视频监控以其直观方便、准确、信息内容丰富而广泛应用于许多场合,已经渗透到交通、城市治安、国防等多种领域,甚至家庭安防,在人们的日常生活中扮演着越来越重要的作用。 由于传统的视频监控系统存在着结构复杂、稳定性可靠性不高、价格昂贵而且传输距离明显受限的缺点。近年来,随着计算机、网络、电子与通信、图像处理等技术的飞速发展,嵌入式网络视频监控技术应用而生。 本文针对视频监控系统的实际需求,结合嵌入式技术、图像处理技术和网络技术,设计并实现了一种实时性好、可靠性高、成本低的嵌入式网络视频监控系统。该系统以ARM9微处理器作为硬件平台,以具有开发资源丰富、免费等优势的Linux操作系统作为软件开发平台。该系统采用以太网作为网络传输介质,并使用TCP/IP网络协议。视频数据的传输协议选择了支持组播技术的RTP/RTCP传输协议,客户端在Linux下实现了基于SDL库视频显示。 论文首先描述了嵌入式系统与视频监控技术的发展及相关技术,分析了国内外视频监控系统的现状和发展趋势,对视频监控系统研究的背景和意义进行了阐述,并讨论了几种常见的视频监控解决方案,对几种目前流行的视频压缩算法进行了对比;然后,提出了嵌入式视频监控系统的软、硬件总体架构,并逐步对硬件平台和软件模块设计进行了选择和细化。其中,硬件平台根据视频数据采集以及处理需要选择了摄像头和存储器;软件设计中,首先完成了嵌入式系统的交叉开发环境搭建,针对ARM-Linux特性,完成了在开发板上操作系统和文件系统等移植,最后完成了Linux下V4L视频采集、JPEG图像压缩、RTP/RTCP网络传输、SDL库视频显示以及avi格式视频文件保存等。 此外,对系统构建过程中所用到的某些关键技木进行了较为详尽的探讨和研究,这对于从事相关科研工作的同仁们具有一定的参考价值。
上传时间: 2013-04-24
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语音识别是通过识别和理解过程把人类的语音信号转变为文本或命令的技术。近年来语音识别技术由于其重要性和研究难度成为研究的热点。随着嵌入式的发展,嵌入式语音识别技术成为语音识别领域发展的新的重要方向。 在此背景下,本课题进行基于ARM的嵌入式语音识别系统的研究。论文分别从理论分析、系统硬件平台的总体设计、系统软件的分析定制等方面,对语音识别在ARM上的应用做了研究。 1、在理论上,详细介绍了语音识别的发展历史与研究现状;具体阐述语音识别技术的基本原理和主要研究方法,并推导了语音识别技术中最常用到的两种算法DTW和HMM的数学模型,为进一步的语音识别研究打下基础。 2、在硬件平台方面,本文分析设计了语音识别系统的总体方案,主要包括以下三部分:语音识别系统的控制部分、语音的输入输出部分以及语音程序的存储部分;文中详细介绍了各部分的作用以及它们之间的连接方式,此外根据实际需要,选择确定了语音芯片等外围电路芯片的型号并扩展了外围电路。 3、在系统软件选择定制方面,不仅要求各部分自身功能完善,能够满足本课题的需求,而且要求各部分相互之间满足一定的兼容性,即定制的系统具有稳定性,可以有效的工作。考虑到以上的因素,本课题针对特定的语音识别系统的需求,对交叉编译环境、U-boot、内核、根文件系统等均进行了量身定制。最终选用Crosstool来制作专门编译Linux-2.6.22.6的交叉编译工具;选用比较稳定的支持tftp下载的u-boot-1.2.0作为引导程序;选用Linux-2.6.22.6作为嵌入式操作系统内核,并对其进行剪裁定制,特别是增加了UDA1341TS音频驱动和网卡驱动部分;选用了带有mdev功能的busybox-1.9.1来制作根文件系统。 在以上三方面的基础上,本课题对语音识别程序系统进行了实验研究。实验包括音频驱动、语音录制、语音训练、语音识别程序的编译以及语音识别等程序在ARM上的移植。 最后,本论文采用DTW模型,完成了语音模板的训练和语音识别的任务。经过实验测试,该系统有效完成了预期的语音识别任务。
上传时间: 2013-05-30
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随着科学技术的进步以及人民生活水平的日益提高,人均寿命日益延长,社会将进入老龄化,老人的医疗护理需求将很大。一方面老年病人更愿意接受家庭环境下的护理,另一方面从长远来看,对人体生理参数指标的监测与记录对现代人身体变化状况的研究具有深远意义。因此,本文设计了基于ARM人体生理参数监测系统终端和与之配套的专业医疗机构服务系统。 终端通过以太网接入到INTERNET,利用TCP/IP协议进行传输,实现生理参数信号的远程采集与传输。在医疗端给出针对不同终端客户的医疗建档和服务。 1.文章介绍了人体生理参数(改参数包括血压,脉搏波,体温)的生物信号转为电信号的医理模型,然后根据医理模型得到数学模型和物理模型。 2.给出终端硬件设计的实现。文章对终端采用的三星公司的S3C2440微处理器进行了介绍,并且实现了对终端系统中的AD数据采集、LCD液晶屏和触摸屏的搭建、储器的扩张、源系统的设计、网络连接电路的硬件开发。这种基于ARM嵌入式处理器S3C2440及Linux操作系统的实现方案,经过实验检验了其工作的可行性。 3.终端的嵌入式系统的软件实现。实现了终端主要模块中的液晶显示屏、触摸屏、AD、网络芯片等在嵌入式linux环境下驱动的编写。同时,本文对终端的应用程序的各个功能模块的设计方法的进行了详细介绍。 4.服务器端的软件系统实现。对各个医疗模块数据库的构建也给出了详细的介绍。 最后文章得到结论:基于以太网的人体生理参数采集系统能够充分利用Internet的优势,提高人们对自身身体变化的关注度,因而为远程医疗、家庭保健、专家会诊等新兴的医疗技术提供良好的基础支持。
上传时间: 2013-04-24
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随着软硬件技术的不断发展,嵌入式系统的应用越来越广泛,嵌入式技术也全面渗透到日常生活的每一个角落。掌上汉语学习机系统的开发是为满足对汉语学习有需要的人群。随着经济、技术的不断提高,中国逐渐走向国际化,汉语学习人员的人数也不断增加,开发出一款掌上汉语学习机系统是有充分的市场需求的。 系统的开发环境是基于ARM-Linux开发平台,并应用了嵌入式开发的相关关键技术,包括嵌入式图形用户界面系统MiniGUI和嵌入式数据库SQLite,系统开发的目的是在这些技术的基础上,为需要学习汉语的人员提供一款界面友好、功能丰富的语言学习工具。 本文主要讲述的是掌上汉语学习机系统的软件开发过程以及开发过程中涉及的开发环境及开发技术。随着手持设备的硬件条件的提高,嵌入式系统对轻量级GUI的需求越来越迫切,图形用户界面的支持是实现一个完善的语言学习系统的基础,本文首先从图形用户界面的历史、技术特点、结构模型、发展状况等方面做了介绍,然后介绍了MiniGUI的体系结构和版本,以及移植的方法和过程,还详细阐述了应用程序开发中对MiniGUI函数库的使用和调用方法。同时一个简单实用的数据库的支持会为系统中的数据处理和组织提供方便,本项目中有六个字典和其它学习程序,对数据的处理也相当多,本文介绍了嵌入式数据库的知识和Sqlite数据库在项目中的使用和开发技术。最后,以系统中的单位换算模块为例详细介绍了应用程序的开发过程。本文的内容涉及了嵌入式Linux软件开发的主要技术,在ARM-Linux嵌入式开发领域具有很强的实践意义。
上传时间: 2013-06-15
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网络技术和数字信息新技术的发展为实现家庭生活智能化提供了强有力的技术支撑;传感器技术的发展提供了家庭设备和家庭网络进行信息交换的技术基础;而计算机技术和嵌入式技术的发展为实现对接入家庭网络的各类设备的监测、控制和管理提供了技术支持。新技术的产生使人们对生活和工作的环境提出新的需求。以家庭网关为主导,将现有和将来可能的硬件设备纳入家庭网络,并且实现智能化服务和管理是数字家庭未来发展的主要方向。 由于传统的家庭网关很难将分散于家庭各处的传感设备连接到一起,因此,本文提出了中继器的设计概念,将其从常规的复杂家庭网关中分离出来,实现了对分散于家庭各处的传感器设备进行更为智能化的管理。中继器需要完成的基本功能包括:对于接入的传感器设备,能够将其迅速融入整个系统中,实现即插即用;根据采集信息的变化自动进行模仿人为分析、操作等功能;与家庭网关通信,提供远程控制、查询、管理等功能。 本控制系统核心部分采用S3C2410为处理器,嵌入式实时Linux为操作系统,极大地提高了控制系统的稳定性。本文详细地介绍了传感器中央控制系统的硬件、软件设计,并且详细地介绍了软件的具体实现。另外,本文还提出了基于自主通讯协议的家庭网络通信方式,有效地提高了控制系统的实时性与可靠性。 本论文基于和日本NTT研究所合作的科研项目“家庭传感器及开关接入的中继系统设计”为技术背景。
上传时间: 2013-08-03
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采用多功能终端构成一种小型卫星通信网,要求各个终端能够像计算机一样支持多种各样的外部设备,并能实现组网功能。采用能支持嵌入式Linux操作系统的ARM处理器可很好地满足这种需求。本文重点研究这种智能终端中基于ARM处理器的嵌入式软件及其实现,主要内容有: (1)在分析嵌入式系统、ARM处理器、Linux操作系统特点的基础上,论证了这种基于ARM处理器和Linux操作系统实现组网多功能终端方案的可行性和优越性。 (2)介绍了嵌入式系统的组成、开发流程和步骤,搭建了嵌入式系统开发和调试平台,包括软件开发工具、硬件调试工具,软件组件等。 (3)分析了该卫星通信网终端的需求,并详细阐述了本系统的硬件配置,包括ARM处理器、存储器和输入/输出接口。 (4)论证了本系统软件部分设计的目标,提出了一种软件结构方案,包括Bootloader、LinuX内核、文件系统、图形用户界面、网络应用程序这几个方面的选型和开发目标。 (5)完成ARM嵌入式软件平台的设计与实现,包括U-Boot的修改和移植、Linux系统内核的移植和剪裁、嵌入式Linux文件系统的制作、图形用户界面的安装和编程基础,以及Linux系统中驱动程序的设计。关键词:卫星通信网,地面终端,嵌入式系统,ARM,Linux
上传时间: 2013-04-24
上传用户:liu_yuankang
汽车仪表是驾驶员获取汽车状态信息的关键设备,对汽车的安全行驶起着重要的作用。近年来,随着计算机、微电子和各种现场总线通信技术的广泛应用,汽车电子技术得到了迅猛的发展,汽车仪表盘上显示的信息不断增加,传统的机械式、电气式组合仪表越来越无法满足使用的需求。特别是随着汽车GPS导航、自动驾驶等新技术的日趋成熟,汽车仪表成为集显示、控制、通讯、娱乐为一体的汽车综合信息显示中心已经指日可待。 本文提出并设计了一种以ARM器件为CPU,以嵌入式Linux为操作系统的车载仪表盘系统。该仪表盘以嵌入式微处理器为核心,对汽车的各种信息状态,如电池电压、车速等参数进行采集、处理、显示和报警提示,驾驶员根据报警提示的结果进行相应的处理,以使汽车安全正常行驶。仪表盘本身作为汽车CAN总线的一个节点,支持CAN通信,可以接收来自其它CAN节点的信息并显示,也可以发送控制信息至其它CAN节点。该仪表盘在外型上不同于传统的汽车仪表,其显示端使用一个LCD显示屏代替原有的显示设备,汽车运行的所有状态信息都在该屏上显示,但为延续传统的操作习惯,将原来的车速、发动机转速等用指针显示的信息在显示屏上以模拟表的形式显示。并对越限工况和各种违规操作,在显示屏上以图形指示灯的形式闪烁显示并同时以真人语音进行提醒。 本文在简要介绍了汽车仪表发展趋势的基础上,重点论述了嵌入式系统的开发流程和模式,包括开发平台的搭建、驱动程序的开发、图形显示界面的开发和应用程序的设计。在嵌入式系统设计中,硬件、软件的可裁剪是其最大的特点,因此,增加功能模块(比如本系统中用到的CAN通信模块、音频输出模块等)是嵌入式系统设计中的一个重点和难点,所以本文重点之一是放在驱动模块的设计上。同时,作为信息显示中心,信息显示要求及时、准确、有美感,因此,图形界面的开发也是重点之一。 本课题所设计的汽车仪表,作为综合信息显示中心的一个雏形,可以方便地扩展GPS导航系统、汽车后视摄像系统、网络系统等模块,相信进一步的研究和开发,汽车综合信息显示中心将成为未来汽车上重要的一部分。
上传时间: 2013-06-13
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目前,嵌入式系统在工业控制和智能家电等众多领域得到了广泛的应用。但同时大量的嵌入式应用也对嵌入式设备的性能和功能提出了更高的要求。随着国内嵌入式应用领域的发展,ARM芯片以其高性能、低功耗、低成本的优势获得了广泛的重视和应用。嵌入式Linux是在标准Linux基础上,经过适当地简化(裁剪),然后加入一些特定的功能,形成的一个精巧的、高效的、满足特定应用需求地专用(定制)操作系统,它具有用户可裁剪、可配置的特点。在各种嵌入式操作系统中,嵌入式Linux凭借其内核结构优良、功能强大、高性能、稳定性好以及源代码开放等方面的优势,成为了嵌入式系统领域应用中的技术热点。本论文设计了以嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的系统,并在这个平台上实现了应用软件,构建了一个嵌入式的数据采集和发布系统,可以对设备数据进行串口采集,并利用因特网进行发布和控制操作。 为了实现这些功能,本文选用了Cirrus Logic公司的EP9302(ARM920T)作为系统的核心,以源代码开放的经过裁剪配置的嵌入式Linux为软件平台,设计了应用软件的设备数据采集、数据分析、数据交换网关模块,实现了网页服务器GoAhead移植,并完成了GoAhead服务器支持的自己的ASP页面以及后台函数的编写,并在此基础上研究了系统为保证可靠性而采取的一些措施。在整个系统的设计过程中充分发挥了嵌入式Linux的可移植性好、源代码公开、开发成本低的优点,解决了软件移植和设计编写、提高系统可靠性等的一系列关键性问题。 本嵌入式系统采集平台的用途是实时采集被监控设备的当前运行状况信息,使用户能够远程通过网页浏览器及时掌握被监控设备的运行状况,在必要时刻根据需要能够对设备进行相关控制操作和设置相关运行参数,以便能够控制被监控设备的运行方式。本论文设计的嵌入式数据采集、发布系统可以在类似远程数据控制的系统中得到广泛应用。
上传时间: 2013-05-27
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无线局域网(WLAN,Wireless Local Area Network)是未来移动通信系统的重要组成部分.为了满足用户高速率、方便灵活的接入互联网的需求,WLAN的研究和建设正在世界范围内如火如荼的展开.由于摆脱了有线连接的束缚,无线局域网具有移动性好、成本低和不会出现线缆故障等特点.该文对无线局域网的主流协议IEEE 802.11a的物理层实现技术进行了系统的研究和分析,并采用可编程ASIC器件FPGA,设计实现了物理层基带处理的关键模块,为今后形成具有自主知识产权的IP核奠定了基础.该文研究内容得到了天津市信息化办公室"宽带无线局域网关键技术研究"项目经费的支持.该文在对IEEE 802.11a协议深入研究的基础上,提出了物理层的实现方案和功能模块划分.重点研究了实现基带处理的关键模块:FIR滤波器、卷积码编码器以及(2,1,7)Viterbi译码器的实现算法和硬件结构.在Viterbi译码器的设计中,
上传时间: 2013-06-19
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H.264作为新一代视频编码标准,相比上一代视频编码标准MPEG2,在相同画质下,平均节约64﹪的码流。该标准仅设定了码流的语法结构和解码器结构,实现灵活性极大,其规定了三个档次,每个档次支持一组特定的编码功能,并支持一类特定的应用,因此。H.264的编码器的设计可以根据需求的不同而不同。 H.264虽然具有优异的压缩性能,但是其复杂度却比一般编码器高的多。本文对H.264进行了编码复杂度分析,并统计了整个软件编码中计算量的分布。H.264中采用了率失真优化算法,提高了帧内预测编码的效率。在该算法下进行帧内预测时,为了得到一个宏块的预测模式,需要进行592次率失真代价计算。因此为了降低帧内预测模式选择的计算复杂度,本文改进了帧内预测模式选择算法。实践证明,在PSNR值的损失可以忽略不计的情况下,该算法相比原算法,帧内编码时间平均节约60﹪以上,对编码的实时性有较大帮助。 为了实现实时编码,考虑到FPGA的高效运算速度和使用灵活性,本文还研究了H.264编码器基本档次的FPGA实现。首先研究了H.264编码器硬件实现架构,并对影响编码速度,且具有硬件实现优越性的几个重要部分进行了算法研究和FPGA.实现。本文主要研究了H.264编码器中整数DCT变换、量化、Zig-Zag扫描、CAVLC编码以及反量化、逆整数DCT变换等部分。分别对这些模块进行了综合和时序仿真,并将验证后通过的系统模块下载到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中,进行了在线测试,验证了该系统对输入的残差数据实时压缩编码的功能。 本文对H.264编码器帧内预测模式选择算法的改进,算法实现简单,对软件编码的实时性有很大帮助。本文对在单片FPGA上实现H.264编码器做出了探索性尝试,这对H.264编码器芯片的设计有着积极的借鉴性。
上传时间: 2013-05-25
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