随着经济的发展、生产管理自动化水平的不断提高,将传统的仪表、现场总线和以太网技术相结合,研制带有总线接口的现场智能检测仪表及远程网络传输系统成为业界关注的热点。本文对困内外该课题的研究现状进行了详细分析,提出了一种基于CAN总线的智能仪表远程传输系统的设计方案。 本文首先分析了课题的关键问题所在,并阐述了系统的总体设计方案。接着对系统的软硬件设计进行了详细的论述。在设计中选用C8051F040单片机作为现场智能检测仪表的核心处理器,设计了信号调理电路、CAN总线接口电路和人机交互接口等,实现了对水体环境中温度、pH、盐度、浊度等常规参数的检测,以此仪表作为CAN总线节点并通过CAN接口向总线发送检测到的参数数据。还设计了基于ARM7处理器LPC2292嵌入式CAN—Ethernet网关。在网关硬件平台设计完成的基础上移植了嵌入式实时操作系统μC/OS—Ⅱ,在此基础上实现了一个经过裁剪的适合嵌入式系统应用TCP/IP协议栈,并实现了嵌入式Web服务器,以此网关作为CAN总线主节点接收总线上的数据并保存在网关中。这样,监控中心管理人员通过IE浏览器访问嵌入式CAN—Ethernet网关的Web服务器,就能够在浏览器的Web页面上动态显示保存在网关中的智能仪表检测的实时数据。 本系统在实际测试中运行稳定可靠,通过对运行结果和性能的分析可知,将工业以太网和CAN总线技术与智能仪表结合起来,将现场智能设备的各种信息传到远离现场的控制室,可以实现某些特殊或危险的无人值守场合的监控,使生产中的事故降到最低点,同时易于设备的后期维护,能给企业带来可观的经济效益。同时本系统是一个全开放式系统,具有很强移植性和技术升级空间,可以很容易地应用到其他监控领域如国防军工、海洋地质、环境生态等各行各业,具有良好的发展前景。
上传时间: 2013-04-24
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随着生活水平的提高,人们越来越关注自己的身体健康,血压是反映人体生理状况的最重要指标之一,正常的血压是保证身体健康的重要条件。 另外血压也是重症病人监护的重要指标,准确、及时地监测血压,对于了解病情、诊断疾病和保障危重病人安全都极为重要。因此,研制高性能的血压监控系统具有重要的现实意义。 针对以上所述,本文提出了一种采用远程血压监控系统的解决方案,它融合计算机技术、测控技术和网络通讯技术为一体,使电子血压系统实现网络化。本系统将采集到的血压信息经处理后显示到液晶屏上,同时将此信息以TCP/IP的方式发送到网络上,这就是本设计的目的所在。 本论文在开始介绍了人体生理信号的特点及其测量条件之后,详细研究分析了血压测量原理以及舒张压和收缩压的判别。论文的重点放在系统硬件和软件两个方面的设计。在硬件方面,以ARM Cortex-M3内核的处理器LM3S8962作为控制器(内部集成有A/D转换器和以太网控制器等),使得硬件系统的设计简单化。整个硬件系统电路由六部分构成:处理器LM3S8962最小系统电路;电源模块:JTAG接口电路:血压检测模块;液晶显示模块;网络接口。其中,血压检测模块是整个系统设计的关键部分和难点部分,它主要是将袖压的直流部分和交流部分分离出来送到A/D转换器。软件方面,这个部分是第四章的系统软件的设计,首先把实时操作系统μC/OS-Ⅱ移植到处理器LM3S8962上,然后讲解了应用程序的设计(由三个部分组成),分别是A/D转换处理程序设计、液晶显示程序设计和网络通讯程序设计。论文的最后对系统的软硬件调试做了简单的介绍以及全文的总结。 关键词:TCP/IP 示波法 舒张压 收缩压 μc/OS-Ⅱ
上传时间: 2013-06-17
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随着电力系统自动化技术的发展,电机与通信的结合日益紧密,数据监控方式也在发生着变化。传统的电机监控方式的监控者和被监控对象都是固定的,无论任何一端都无法随意移动;并且针对偏僻、偏远地域监控不容易实现。所以传统的的方式已经无法满足电力系统日益发展的要求。GPRS采用分组交换方式,仅在实际传送和接收数据时才占有无线资源,基于GPRS的无线传输系统能实现远程的无线数据传输,并且组网方便、灵活。随着Internet技术的推广和GPRS通信技术的发展,GPRS网络通信以其更加低廉的价格和永远在线的性能有着不可估量的发展前景。无线传输终端也在各行各业有着广泛的应用前景。 本文首先介绍了GPRS技术的特点和应用,以及基于GPRS网络的传输协议,然后提出了一种基于GPRS的无线传输终端设计方案。基本思想是将GPRS传输终端经由GPRS网接入Internet网,实现数据终端与监控中心的数据交换。设计中选择采用内嵌了TCP/IP协议的Rabbit2000为控制模块,选用SIM100作为无线模块。Rabbit2000微处理器是美国Z-World公司专为面向Internet的嵌入式系统而设计的MCU,它很好地解决了存储空间、运行速度、网络通信以及程序开发的问题。 文中给出了系统的硬件和软件设计。硬件包括控制单元的存储扩展,与模块的接口电路以及外围电路。软件设计采用Dynamic C语言编写,主要包括了两个部分,PPP协议及数据传输的实现,在实现数据传输的基础上,对UDP和TCP传输方式进行比较,选择适合电机远程监控的方案。
上传时间: 2013-07-11
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图像的采集和传输是实时监控、远程控制、智能小区等诸多领域的关键技术。基于传统:PC的图像采集已成为现实。随着信息技术的迅速发展,嵌入式系统的研究开发成为了后PC时代的一个热点,它被广泛应用于工业现场、信息家电等各行各业。同时,图像的远程采集传输也朝着专业化、多样化和低成本的方向发展。利用嵌入式技术来实现图像的远程采集传输正顺应了时代发展,有较大的实用价值。 本文主要研究了基于嵌入式的远程图像采集传输系统。嵌入式终端采用$3C2410为核心的目标板为硬件平台,采用嵌入式Linux为系统平台。系统通过连接在嵌入式终端的USB摄像头完成静态图像数据采集,并进行图像压缩处理。在图像传输方面,论文设计了两种模式:一种是通过Intemet传输的、基于B/S模式的传输方式。在该模式下,远端客户机通过浏览器访问架设在终端里的嵌入式服务器而获得图像信息。另一种是基于GPRS网络实现远程无线图像传输。终端将采集到的图像数据通过GPRS网络发送到拥有固定Ip的监控服务器上来完成图像远程传输。 本文首先介绍了图像采集传输和嵌入式方面的相关内容,并介绍了本论文所采用的开发平台。为了顺利开发接着构建了开发环境,这里包括U-boot的移植、Linux系统的内核编译和移植、设备驱动模块的加载以及交叉编译环境的建立。在此基础上,利用Vide04Linux的接口函数,用C语言实现了图像原始数据的采集程序,并利用JPEG算法了实现图像压缩。在基于B/S模式的传输方式中,首先利用Boa架设了嵌入式服务器,然后用C语言完成CGI脚本,该脚本将图像嵌入网页并实时更新以实现网页的动态输出。在基于GPRS实现远程无线图像传输方式中,论文详细分析了系统通讯数据流的特征,提出了采用辨识特征字符、数据打包等策略以实现GPRS的网络连接和数据通讯,并且在此基础上用C语言编程实现。同时,在PC(Linux)上用Socket编程实现了监控服务器软件,该软件用以接收图像数据和控制嵌入式终端的系统状态。最后,论文分析比较了两种传输方式的区别和优缺点。试验证明,采用两种方式都能成功实现图像的远程采集传输,并且试验效果较好。
上传时间: 2013-05-17
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通信与自动控制技术结合产生的远程数据传输技术,已经成为当前研究的一个热点。以数据传输技术为核心的远程无线监控系统已广泛应用于交通、电力、工农业、水利、环保、建筑、能源等行业中需要无人值守监控维护的地方,监控情况,以及传输的数据存在着突发性、数据量少等特点。传统的远程监控技术多采基于现场总线的方式接入Internet,在接入端需要搭建本地局域网平台和监控系统,对于环境依赖性比较强,容易造成地域局限性。 文章围绕无线数据传输方式这一热点课题,介绍了国内外在远程数据传输方面的发展与现状,对GSM短消息在远程数据传输中的应用进行了深入的研究和探讨.接着,阐述了相应的GSM无线终端的设计方案、开发方法和开发过程,并针对小数据量的无线数据传输领域,提出了应用以短消息业务作为数据传送载体的数与车载防盗报警系统相结合,设计了以DPSD微处理器和GSM模块TC35i为核心,基于GSM/SMS的车载防盗报警系统。接着,给出基于GSM/SMS无线数据传输技术的车载防盗报警系统的具体实现过程,包括各硬件模块的设计原理、电路原理图文重点包括以下两个方面: l.对GSM/SMS的工作原理及协议做了详细的研究,并运用于小数据量的无线数据传输中。 2.设计了基于SMS的车载防盗报警系统,给出了硬件原理图及软件流程。 基于SMS的车载防盗报警系统已经在市场上得到印证,应用结果表明,该系统使用操作方便,数据通信准确、稳定、可靠、高效,具有较高的实用价值。
上传时间: 2013-04-24
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随着计算机技术、通信技术的飞速发展和3C(计算机、通信、消费电子)的融合,嵌入式系统已经渗透到各个领域。在32位嵌入式微处理器市场上,基于ARM(Advanced RISC Machine)内核的微处理器在市场上处于绝对的领导地位,因此追踪ARM技术的发展趋势显得尤为重要。在嵌入式操作系统的选择上,Linux一直因其内核精简、代码开放、易于移植等特点受到广大嵌入式系统工程师的青睐。另外,嵌入式系统一旦具备网络接入功能,其信息处理能力更加强大,因此有必要为嵌入式系统构建Web服务器。 本文主要目的是研究基于ARM的嵌入式Linux开发平台构建,并在此基础上进行网络应用程序的开发。 文章深入剖析了ARM9的体系结构,介绍了基于ARM9的S3C2410开发板的特性及资源;阐述了嵌入式操作系统的相关知识及嵌入式Linux移植的基本方法;搭建了移植所需要的开发环境,主要包括在宿主机Linux操作系统下编译arm-linux交叉编译工具等;然后详细阐述了嵌入式Linux开发平台的构建过程,包括对BootLoader的分析和移植,Linux2.6内核的结构分析、代码修改以及内核裁减、配置和移植,网卡驱动程序的移植,以及根文件系统的创建。按文中提供的方法和技巧可以很方便的建立一个ARM-Linux开发平台。 文章最后给出了基于所建平台的网络应用,即在上述所建的软硬件平台上创建Web服务器Boa,并基于Boa进行应用开发。最终实现了基于Boa嵌入式Web服务器的服务器端表单处理程序,实现了PC机与目标板的动态网页交互功能,并且,通过PC机IE浏览器可以直接控制目标板上的硬件和可执行程序,以实现对目标板的远程监控功能。
上传时间: 2013-04-24
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基于FPGA的智能小车系统就是本地计算机通过接入Internet小车实现对远端工作现场、危险工作地段等特殊环境进行监视和控制的系统。智能小车是智能行走机器人的一种,这种智能小车可以适应不同环境,不受温度、湿度、空间、磁场辐射、重力等条件的影响,可以在人类无法进入或生存的环境中完成人类无法完成的探测任务。适用于国防及民用多个领域。整个系统以遥控小车装置为基础,通过配置在上面的摄像头实现图像的采集及对行车道的检测,通过配置的红外测温仪探测环境和目标的温度,具有一定的智能性。其明显的优点是可以通过网络远程控制小车运行及采集现场的温度、图像等相关信息,完成人类在特定条件下无法完成的工作。对人类的科学研究、探索未知领域、远程监控等有着重要的意义。 论文在深入研究SOPC和嵌入式操作系统的基础上,提出了基于FPGA的智能小车远程监控方案。采用FPGA来实现,可以充分利用现有的IP核,功能扩展容易,设计开发成本低,上市时间快,修改方便,甚至可以远程重构系统。与单片机相比,集成度高,可靠性好,调试和维护方便。 论文主要内容包括以下几个部分:在对智能小车功能分析的基础上,设计了硬件系统,并在FPGA上构建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系统,配置了SPI、串行口和以太网接口模块和驱动程序,以及各种存储器。移植了μClinux操作系统,配置嵌入式Web服务器,编写CGI程序,设计了动态网页;并对行车道检测系统进行了研究,在DSP Builder中构建了该模块,并在Matlab中进行了仿真。在研究数码相机模块和红外测温模块的基础上,编写了图像采集和温度测量程序以及小车运动控制程序,并对系统进行了调试,初步达到通过Internet实现远程监控的目的。
上传时间: 2013-05-24
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随着科学技术的发展与公共安全保障需求的提高,视频监控系统在工业生产、日常生活、警备与军事方面的应用越来越广泛。采用基于 FPGA 的SOPC技术、H.264压缩编码技术和网络传输控制技术实现网络视频监控系统,在稳定性、功能、成本与扩展性等方面都有着突出的优势,具有重要的学术意义与实用意义, 本课题所设计的网络视频监控系统由以Nios Ⅱ为核心的嵌入式图像服务器、相关网络设备与若干PC机客户端组成。嵌入式图像服务器实时采集图像,采用H.264 编码算法进行压缩,并持续监听网络。PC机客户端可通过网络对服务器进行远程访问,接收编码数据,使用H.264解码算法重建图像并实时显示,使监控人员有效地掌握现场情况, 在嵌入式图像服务器设计阶段,本文首先进行了芯片选型与开发平台选择。然后构建图像采集子系统,采用双缓存乒乓交换的方法设计图像采集用户自定义模块。接着设计双Nios Ⅱ架构的SOPC系统,阐述了双软核设计中定制连接、内存芯片共享、数据搬移、通信与互斥的解决方法。同时完成了网络服务器的设计,采用μC/OS-Ⅱ进行多任务的管理与调度, H.264视频压缩编解码算法设计与实现是本文的重点。文中首先分析H.264.标准,规划编解码器结构。接着设计了16×16帧内预测算法,并设计宏块扫描方式,采用两次判决策略进行预测模式选择。然后设计4×4子块扫描方式,编写整数变换与量化算法程序。熵编码采用Exp-Golomb编码与CAVLC相结合的方案,针对除拖尾系数之外的非零系数值编码子算法,实现了一种基于表示范围判别的编码方法。最后设计了网络传输的码流组成格式,并针对编码算法设计相应解码算法。使用VC++完成算法验证,并进行测试,观察不同参数下压缩率与失真度的变化。 算法验证完成后,本文进行了PC机客户端设计,使其具有远程访问、H.264解码与实时显示的功能。同时将H.264 编码算法程序移植到NiosⅡ中,并将嵌入式图像服务器与若干客户端接入网络进行联合调试,构建完整的网络视频监控系统, 实验结果表明,本系统视频压缩率高,监控图像质量良好,充分证明了系统软硬件与图像编解码算法设计成功。本系统具有成本低、扩展性好及适用范围广等优点,发展前景十分广阔。
上传时间: 2013-04-24
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摘要:提出了一种用混合信号系统级单片机C8051F020控制GSM网络引擎TC35i实现远程数据采集的方案。描述了远程数据采集系统的原理、构成和功能,对无线通讯模块及硬件设计和软件设计部分进行了详细介绍。 关键词:远程数据采集;TC35i;C8051F020;GSM
上传时间: 2013-08-03
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电子科大硕士论文_基于H_264的嵌入式家庭远程视频监控系统的设计与实现.rar
上传时间: 2013-07-24
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