传感器是测控系统的重要组成部分,但有些传感器,如增量式或绝对式旋转编码器,因无配套的二次仪表,给使用带来不便。有些传感器虽然可以买到配套的仪表,但价格昂贵,功能单一且功能无法扩展。为此,本课题以设计一种通用性强,功能扩展方便的测量仪表为目的,将计算机技术与嵌入式微处理器技术用于测量仪表当中,设计一种基于ARM的嵌入式智能仪表。课题主要研究工作包括: 1.在分析比较各种二次仪表功能的基础上,提出了基于ARM的嵌入式智能仪表设计方案。搭建了仪表的硬件平台。 2.软件设计实现了μC/OS-Ⅱ嵌入式系统在ARM7微控制器上的移植。在此基础上,对嵌入式系统进行了一定的扩展,编写了LCD驱动程序,调用了串口通信,A/D转换等模块的API函数,建立了多任务环境,使仪表兼具PWM脉宽调制功能、数据采集、显示和传输功能。 3.通过增量式、绝对式旋转编码器实验、转矩转速传感器实验、输出模拟信号的角度传感器实验和PWM输出实验验证仪表的功能。 RTOS平台的构建,降低了软件设计的复杂度,提高了系统的实时性和灵活性,缩短了开发周期。经过实验验证,该仪表能够准确测定频率信号、模拟信号及数字信号。
上传时间: 2013-04-24
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当代科学技术突飞猛进,极大促进了自动识别技术的发展——条形码、光学字符识别、磁条(卡)、工C卡、语音识别、视觉识别、RFID等,其中,RFID无疑是最为前沿的自动识别技术,是一种非接触式的识别技术;同时,随着另外一项技术——嵌入式技术的飞速发展,机构小巧、性能优越、价格便宜、操作简便的手持式数据自动读写设备发展尤为迅速。具体说来,一款好的手持式RFID读写器适用于工作现场,可以供工作人员对现场物品信息进行自动收集,而随着嵌入式操作系统和网络技术的应用,使读写器不仅有数据采集功能,而且可以对数据进行分析以供管理决策。在这其中,操作系统、芯片、总线、接口技术成为读写器的内核,嵌入式系统成为技术的代表。 随着嵌入式操作系统(如linux、wirice.net)的出现,使得软件开发人员在嵌入式系统和普通pc机上进行应用软件开发不会感到太大的差别(借助于交叉开发环境,即在pc机上编译连接,但生成的是目标机代码)。但是,对于那些应用软件开发者,往往对某一行业软件开发比较熟悉却对硬件有些陌生,熟悉硬件原理(嵌入式处理器架构、部件工作原理等)恰恰是构建一个嵌入式系统所必须的。因此,构建一个性能稳定、持续工作时间长、完善数据接口、方便读写器接口的手持式设备成为了当今一个比较热门的技术领域。本项目就是根据以上事实,先分析了国内外研究现状,再根据项目需求、生产成本以及RFID应用开发者的要求,决定采用以ARM920T为内核的$3C2410为嵌入式处理器、微软公司力推的wiIice.net为嵌入式操作系统,设计开发了供RFID应用软件开发者使用的手持式RFID读写器。针对手持式设备的特点和实际要求,对读写器软硬件系统整体结构进行了规划,完成了时钟电路、nand flash存储器接口电路、SDRAM电路、串行接口电路、RFID读写模块接口电路、USB接口电路、无线通信模块接口电路、LCD/触摸屏接口电路的设计,并开发了读写器的二次发API;在wince.net平台下,利用platform builder工具定制了适于读写器的操作系统,实现了嵌入式操作系统的设计,最后对整个系统进行了测试。
上传时间: 2013-06-21
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本课题是江苏省“十一五”工业攻关项目“总线化智能多参数高精度检测及控制仪表开发与产业化(BE2006090)”。本项目要求多环境参数测控、多总线接口,选择具有丰富接口的高速处理器作为本项目的核心。为满足多参数测控精度和多网络接口通讯可靠性,嵌入式设计是应用系统的理想选择。本文所研究的多参数测控装置是以三星公司生产的32位ARM微处理器S3C2410为核心的嵌入式系统,该系统能实时地获取水环境参数,为水环境和多总线接口提供基本的数据和控制信息。 本文详细地介绍了MODBUS和CAN-BUS总线协议和通讯原理,阐述了水产养殖几个重要环境参数一溶解氧、温度、PH值的检测算法原理、以及传感器调理电路和温度、溶解氧的控制策略,进行了测控系统的硬件架构和各个模块的原理设计,实现了操作系统的移植,编写了驱动程序。在基于QT/E环境下实现了系统的测控和总线通讯部分上层软件设计。提出并实施了系统测试方案,成功地完成了测控系统的硬件、软件测试、以及通信功能测试和现场在线测试。 本论文的研究开发工作是在实践的基础上完成的,实验结果证明该系统充分利用了S3C2410芯片提供的资源,具有高性能、低功耗、低成本的优点,在各个方面的性能比传统的水环境参数测控系统有很大提高,通过测试实现了预期的各种功能,完全达到预期要求。
上传时间: 2013-06-28
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随着我国经济建设的快速发展,人们的生活消费水平也越来越高,对餐饮业的服务质量和服务方式也不断地提出新的要求。基于计算机处理和无线通信技术的餐饮服务系统应运而生,本文就基于ARM9的无线餐饮服务终端系统进行了研究和开发,通过对终端的操作,实现无线点菜功能。 在参考阅读了大量信息资料的基础上,确定了以嵌入式系统为终端、基于微功率短距离无线通信技术进行无线通信的整体设计方案。嵌入式系统成本低、体积小、功耗低且可靠性高,是开发餐饮服务终端系统的绝佳选择,而微功率短距离无线通信技术开发容易,成本低廉。所以本课题选择ARM嵌入式开发板和短距离RF无线数据传输模块作为开发餐饮服务终端的硬件。 本文配置了适合嵌入式系统开发的交叉编译环境,在此环境下,通过对系统引导程序的配置、对Linux内核的裁减和对root文件系统的定制,开发了基于本平台的嵌入式Linux操作系统;用C语言编写了基于无线数据传输模块的无线通信应用程序,通过数据发送和数据接收,实现了点菜数据在餐饮服务终端和服务器之间的无线传输;设计了点菜终端的图形用户界面,操作者可在此界面上进行点菜操作,实现点菜功能。 在开发过程中,对Linux操作系统的内核源码、运行和管理机制进行了深入研究,就启动代码的更改和内核的裁减进行了探讨和开发;应用程序采用共享内存的Linux多线程技术进行功能处理,就线程管理问题的进行了分析探讨。
上传时间: 2013-06-12
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随着计算机技术的发展,嵌入式系统已成为计算机领域的一个重要组成部分,并成为近年来新兴的研究热点。ARM9TDMI是一种高效、低功耗的RISK处理器,以该内核为核心的S3C2410X是一款基于以太网应用的高性价比16/32位微控制器,非常适合嵌入式产品。文本提出并研究了基于ARM-Linux的嵌入式产品平台,完成了系统的硬件和软件设计、实现了操作系统的裁减和移植。并且系统充分利用ARM处理器高性能、低功耗、低成本的优点,扩展平台通用接口,为今后开发基于该平台的应用系统提供了捷径。 Linux由于其代码开放性以及强大的网络功能等特点,在许多的嵌入式网络设备中有着广泛应用,与其他的嵌入式操作系统相比,具有着更多的优势。因此本课题将其作为硬件平台的操作系统,并在这个系统中实现Linux的一些基本操作。论文中介绍的硬件和软件平台也可以为实际应用提供很好的开发起点。 USB作为一种总线技术,已经得到快速的普及和应用,本文实现了Linux操作系统下USB驱动程序的编程设计;此外,本文将嵌入式技术与无线通信技术结合起来,实现了基于ARM-9处理器的无线通信平台的开发。 归纳起来本课题具体工作如下: 1)调研了国内外嵌入式系统开发的现状和发展趋势。并且详细论述了基于ARM-9处理器的硬件结构、嵌入式操作系统以及开发流程。 2)详细研究了Linux在ARM-9硬件平台上的移植。包括移植环境的建立、BootLoader的制作、Linux的裁减和移植、根文件的制作等。 3)详细分析并开发了Linux下USB驱动,包括主机控制器驱动以及设备驱动等内容。 4)基于ARM-9嵌入式微处理器,利用其性价比高,功能丰富,接口完善,可扩展性强等优点将移动通信技术与嵌入式系统融合在一起。实现基于ARM-9处理器的无线通信平台的开发。
上传时间: 2013-04-24
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视频监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字视频技术于一体的综合系统。目前视频监控正向着数字化、网络化的方向发展。实现基于网络的视频监控系统的关键是一种嵌入式设备,它应该能够采集压缩视频数据并通过网络进行传输。 本文介绍了一种基于嵌入式Linux的网络视频监控系统的设计和实现方法。首先从整体上分析了网络视频监控系统的总体设计方案,给出了视频服务器的硬件框架和软件体系,并重点讨论了在ARM处理器上实现MPEG-4压缩编码的方法。其次在ARM硬件平台成功构建了armlinux嵌入式系统:包括引导程序Bootloader的设计、修改配置linux内核以及制作JFFS2文件系统。其中创新地提出了从nandflash启动U-BOOT具体设计方法。为了完成系统进一步的视频采集工作,系统实现了USB数码摄像头的驱动。在应用程序开发过程中,首先设计了基于Vide04Linux的视频采集程序,并采用mmap(内存映射)方式截取图片。其次重点分析了MPEG-4编码模型XVID程序中的运动估计部分,并研究了半像素快速搜索算法,从而减少了搜索点数提高了运算速度。最后利用开源JRTPLIB库实现视频数据流的RTP传送。 整个设计都是在深圳旋极公司研制的SUPER-ARM硬件平台上进行的,linux内核采用2.4.18。其中MPEG-4编码优化测试是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本课题为在ARM平台实现网络视频监控的设计做了有益的探索性尝试,对今后进一步完成远程嵌入式视频监控系统的设计有着积极的意义。
上传时间: 2013-07-21
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随着嵌入式技术和网络技术的发展和应用,充分结合两种技术优势的远程数据采集终端正在不断地被研究和开发。本文即是此背景下,综合以往远程数据采集终端的优缺点,对基于ARM的远程数据采集智能终端予以研究和实现,该终端具备GPRS和INTERNET两种接入方式。可通过RS232或A/D模块采集用户终端设备数据信息;在GPRS接入方式下使用GPRS无线数据终端通过GPRS网络接入互联网,在INTERNET接入方式下则直接接入互联网;接入后则可向远程控制中心上传用户终端据信息。本文研制的远程数据采集终端可广泛地应用包括环保数据采集在内的多种数据远程采集场合。 本文主要做了以下研究工作: 1、对硬件资源进行了外围扩展,对S3C44BOX处理器芯片的外围硬件进行了扩展设计,使之具备了满足使用需求的最小系统硬件资源。包括外围存储、LCD、键盘、以太网卡和GPRSi匿信模块等。 2、运用多任务操作系统可以有效的组织并行任务的处理,本文对μc/os-Ⅱ操作系统进行了移植,对原有μc/os-Ⅱ操作系统的抢占式调度机制进行了改造,使之成为整体抢占,局部轮询的调度机制;使之较好地满足了实际要求。 3、无论采用GPRS方式还是INTERNET方式,设备终端与INTERNET实现通信都必须具备相应的协议。本文实现了TCP/IP有关网络协议栈的建立,对协议进行了简化设计,实现了两种方式的接入,满足了嵌入式终端的要求。 4、为了使终端具备较好的人机交互能力,构建了嵌入式图形界面,实现了LCD图形显示和键盘输入控制的交互功能。 通过以上工作,建立了一个功能齐全,实时可靠,基于嵌入式系统的远程数据采集终端。
上传时间: 2013-07-17
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Internet现已成为社会重要的信息流通渠道。嵌入式系统能够连接到 Internet上面将信息传送到几乎世界上的任何一个地方。嵌入式设备与Internet的结合代表着嵌入式系统和网络技术的真正未来。随着IPv6的应用,设备都可能获得一个全球唯一的IP地址,通过IP地址和互联网相连成为一个网络设备。因此随着电子技术和Internet技术的发展使的家用电子电器产品步向智能化网络化的智能家居方向。智能家居是集成微电子技术与控制技术当前嵌入式系统典型的代表。 本文将嵌入式技术与电力载波通信协议X-10技术结合起来来实现智能家居控制系统,着重研究智能家居控制系统的核心一基于ARM核的智能家居网关软硬件设计。智能家居网关是一个嵌入式WEB服务器,用户通过登陆智能家居网关进而实现对智能家居网关的远程控制操作,智能家居网关将接收到的用户命令进行“翻译”之后向家庭电力线发送X-10指令,实现对家庭设备的控制。 本文首先分析基于ARM的智能家居控制系统的原理及X-10技术;然后给出具体基于ARM平台的硬件电路设计,本文在以LPC2210为处理器实现智能家居控制系统的设计中,给出详细设计步骤与过程。本系统主要电路包括有电源电路、键盘电路、LCD显示电路、存储电路、网口电路、及X-10电力载波电路等等;其次ARM平台软件实现是本文的一个重点。本文主要分三步来实现:第一步实现了在LPC2200系列处理器上的嵌入式操作系统uC/OS-Ⅱ的移植、第二步实现TCP/IP协议栈LWIP在嵌入式操作系统上的移植、第三步实现WEB服务器的组建以及应用软件设计。最后系统在搭建完软硬件平台之后,进入调试结果环节。系统运行后本人使用本地示波器观看波形,然后通过对波形的解析与X-10指令的对照来验证基于ARM的智能家居控制系统的可行性,进而实现了X-10信息家电与Internet的互连控制。
上传时间: 2013-06-04
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随着社会的进步,经济的发展以及我国入世以后汽车行业的迅速发展,使得国内交通车辆与日剧增,随之带来的交通拥挤、交通堵塞、车辆盗窃等一系列问题成为人们生活中最直接的安全隐患。运用无线通信技术、ARM技术和GPS定位技术的车辆监控系统可以有效的解决这些问题,满足运输效率和安全保障的需要,并且带来极大的经济效益和社会效益。 通过对车辆监控系统和相关技术的研究与分析,本文提出了基于ARM和GPS的车辆监控系统研究。与传统的单片机控制的车辆监控系统相比,该系统克服了单片机系统因其功能简单、无操作系统、程序移植性差而只能满足简单控制的缺点,能实现复杂任务的监控,例如显示复杂的电子地图、数据进行复杂计算、高端产品甚至有网络互联和Web浏览功能等等。同时该系统采用了GPRS无线通讯方式,具有资源利用率高、传输速率高、计费合理等特点,解决了以往采用SMS短消息通讯技术中存在的通讯费用高、消息延时和消息丢失等问题,提高了系统的实时性和可靠性。 论文首先介绍了在车辆监控系统中应用的GPS全球卫星定位技术和GPRS通用无线分组业务,在GPS定位技术中介绍了GPS系统组成、GPS信号和编码、定位原理以及GPS误差;在GPRS通讯技术中介绍了GPRS的概念、GPRS网络的总体结构、GPRS的主要优点及发展动向。 论文随后分为车辆监控系统总体结构与功能、车载端的研究与设计、监控中心的研究与数据库设计三大部分进行介绍。车辆监控系统由车载端、监控中心和两者之间的通讯网络三部分组成,车载端主要由GPS定位模块、GPRS通信模块和ARM数据处理与控制模块这三大模块构成;监控中心包括Internet接入设备、中心服务器、监控端计算机以及一些辅助设备等。车载端分布在各个移动车辆上,负责接受OPS卫星定位信息,通过数据控制处理器解算出车辆所处的位置坐标,坐标数据经过处理后通过GPRS模块,最后将数据通过通讯网络GPRS发送到监控中心的信息服务器,信息服务器将收到的车台数据经过预处理之后分发给监控终端。
上传时间: 2013-06-14
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以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继网络之后,又一个IT领域新的技术发展方向。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高等特点,目前已经广泛的应用在国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等领域。其中具有代表意义的是32位的控制器和嵌入式操作系统的应用。 本文是以弧焊机器人的焊缝跟踪系统为例,研究了基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和32位ARM微处理器的嵌入式系统的实现。该焊缝跟踪应用系统实例实现的功能是使弧焊机器人能及时检测并自动纠正当前焊接点与焊缝之间出现的偏差,以提高弧焊机器人的智能化水平。 论文首先介绍了32位的ARM控制器工作原理,然后介绍了嵌入式操作系统的工作原理以及焊缝信号的处理原理,在此基础上设计了弧焊机器人焊缝跟踪系统的硬件电路,最后完成了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在S3C44BOX上的移植工作,并且编写和调试了控制软件。基本上达到了控制要求。
上传时间: 2013-04-24
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