在日益发展的电子技术和各行业对系统安全需求不断提高的刺激下,原有基于X86系统架构机车监控显示系统逐渐暴露出越来越多的缺陷,研制新型的机车监控显示系统成为一种必然的趋势,而不断发展的MCU技术、嵌入式Linux、制造工艺等也给新型机车监控显示系统的研制提供了技术保障。 本课题针对目前铁路运营对安全、快速、准点等特性要求的不断提高,研究基于ARM的机车监控显示系统,设计出具有高可靠性、高效能、可维护性强的机车监控显示系统。 本文首先分析了嵌入式技术发展现状及其发展趋势,对ARM技术的特点及其在嵌入式领域的应用进行了深入研究;进而,分析了国内现有基于PC/104总线模式扩展的机车监控显示系统的优缺点以及国外先进机车监控显示系统的发展现状及技术特点。对如何有效提高系统的可靠性、可操作性进行了深入的研究,提出了利用ARM处理器与嵌入式操作系统Linux实现高可靠性机车监控显示系统的思路,并在此思路指导下完成了基本研究和具体设计。 在完成样机试制后,结合铁路产品的高可靠性要求,本文最后对影响系统可靠性的若干性能指标进行了测试:高低温测试、静电放电测试、EMC测试、绝缘耐压测试、振动测试等,并对设计过程中一些欠考虑的因素提出了解决方案。实际测试表明,基于ARM技术的机车监控显示系统满足我国铁路未来若干年监控安全的需要。
上传时间: 2013-04-24
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现阶段,中国的自动售货行业蓬勃发展。作为自动服务的核心部件,基于单片机的纸币识别系统已经越来越不能满足市场需求。 本文对基于uClinux操作系统和S3C4510B的纸币识别系统的各个方面进行了研究。研究表明,纸币识别系统要求能满足硬实时性,但uClinux操作系统的实时性不强。由于uClinux功能强大,免费且资源丰富,如能成功改进本纸币识别系统的实时性,纸币识别系统将在成本,性能和功能性等方面有更大的优势,所以对实时性进行改进将非常有意义。 在本纸币识别系统中,纸币特征采集子系统对实时性要求很高,需要满足硬实时的要求,所以是否能满足该子系统的实时性的要求,将是本纸币识别系统能否很好工作的关键所在。通过对当前多种uClinux实时性改进方案进行了解和研究,参考了RTAI和RTLinux的工作原理,提出了基于uClinux操作系统和S3C4510B的纸币识别系统的实时性改进方案。纸币特征采集子系统主要依靠码盘光耦产生的反馈信号生成硬件中断,然后通过处理该中断,实现对纸币特征的采集。在本文提出的方案中,为了提高系统对硬件中断的反应速度,避开uClinux对中断的慢处理,在操作系统与硬件之间建立了一个特殊的硬件抽象层来管理中断,并将纸币特征采集功能与操作系统剥离,放入一个单独的处理单元。通过这样的处理,使得中断产生时,硬件抽象层暂停uClinux操作系统的运行,直接将中断交由纸币特征采集处理单元处理,实时的完成纸币特征数据的采集。
上传时间: 2013-05-24
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随着社会的发展,网络视频监控系统已经成为日常生产生活中的重要辅助设备,应用十分广泛。当前视频监控系统正逐步由模拟化走向数字化,随着视频压缩技术和网络技术的发展,开发新一代的基于计算机网络和多媒体MPEG-4压缩算法的视频监控系统已成为整个行业技术发展的主要方向之一。人们有时会采用DSP与MPEG-4算法结合的方案来实现,也有的部门采用了片上系统(SOC),但这些不但编程极度复杂,而且成本也过高。本文提出并研究设计了一种基于ARM微处理器S3C2410、MPEG-4专用压缩芯片MPG440、以嵌入式Linux为操作系统的视频监控系统方案,不仅开发便捷、成本低廉,而且实时性较好,适应范围广。 首先,采用软硬件协同设计的思想提出了系统的总体设计方案,系统的整体架构分为摄像头、云台控制器、网络视频服务器以及客户端PC机等四大部分。 第二,以三星公司的S3C2410芯片和DAVICOM公司的DM9000以太网接口芯片为硬件核心,对整个系统进行了模块化的硬件电路的设计。根据S3C2410的特点及系统整体需求,完成了电源复位模块、晶振模块、存储器接口模块、视频数据处理模块、以太网接口模块、云台控制模块等的硬件选型与电路连接。其中,在云台控制模块等的电路设计中充分体现了优化设计的技巧,并重点对网络接口部分和视频数据处理部分进行了详细的硬件设计与说明。阐述了整个系统的工作流程。 第三,从应用需求出发,选择嵌入式Linux操作系统作为本系统的软件平台,搭建了交叉式的开发环境,对bootloader进行了选择,并给出了加载步骤。完成了对嵌入式Linux内核的选择及移植。 第四,采用基于任务的设计方法对服务器端的软件进行了总体设计,主要包括共用程序库、config配置文件、日志文件以及多个任务等。并对运行于客户端的软件设计进行了简要说明。 第五,由于数字视频传输的实时性能和通过网络传输以后客户端接收的视频图像质量在本系统中至关重要,所以本文对传输信道和网络协议进行了优化选择,并详细阐述了IP组播技术、流媒体传输协议等在图像传输过程中的具体应用。
上传时间: 2013-04-24
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以嵌入式微处理器和嵌入式操作系统为核心的嵌入式技术,已在很多领域得到了广泛的应用。由于互联网的应用日益普及,信息共享的程度不断提高,传统的串行通讯和并行通讯方式的缺点日益凸出,嵌入式设备的网络化已经成为网络发展的必然趋势。Forrester Research的研究显示,到2010年,将有95%的连网设备不再是传统的计算机,而是带网络功能的嵌入式系统。 本文根据在PC104系统下实现网络通信功能的成功案例,构建了基于ARM7微处理器和uCLinux操作系统的实验平台,完成了网络接口设计,并实现了嵌入式系统的网络通信功能。 本文采用PHILIPS公司的LPC2210微控制器作为主控芯片,采用高度集成的以太网芯片RTL8019AS作为网络接口。选择Linux操作系统进行裁剪和移植,分析并实现了嵌入式TCP/IP协议栈。编写了底层网络驱动程序,实现了嵌入式硬件平台和PCLinux系统之间的基于网络的数据传输;同时实现了嵌入式系统同WindowsXP系统之间的基于网络的数据传输;通过对比实验,对网络数据传输协议和算法进行了研究和优化,完善了ARM嵌入式系统的网络功能。 大量的数据传输及可靠性测试实验表明,本文所设计的嵌入式系统网络功能在可靠性、可用性及操作方便性方面都达到了预期的目标,具有实际的应用价值!
上传时间: 2013-07-19
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无线电子点菜系统是餐馆实行信息化管理的一个重要组成部分,该系统的应用不仅会给餐饮企业带来良好的经济效益,而且有利于先进的科学技术在国民经济中的推广应用,产生良好的社会效益。目前国内点菜系统高、低档产品繁多,但推广速度十分缓慢,究其原因是缺少适合中国国情的中档适用产品。本文通过分析国内市场现有的各种点菜系统的优缺点,指出点菜系统的区别关键在于点菜终端和通讯方式的选择上,在此基础上提出了一种适合具体应用场合的中档无线点菜终端解决方案:运用嵌入式系统开发无线点菜终端,运用短距离无线通信技术进行数据传输。 文章首先分析了无线点菜机的系统组成及功能分配,并在此基础上对系统各个组成模块的硬件进行设计。接着分析了触摸屏数据采集的全过程,探讨了影响触摸屏数据精度的各种因素,提出了一种“三步法”进行数据的校正的方法。然后文章对几种常用的小范围无线通讯方式进行比较,确定采用无线射频单芯片实现短距离无线通讯,并详细阐述了数据帧格式和分层次通讯协议的设计,通讯系统的模型采、用主站论询,从站监听的方式。最后是软件的具体开发,首先研究了μC/OS-Ⅱ操作系统的移植和Boot Loader启动代码的设计,并成功移植下载到S3C44BOX中,然后在此操作系统的基础上进行点菜界面、通讯协议及关键驱动的设计。 本设计对基于嵌入式μC/OS-Ⅱ操作系统进行终端开发,具有一定的借鉴指导意义,对自助式餐饮业具有商业实用价值。同时,作为一款手持式产品,可以随身携带,可以使用于多种支持无线上网的场合,具有一定的市场应用前景和商业实用价值。
上传时间: 2013-07-30
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早期的喷墨打印机由于其设计开发成本相对较高,仅仅用于一些专业印刷系统或者广告设计行业。近年来,喷墨打印技术的成本大幅度下降,打印效果显著改善。从最初的效果粗糙、输出缓慢、耗时较长,发展到现在的照片级效果、输出快速、操作简便,特别是最新的喷墨打印机整合了数码功能,这种类型的打印机具有很强的趣味性,它能根据打印用户的不同要求,打印出各种非常有趣的家庭数码影像效果出来。 本文首先研究了目前市场上几个主流厂商的喷墨打印技术的特点,最新进展以及相关技术。这些信息可以作为自身产品设计的一个重要参考,从而可以根据市场需求和产品自身定位,设计好喷墨打印机产品的规格要求,提高其在市场上的竞争力。 喷墨打印机的性价比是产品能否被用户接受的关键因素,本文对喷墨打印机软硬件平台的构建进行了研究,并基于对性能和价格的综合考虑,提出了本文的喷墨打印机软硬件平台。 喷墨打印机的相关技术很多,在知识产权方面,几个主要的打印机厂商在许多国家和地区均有成千上万篇专利对他们的产品进行保护。 本文主要研究其中的Boot loader的实现,Printhead温度的控制以及Printhead的打印控制这三个关键技术,并针对这些关键技术的基本原理及其实现方法进行了深入的研究。 本文对喷墨打印机的相关核心技术做了比较深入的研究,这些研究工作对于有志于喷墨打印机开发的相关技术人员有较好的参考意义,同时,基于ARM的喷墨打印机系统,又是一个典型的嵌入式系统,这对其它嵌入式系统的设计也有较好的借鉴意义。
上传时间: 2013-07-13
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嵌入式系统近年持续迅猛发展,已经成为后PC技术时代信息化的中坚力量。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高及面向行业应用的突出特点,目前已经广泛应用于网络、消费电子、国防军事及自动化控制等领域。 ARM(Advaneed RIS Cmachines)公司的32位RISC处理器,以其高速度、低功耗、低成本、功能强和特有的16/32位双指令集等诸多优异性能,已成为移动通信、手持计算、多媒体数字消费等嵌入式解决方案中的首选处理器。在众多的ARM处理器中,Samsung公司的S3C44B0X处理器以其低价格、低功耗及强大的网络支持等优点在市场上占有重要份额。 uClinux是从Linux衍生出来的优秀嵌入式操作系统,专门针对没有MMU的处理器设计,支持众多嵌入式处理器类型。uClinux继承了Linux的许多优秀性能,有良好的网络支持,完善的驱动支持,高度的模块化,开放的源码。uClinux已成为许多嵌入式系统研究领域的首选操作系统之一。 本课题以嵌入式手持式电能质量分析仪前期实验开发板为研究目标,根据嵌入式体系结构和嵌入式系统设计的原理,构建了基于Samsung公司S3C44B0X ARM7 TDMI处理器的硬件开发平台,并根据该硬件平台的结构特点移植了uClinux操作系统,同时针对uClinux实时性能不高和嵌入式平台硬件资源有限的缺点,结合uClinux多进程和共享内存机制设计了数据采集程序,实现了对三路0~2.5V模拟信号的高性能采集,增强了系统数据处理的实时性,提高了工作效率,为后续开发奠定了基础。 论文从嵌入式系统应用的角度出发,分析了嵌入式体系结构、uClinux运行机制和内核特点;阐述了Bootloader设计及操作系统移植的要点;介绍了接口驱动及上层应用程序的设计方法等问题。
上传时间: 2013-07-23
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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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我国经济的快速发展促进各行业对电力需求的飞速增长,电力需求侧管理随着电力系统管理的自动化而不断发展起来。用电现场负荷监控终端是电力需求侧管理的一个重要组成部分,它为有效利用能源、合理分配能源,鼓励用户均衡用电,实现电力需求侧科学管理提供了技术基础。 负荷监控终端利用微电子技术、电力电子技术和传感器技术对用电现场的各种电能参数进行采集和全方位监控,在电力需求侧管理中承担着重要角色。它为电力管理部门和用电企业间搭起了信息桥梁,不仅实时提供企业用电的各种信息,而且能够及时执行电力管理部门的远程命令,实现远程操作。电力管理部门向终端安排合理的用电方案,能够对企业的用电实现宏观调控,这对企业的长足发展和电力管理部门的合理调度电能有很好的推动作用。因此对负荷监控终端的研究具有重大的现实意义。 论文对目前国内外的负荷监控终端在的发展现状进行了概述,分析了负荷监控终端在国内的电力负荷管理技术中的地位和作用,以及当前负荷监控终端系统的技术水平和实现方法,在研究了终端设计多项技术的基础上,结合工程项目的要求对微处理器和操作系统进行了具体选型,设计了一种基于ARM 和μC/OS-Ⅱ的配变监控终端,在基于ARM技术的LPC2124 微处理器和外围接口芯片上,进行了终端系统的设计;实现了μCOS-Ⅱ在LPC2124MCU 上的移植;编写了基于μC/OS-Ⅱ的API 接口函数和底层硬件驱动程序;采用多任务按优先权调度的方式解决了任务处理的实时性,克服了传统前后台软件在复杂的监控终端设计中实时性差的弊端,实践证明用这种设计思想制作的配变监控终端能较好地满足工程应用实际需要。
上传时间: 2013-04-24
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按照公安部规定,我国从 2004 年开始换发第二代居民身份证,预计到 2008 年基本完成第二代居民身份证的换发工作。第二代身份证与第一代身份证最大的区别在于:它的内部嵌入了一枚指甲盖大小的非接触式 IC 芯片,该芯片内存储有姓名、性别等9项信息。本课题设计出一款基于 ARM 和 GPRS 技术的第二代身份证无线手持阅读器,该阅读器能读出第二代身份证内 IC 卡信息,并可通过 GPRS 网络将信息进行无线传输。 本文以该阅读器的设计为主线,论述的主要内容如下: 1.介绍了课题背景及意义。全国 9 亿第二代身份证的换发,必然带来各行业对阅读器的大量需求,而现有阅读器的弊端促使了对阅读器做更深入的研究。 2.介绍了相关概念及技术,包括:无线射频识别技术、ISO/IEC14443 协议、嵌入式系统、ARM、GPRS技术等。 3.详细介绍了该阅读器的硬件设计方法,并给出主要硬件模块电路原理图及其 PCB 板设计方法,同时也简单介绍了硬件的焊接和调试过程。 4.详细介绍了该阅读器的软件设计方法,包括:读卡模块驱动程序、GPRS 模块驱动程序、人机对话模块驱动程序、I/O 口驱动程序的流程图和部分代码。 5.为使该阅读器安全可靠地运行,对阅读器进行了各种功能测试,包括:读卡功能、GPRS 数据传输功能、人机接口功能。 通过功能测试,该阅读器能准确读取第二代身份证内信息并通过GPRS 网络成功将信息发送出去。该阅读器与市面上现有的阅读器相比,具有可脱机操作、无线传输、小巧灵便的优点。由于该阅读器软件采用模块化的设计方法,可以方便移植到其他非接触卡阅读器中,因此本阅读器具有非常广泛的应用前景。
上传时间: 2013-06-10
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