiàn)了監(jiān)控服務器軟件，該軟件用以接收圖像數(shù)據和控制嵌入式終端的系統(tǒng)狀態(tài)。最后，論文分析比較了兩種傳輸方式的區(qū)別和優(yōu)缺點。試驗證明，采用兩種方式都能成功實現(xiàn)圖像的遠程采集傳輸，并且試驗效果較好。
上傳時間： 2013-05-17
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智能化住宅小區(qū)，是指在一定范圍內通過有效的傳輸網絡，將多元住處服務、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結合在一起，為該小區(qū)的服務與管理提供高技術的智能化手段。從而實現(xiàn)快捷高效的超值服務管理和安全舒適的家居環(huán)境，使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國民經濟和科學技術水平的提高，特別是計算機技術、通信技術、網絡技術和控制技術的迅速發(fā)展，促進了智能小區(qū)在我國的推廣和應用。目前這些小區(qū)的智能化建設大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場總線技術。但是現(xiàn)場總線協(xié)議標準化程度還不成熟，且成本較高。隨著寬帶Internet進入家庭，利用Internet來構建智能小區(qū)已成為大勢所趨。 本文介紹了一種基于以太網和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先，以Altera的FPGA為核心，通過在外圍添加適當?shù)拇鎯υO備和通信接口設備，構成一個嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺。其次，在此平臺的基礎上，通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲器中下載uClinux操作系統(tǒng)，從而構建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個網絡功能齊全的Web服務器。最后，將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器，再根據需要配置適當?shù)牟杉骱惋@示器，就可以組建成一套功能強大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時圖像采集、實時溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語音報警等功能。 這種利用當前流行的嵌入式系統(tǒng)來組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng)，不但實現(xiàn)簡單、功能強大；而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性價比，相信在未來有較大的市場潛力。 本文主要包括如下幾個部分：系統(tǒng)硬件結構設計，包括系統(tǒng)的原理圖構建和PCB板的繪制：系統(tǒng)核心處理器設計，包括Nios Ⅱ軟核CPU的設計方法、外圍存儲和通信器件的添加及設計方法；嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關知識及移植方法：系統(tǒng)的軟件結構設計，包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等cgi程序設計，以及單片機語音報警程序設計等；最后給出了調試情況以及一些試驗結果。
上傳時間： 2013-04-24
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基于FPGA的智能小車系統(tǒng)就是本地計算機通過接入Internet小車實現(xiàn)對遠端工作現(xiàn)場、危險工作地段等特殊環(huán)境進行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。智能小車是智能行走機器人的一種，這種智能小車可以適應不同環(huán)境，不受溫度、濕度、空間、磁場輻射、重力等條件的影響，可以在人類無法進入或生存的環(huán)境中完成人類無法完成的探測任務。適用于國防及民用多個領域。整個系統(tǒng)以遙控小車裝置為基礎，通過配置在上面的攝像頭實現(xiàn)圖像的采集及對行車道的檢測，通過配置的紅外測溫儀探測環(huán)境和目標的溫度，具有一定的智能性。其明顯的優(yōu)點是可以通過網絡遠程控制小車運行及采集現(xiàn)場的溫度、圖像等相關信息，完成人類在特定條件下無法完成的工作。對人類的科學研究、探索未知領域、遠程監(jiān)控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統(tǒng)的基礎上，提出了基于FPGA的智能小車遠程監(jiān)控方案。采用FPGA來實現(xiàn)，可以充分利用現(xiàn)有的IP核，功能擴展容易，設計開發(fā)成本低，上市時間快，修改方便，甚至可以遠程重構系統(tǒng)。與單片機相比，集成度高，可靠性好，調試和維護方便。 論文主要內容包括以下幾個部分：在對智能小車功能分析的基礎上，設計了硬件系統(tǒng)，并在FPGA上構建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統(tǒng)，配置了SPI、串行口和以太網接口模塊和驅動程序，以及各種存儲器。移植了μClinux操作系統(tǒng)，配置嵌入式Web服務器，編寫cgi程序，設計了動態(tài)網頁；并對行車道檢測系統(tǒng)進行了研究，在DSP Builder中構建了該模塊，并在Matlab中進行了仿真。在研究數(shù)碼相機模塊和紅外測溫模塊的基礎上，編寫了圖像采集和溫度測量程序以及小車運動控制程序，并對系統(tǒng)進行了調試，初步達到通過Internet實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目的。
上傳時間： 2013-05-24
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工廠底層的信息絕大部分都是通過現(xiàn)場總線進行傳遞的，但基于現(xiàn)場總線的工業(yè)設備網絡無法實現(xiàn)與企業(yè)的Internet/Intranet無縫連接從而實現(xiàn)遠程監(jiān)控。所以本文就此問題展開研究，提出了一種基于S3C2410的嵌入式工業(yè)網絡控制器的平臺的設計方案，設計了一個具有網絡通信功能的控制器平臺。 1.針對網絡控制器的特點與要求，通過對比分析，選取了具體的硬件和軟件，以確保網絡控制器平臺的穩(wěn)定可靠。 2.具體設計了控制器相關硬件電路。包括存儲電路、以太網電路、串口電路、I/O口電路等。 3.建立了嵌入式Linux軟件開發(fā)平臺；對網絡通信的理論進行了研究，編寫了cgi外部擴展程序，實現(xiàn)了動態(tài)Web技術，使用戶可以通過瀏覽器對控制器進行遠程監(jiān)控。同時，開發(fā)了嵌入式數(shù)據庫SQLite應用程序，使歷史數(shù)據、實時數(shù)據和技術參數(shù)的管理更加方便有序；開發(fā)了對應的驅動程序確保了網絡控制器的的正常運行。 4.在完成嵌入式網絡控制器硬件與軟件設計的基礎上，將控制器平臺應用于智能加藥控制系統(tǒng)中，通過測試表明本網絡控制器平臺穩(wěn)定可靠。 總之，本文在深入研究嵌入式網絡控制器的基礎上搭建了一個嵌入式的硬件和軟件平臺，確保了網絡控制器穩(wěn)定可靠并高效地運行，為第二次開發(fā)嵌入式網絡控制器準備了一個比較理想的嵌入式平臺。
上傳時間： 2013-04-24
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近年來，監(jiān)控系統(tǒng)從鮮為人知的幕后走進了前臺、走進了人們的生活，監(jiān)控技術己從第一代全模擬系統(tǒng)發(fā)展到第三代完全數(shù)字化的階段。目前，隨著微處理器技術和計算機網絡技術的進步，基于嵌入式Web的網絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)逐漸得到了人們的廣泛關注，以網絡為基礎的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)已經發(fā)展成為視頻監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的主流。 本文在分析視頻監(jiān)控的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢之后，針對當前視頻監(jiān)控系統(tǒng)的不足，結合市場應用前景設計了一種較好的遠程視頻監(jiān)控的應用方案。該方案是在當前非常流行的ARM微處理器上，利用強實時操作系統(tǒng)VxWorks與高性能開源的嵌入式Web服務器和嵌入式數(shù)據庫相結合，建立高效的、可及時響應的嵌入式視頻監(jiān)控服務器，該系統(tǒng)支持USB攝像設備、文件存儲、數(shù)據庫管理，具有較高的性價比。 論文詳細闡述了視頻監(jiān)控系統(tǒng)軟硬件的總體設計，主要致力于嵌入式操作系統(tǒng)在S3C2410開發(fā)板上的移植，深入研究了閃存文件系統(tǒng)TFFS、以太網卡的工作機制、VxWorks USB協(xié)議棧，并實現(xiàn)了硬件上對應的驅動程序。在嵌入式操作系統(tǒng)成功實現(xiàn)后，完成了嵌入式Web服務器GoAhead和嵌入式數(shù)據庫Berkeley DB的移植。同時，在軟件層次上設計和實現(xiàn)了基于Web視頻監(jiān)控的前端服務cgi程序的功能模塊。 本系統(tǒng)是ARM技術、VxWorks操作系統(tǒng)、網絡技術在嵌入式領域的綜合應用，本系統(tǒng)可應用于交通控制、實時探測、安全檢查等領域，并對視頻監(jiān)控在其他領域的應用有一定的參考價值。
標簽： ARMVxWorks Web 視頻監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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研究如何將當前流行的嵌入式技術應用于工業(yè)領域中的數(shù)據采集與記錄方面，是當今工業(yè)過程測量控制領域發(fā)展的一個必然方向。 本論文所設計完成的嵌入式工業(yè)過程數(shù)據采集與記錄系統(tǒng)，是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心，取代了傳統(tǒng)的單片機，并且引入了μClinux多任務實時操作系統(tǒng)。采集到的工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據，經A/D轉換等步驟處理后，顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下，通過豐富的圖形界面功能，以曲線或表格的形式顯示工業(yè)現(xiàn)場實時數(shù)據的變化趨勢，具有良好的人機界面。輸入功能通過點擊觸摸屏來實現(xiàn)，可以像使用Windows操作系統(tǒng)一樣，點擊菜單、滾動條、列表框、按鈕等控件以完成相應的操作。數(shù)據的記錄完全脫離PC機，顯示在LCD上的數(shù)據，可以實時的以文件的形式存儲在Nand Flash中，必要的時候通過USB接口用U盤導出。μClinux操作系統(tǒng)中移植了BOA網絡服務器和cgi腳本程序，因此具有動態(tài)Web監(jiān)控功能，用戶可以在PC機上的瀏覽器中通過網絡隨時監(jiān)測工業(yè)現(xiàn)場的實時數(shù)據。 經過測試，該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠的運行，完全實現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場數(shù)據的實時采集、人性化顯示、規(guī)范化操作、脫機化記錄和網絡化監(jiān)測等一系列功能，取代了傳統(tǒng)的底層智能儀表搭配PC機的構架，將其功能合二為一，對工業(yè)企業(yè)的技術進步和生產過程的現(xiàn)代化有著重要的作用。
標簽： ARM 嵌入式 工業(yè)過程 數(shù)據采集
上傳時間： 2013-07-18
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將嵌入式系統(tǒng)接入Internet已經成為嵌入式系統(tǒng)未來的發(fā)展趨勢，基于ARM嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)Internet技術在遠程監(jiān)控領域中的應用，為嵌入式系統(tǒng)和監(jiān)控行業(yè)的發(fā)展起著積極推動的作用。 本文利用32位ARM微處理器和uClinux操作系統(tǒng)為核心的嵌入式開發(fā)技術實現(xiàn)嵌入式應用系統(tǒng)與Internet的結合，主要從嵌入式系統(tǒng)的硬件開發(fā)和軟件開發(fā)兩個方面介紹遠程監(jiān)控系統(tǒng)特定應用的實現(xiàn)。嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺是由ARM7TDMI體系結構的S3C44BOX微處理器和存儲器模塊、以太網接口模塊、ADC模塊等外圍設備來構成。通過移植Bootloader和uClinux操作系統(tǒng)，開發(fā)以太網、ADC、RTC設備驅動程序以及嵌入式Web服務器、SMTP客戶機、嵌入式網關等應用程序，完成系統(tǒng)的軟件部分。其中，利用以太網驅動程序可實現(xiàn)嵌入式系統(tǒng)的獨立接入Internet功能，執(zhí)行ADC驅動程序可對設備進行控制完成數(shù)據采集任務。系統(tǒng)通過內嵌的Web服務器和公共網關接口cgi程序，實現(xiàn)與遠程Web客戶的交互，響應客戶下達的各種監(jiān)控命令，如上傳采集的數(shù)據，修改設備參數(shù)，以及啟動SMTP客戶機發(fā)送E-mail等。 本文以遠程監(jiān)控應用的需求為出發(fā)點，以Web技術為主要手段，實現(xiàn)了嵌入式系統(tǒng)的網絡化，完成了嵌入式設備的遠程控制和訪問功能，不僅符合嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的特殊要求，而且對監(jiān)控行業(yè)應用范圍的擴展以及應用水平的提高有著重要意義。
標簽： ARMuClinux 遠程監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-01
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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(shù)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(shù)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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基于ARM的嵌入式網絡電能計量系統(tǒng)的研究電力電子與電力傳動專業(yè)隨著市場經濟的不斷發(fā)展，人們生活水平的日益提高，用電量也持續(xù)上升。電能的計量是否公平、公正已成為人們十分關心的問題。作為電能量的計量工具電能表已成為各行各業(yè)用電不可缺少且非常重要的儀表。由于傳統(tǒng)的電能表有計量不精確、人工抄表費時費力、統(tǒng)計繁瑣等缺點，因此，研究開發(fā)高精度、低功耗、網絡化、智能化的電能表是明顯的趨勢。 嵌入式系統(tǒng)技術是近幾年電子產品設計領域最為熱門的技術之一，目前已廣泛應用于工業(yè)控制、智能交通、信息家電、公共服務等領域。嵌入式系統(tǒng)正對人類的后PC時代產生著深遠的影響。 本文針對傳統(tǒng)的機電式電能表的缺點和不足，結合當前的嵌入式系統(tǒng)技術和網絡技術，研究并設計了一套基于ARM處理器、CAN總線和以太網傳輸?shù)那度胧骄W絡電能表系統(tǒng)。此系統(tǒng)主要由網絡中繼模塊和電能量采集終端兩部分組成。網絡中繼模塊硬件采用了PHILIPS的LPC2290作為中央處理器。LPC2290是一款16/32位RISC微處理器，采用ARM公司的ARM7TDMI-S內核，提供了兩路CAN總線和其它一些片上通用外設接口。采用L2C2290處理器，不但降低了整個系統(tǒng)的設計成本，而且也大大減少了額外的接口電路。網絡中繼模塊軟件是通過μCLinux操作系統(tǒng)內嵌的BOA實現(xiàn)嵌入式WEB服務器，并應用cgi接口程序完成了動態(tài)網頁程序的編制。電能量采集終端采用專用電能芯片、單片機和CAN控制器實現(xiàn)。網絡中繼模塊和電能量采集終端之間通過CAN總線進行通信，保證了信息的可靠性。當客戶端通過網絡瀏覽器訪問WEB服務器時，cgi程序就將電能量采集終端所采集的電能量數(shù)據上傳給客戶端，實現(xiàn)網絡自動抄表。
上傳時間： 2013-06-23
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基于FPGA的智能小車系統(tǒng)就是本地計算機通過接入Internet小車實現(xiàn)對遠端工作現(xiàn)場、危險工作地段等特殊環(huán)境進行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。智能小車是智能行走機器人的一種，這種智能小車可以適應不同環(huán)境，不受溫度、濕度、空間、磁場輻射、重力等條件的影響，可以在人類無法進入或生存的環(huán)境中完成人類無法完成的探測任務。適用于國防及民用多個領域。整個系統(tǒng)以遙控小車裝置為基礎，通過配置在上面的攝像頭實現(xiàn)圖像的采集及對行車道的檢測，通過配置的紅外測溫儀探測環(huán)境和目標的溫度，具有一定的智能性。其明顯的優(yōu)點是可以通過網絡遠程控制小車運行及采集現(xiàn)場的溫度、圖像等相關信息，完成人類在特定條件下無法完成的工作。對人類的科學研究、探索未知領域、遠程監(jiān)控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統(tǒng)的基礎上，提出了基于FPGA的智能小車遠程監(jiān)控方案。采用FPGA來實現(xiàn)，可以充分利用現(xiàn)有的IP核，功能擴展容易，設計開發(fā)成本低，上市時間快，修改方便，甚至可以遠程重構系統(tǒng)。與單片機相比，集成度高，可靠性好，調試和維護方便。 論文主要內容包括以下幾個部分：在對智能小車功能分析的基礎上，設計了硬件系統(tǒng)，并在FPGA上構建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統(tǒng)，配置了SPI、串行口和以太網接口模塊和驅動程序，以及各種存儲器。移植了μClinux操作系統(tǒng)，配置嵌入式Web服務器，編寫cgi程序，設計了動態(tài)網頁；并對行車道檢測系統(tǒng)進行了研究，在DSP Builder中構建了該模塊，并在Matlab中進行了仿真。在研究數(shù)碼相機模塊和紅外測溫模塊的基礎上，編寫了圖像采集和溫度測量程序以及小車運動控制程序，并對系統(tǒng)進行了調試，初步達到通過Internet實現(xiàn)遠程監(jiān)控的目的。
上傳時間： 2013-08-05
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