近年来,随着电子技术的发展,消费电子产品(Consumer Electronics)已与计算机(Computer)、通信(Communication)两项产品的技术结合在一起,成为目前所统称的3C产品,并使家用电子电器产品步向智能家居的方向。但是目前大多数智能家居系统其控制器一般由8位或16位的单片机控制,其控制功能比较简单,很难实现网络化和无线传输,对于未来的智能家居系统的扩展性也比较有限。本文针对目前国内智能家居系统的局限性,提出一种基于嵌入式处理器ARM平台以及以太网和GPRS网络通信技术的智能家居系统,它不仅能对小区内住宅的安全状况进行实时监控,还能实现家用电器的远程控制、“三表”(即水表、电表、燃气表)的远程抄送。同时该系统还提供了规范的串行通信接口,对于未来的系统的扩展提供了广阔的空间。 本文首先详细的介绍了ARM处理器及嵌入式操作系统uClinux的发展概况,接着讨论了GPRS网络通信技术的工作原理,最后给出了智能家居控制系统的硬件设计和软件设计。该智能家居系统的硬件主要包括ARM主控模块的选型、报警I/O电路设计、以太网接口电路设计、图像处理模块电路和“三表”的串行口电路组成。软件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、图像采集与压缩程序、以太网驱动及通讯程序、RS-485串行接口程序、GPRS网络通信程序和报警I/O接口程序。 该系统主要部分包括小区内住宅的安防监控,GPRS无线智能家电的远程控制和无线报警以及抄表的远程传送。利用当前较为成熟的GPRS技术和以太网实现对小区内用户进行集中安防监控与管理,同时给出了系统的功能和结构以及硬件原理框图和软件设计思路及主要程序。
上传时间: 2013-07-12
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基于嵌入式技术的远程监控系统可以达到动态、无死角的监控目的,可以对一些特殊环境进行远程监视和控制,且不受湿度、温度等条件的影响,广泛应用于军事、交通、智能家居、医疗监护等多个领域。可以解决传统监控系统将图像采集设备固定在一个地方而使监控范围有限,适用场合少等弊端。 本文设计了一款基于ARM和FPGA的远程监控系统。首先在对远程监控系统功能分析的基础上,设计了以ARM为主控制器和FPGA为辅助控制器的硬件电路,采用ARM芯片控制图像采集、速度采集、网络传输等干扰小的模块,采用FPGA芯片控制电机驱动、舵机驱动、电池监控等干扰大的模块,大大提高了系统的稳定性;其次设计了基于WinCE操作系统的图像采集、GPIO、PWM、外中断EINT-19的流接口驱动程序;同时设计了基于WinCE操作系统的图像采集及压缩、网络通信、车模速度采集的应用程序;FPGA内部逻辑电路采用Verilog语言完成电源监控、舵机控制、直流电机控制等功能。 本系统集图像采集和压缩、运动控制、网络传输于一体。其图像采集速度达30帧/秒,图像分辨率达640x480,JPEG压缩比达10:1,控制命令响应时间为1s,网络传输速率达10Mbps。其功能扩展容易,功耗低,体积小,抗干扰能力强,具有很好的市场前景。关键词:winCE;S3C2440A;FPGA;远程监控;流接口驱动
上传时间: 2013-04-24
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智能城市公交系统为解决城市交通拥堵、空气污染,降低交通事故提供了解决方案,并在世界各国达成广泛的共识。我国政府为改善城市公共交通系统投入了大量的财力对公交系统进行升级和改造,智能调度、自动报站、车辆监控等新技术应用于城市公交系统中。IEEE802.15.4/ZigBee标准的制定,不仅为工业控制、家居自动化控制和遥测遥控等领域提供了一种无线互联互通的标准,而且给智能公交系统带来了新的生机,为智能交通系统及相关产业的发展提供了有力的契机。 本文给出了IEEE802.15.4/ZigBee标准的介绍,给出了协议栈框架结构,从物理层到应用层进行了分析,并将ZigBee技术与其他无线通信技术做了比较,分析了ZigBee技术应用的场合。 在查阅大量参考文献的基础上,,设计了基于ZigBee技术的智能公交系统的框架结构,分析了始发站、中间站、终点站的功能,并尝试采用挪威Chipcon公司的ZigBee—CC2430无线模块来代替GPS技术实现公交车辆自动报站。 在始发站停车场监控系统中,重点研究ZigBee定位机制,研究了多边定位算法、几何算法、加权质心算法等,并改进现有的定位算法,并使用MATLAB工具进行仿真分析,实现了基于ZigBee技术的公交车定位系统;在中间站电子站牌设计中采用能量检测算法实现了与车载终端的通讯,编写了电子站牌和公交车载终端的通信协议并实地测试了自动报站功能。 最后设计了以Philips公司的ARM7芯片LPC2364为微处理器的智能公交车载终端,并给出了各部分的硬件电路设计。
上传时间: 2013-05-25
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随着21世纪的到来,计算机技术,信息处理技术,半导体技术和网络技术不断发展,人类社会进入了信息化时代。与此同时,无线视频传感器网络也得到了突飞猛进的发展,成为当今国际上备受关注的热点研究领域。无线视频传感器网络有着很多的优点和十分广泛的应用前景。在军事,工业,城市管理和监控系统等重要领域都有潜在的使用价值。 无线视频传感器网络有着显著的特征,例如:网络节点能源有限;网络带宽有限;对处理速度要求较高等。由此可见,传统的视频编码标准无法应用于无线视频传感器网络。MPEG-4,H.263,H.264等视频编码标准,全是基于运动估计补偿实现的,计算量十分巨大,在能量,存储空间和处理能力均有限的节点难以实现这类高复杂度的编码算法。 本文针对无线视频传感器网络对视频编码算法的具体需求,提出一种基于运动检测的低复杂度视频编码算法。该算法只对当前编码帧中的运动对象进行编码,并且以面向对象的结构输出码流。实验结果表明,与H.264全I帧编码相比,本文提出的算法编码速度提高了约3倍,编码性能提高了约2dB。与H.264基本档次相比,虽然编码性能略有下降,但是编码速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在编码效率和编码速度之间获得很好的折衷,在一定程度上可以满足无线视频传感器网络的需求。 本文选用ALDVK_270作为硬件实验平台。在分析算法结构的同时,结合嵌入式系统的特点,从算法,内存,高级语言和汇编语言等几个方面提出优化方案,最终在ARM嵌入式平台下实现了面向无线视频传感器网络的低复杂度视频编码算法。测试结果表明,与优化前相比,优化后的编码速度有了很大的提高,对于CIF格式的监控视频序列能够满足实时处理的要求。
上传时间: 2013-07-26
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图像监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字图像处理技术于一体的综合系统。它以其直观、方便、信息内容丰富等特性而被广泛应用于工业生产、交通、电信、电力、银行、智能办公大楼等场所。网络技术、嵌入式技术和图像处理技术的发展使得数字化图像数据的网络实时传输和控制成为可能。嵌入式图像监控系统就是一种以嵌入式技术、图像压缩编码技术、网络传输控制技术为核心的新型监控系统,它在稳定性、实时性、处理速度、功能、价格、扩展性等方面和传统的监控系统相比有着突出的优势,同时也代表着目前图像监控系统研究和发展的方向。 本文设计了一种基于嵌入式的远程图像监控系统,系统以ARM7作为核心处理器,并采用μClinux操作系统,实现前端采集的图像信息经GPRS无线信道进行远程传输。 本文完成的工作包括嵌入式远程图像传输系统硬件平台搭建与软件开发。硬件方面,完成了以ARM7微处理器(Samsung公司的S3C44BOX)为核心的系统硬件平台搭建。该系统硬件资源包括S3C44BOX,Flash,SDRAM,UART,以太网控制器以及LCD接口等;软件方面,针对硬件平台完成Bootloader移植和μClinux移植,并完成嵌入式监控终端和上位机应用程序的设计。在本系统中把上位机做为服务器,嵌入式监控终端做为客户端,通过GPRS网络客户端应用程序和服务器应用程序在Internet上建立联接,从而可以相互访问。 本文首先综述了课题研究的目的意义以及国内外研究现状。其次设计了以ARM7为核心处理器并采用嵌入式μClinux操作系统的远程图像监控系统整体方案。从Bootloader概念出发,对U-Boot在系统硬件平台上的移植做了详细的分析,并研究了其在移植过程中经常出现的问题,提出了解决方法。分析了μClinux系统结构及驱动程序原理,并在系统硬件平台上实现μClinux移植。最后研究设计了系统整体软件设计,包括上位机软件设计和嵌入式终端的软件设计,并给出了实验结果。
上传时间: 2013-06-23
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嵌入式系统近年来随着其信息化、智能化、网络化的发展,被广泛应用于信息家电、移动设备、网络设备和工控仿真的领域,成为继IT网络技术之后,又一个信息产业的主流。本设计使用的是ARM9嵌入式开发板。ARM(AdvancedRISCMachines)公司的32位RISC处理器有着高速度、低功耗、低成本、功能强、特有16/32位双指令集等诸多优异的性能。 随着生产业快速发展,工厂企业车间的不断增加,对厂房的管理和设备的保护越来越受到重视。本论文主要阐述了监控系统中无线终端的设计与研究,其中涉及到嵌入式网络浏览器在工厂监控设备中的应用,本监控系统的采集设备如摄像头、仪表等将视频、图像、温度等数据通过下位机上传至控制中心,控制中心将这些数据存储于网页中,用户使用手持终端,以无线上网的方式,通过嵌入式浏览器登陆网页,实现远程监控,达到实时监控的目的。 本论文第一章综合叙述嵌入式系统的基本概念。第二章阐述基于S3C2410X的嵌入式系统开发平台的基本架构及各个组成部分。第三章介绍了监控系统无线终端的开发平台的设计。第四章主要阐述了LCD触摸屏校正程序的设计。第五章讲述了嵌入式浏览器的研究,makefile的编写与电机控制模块的设计。
上传时间: 2013-04-24
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无线数据传输是指终端和监控中心通过无线网络的方式进行数据通信。本文以ARM处理器S3C2440A为核心搭建硬件平台,选用Linux作为嵌入式操作系统,实现了基于CDMA网络的无线数据传输系统。 系统以ARM920T微处理器芯片S3C2440A和CDMA模块Q2438F为实现核心。论文首先研究了基于S3C2440A微处理器的嵌入式系统硬件平台的架构,详细分析了ARM最小系统中各个功能组成模块;然后建立了嵌入式系统开发的arm-linux-gcc交叉编译环境,重点研究了Bootloader和Linux内核的配置与编译,并且在硬件平台上移植了Linux操作系统。在ARM嵌入式Linux开发平台上,研究了基于Video4Linux的USB摄像头采集图像的解决方案,即在Linux内核中加载Video4Linux模块,通过V4L模块提供的编程接口,操作USB摄像头设备文件/dev/video0,并且采用内存映射方式截取视频,完成了图像采集的软件设计。此外,论文还研究了在Linux环境下PPP协议拨号上网的实现方法,即通过AT指令初始化CDMA模块,使之附在CDMA网络上,通过编写脚本程序的方法建立PPP连接,获得网络运营商ISP动态分配给数据传输终端的IP地址,从而实现了无线模块拨号上网功能。在无线终端通过PPP拨号上网后,采用了客户端/服务器端模式,运行套接字(Socket)应用程序,将设备采集到的图像数据通过CDMA网络后再经过Internet传送到监控中心,实现了传输终端和监控中心之间的数据的发送与接收。 论文研究和实现的基于ARM嵌入式Linux和CDMA网络的无线数据传输系统满足设计要求,达到了预期目标。终端内嵌TCP/IP协议,可以通过CDMA网络连接到互联网,数据传输实时性强,为用户提供透明的数据传输通道。相比于传统的传输系统,它具有高可靠性、组网方便、可远程控制等特点,因此在电力自动化、环保、交通监控等领域有着广泛的应用,特别适用于移动环境、难于布线的场所和边远地区。
上传时间: 2013-06-11
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嵌入式系统应用于智能设备、工业控制领域实现各种信号的处理与控制,是近年来技术研究和产品开发的热点。同时,随着以太网技术的迅速发展,工业控制中过程监控层和现场设备层信号传输网络开始逐步采用以太网,基于网络的远程监控使整个企业网络呈现高度统一性、开放性和透明性。将嵌入式技术和基于网络的远程监控技术应用于电梯,可以有效地提高产品和服务的质量。 本文旨在研制和开发一套应用于电梯的智能多媒体显示与远程监控系统,硬件设计中,在以嵌入式微处理器S3C2410X、Flash、SDRAM构成的最小系统核心板外,扩展了串行口、网口、LCD接口等外围硬件资源,设计了RS-232转换成RS-422接口界面的硬件电路板,针对核心板RTC时钟问题,采用PCF8563芯片设计了时钟/日历小板。 软件平台方面,首先分析了系统启动引导程序Bootloader,参照嵌入式Linux内核源代码以及对S3C2410X的支持代码,根据本系统的硬件配置对Linux内核进行裁剪移植,修改了音频驱动和LCD驱动,在内核中添加了对Yaffs文件系统类型的支持。然后准备了根文件系统内容,在其中添加了交叉编译过的Qt/Embedded3.1的库,使用Cramfs、RAMdisk和Yaffs相结合的根文件系统格式。在此基础上,向嵌入式平台移植了Linux下开源的多媒体播放器Mplayer和嵌入式数据库SQLite。 设计编写Qt GUI界面和串口数据采集模块,构建了电梯间多媒体显示系统,显示界面划分为串口数据采集显示、动画播放、系统时间、文本信息、滚动字幕、商标图片六个显示区域。使用Boa在ARM平台上构建了嵌入式Web服务器,Web服务器通过HTTP协议与监控端浏览器软件进行信息交互,提供服务器应用程序模块的访问界面和现场设备的信息访问和控制界面,并借助SQLite数据库的支持,实现了基于网络的电梯远程监控系统的功能。监控端通过Web页面激活服务器的相应应用程序模块,传递信息服务请求和控制命令。将本系统应用与电梯设备,取得了用户的好评。
上传时间: 2013-04-24
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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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矿用隔爆馈电开关是煤矿井下配电系统的关键设备,用于含有瓦斯或煤尘等爆炸危险环境的矿井中,控制和保护低压供电网络。其性能好坏直接影响着煤矿井下的生产安全和生产效率。 论文将嵌入式网络控制系统应用到馈电开关中,通过对矿山供电系统工作原理、真空馈电开关工作原理以及基于EasyARM2200(Philips LPC2210为处理器、ARM7为内核)嵌入式网络控制系统的研究,实现了总体网络拓扑结构的设计和智能馈电开关控制系统硬件电路的设计;通过对嵌入式实时操作系统的移植、嵌入式TCP/IP协议栈的实现和移植以及基于C/S模式下的套接字编程等的研究和分析,完成了监控主机与嵌入式系统的通信软件和保护控制算法的应用程序的编写,从而实现了矿井地面监控主机与井下嵌入式系统馈电开关的快速通信,解决了地面监控主机对井下馈电回路及电气开关的远程智能监控的难题,设计完成了一套集实时保护控制和远程监控功能于-身的智能型馈电开关网络控制系统。
上传时间: 2013-05-21
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