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关键词： 嵌入式系统   微机保护   μC/OS-Ⅱ平台   80C196KC  

摘要： 对于当下严重的环境问题而言,通过智能电网的建设,实现新能源的充分利用和配置,通过沿海核电的建设、西北风电的建设、西南水电的建设,通过特高压实现跨区域电能输送,有效取代传统火电煤电的地位,使电能真正成为清洁能源。并且能够进行长远距离的跨区域送电,与国外实现能源共享与互惠,实现全球能源互联网的新型战略目标。本文基于μC/OS-Ⅱ嵌入式系统平台,采用了80C196KC模块作为嵌入式系统的CPU,采用串口RS485进行对外通信及同不同保护之间配合传输数据的功能,以及采用GAL芯片解决内部与外部速度不匹配的问题,通过电力电子元件设计出来的输入输出模块之间的相互配合,完整的介绍了嵌入式系统在微机保护中的功能所在,为保护的CPU、数据采样及跳闸输出提供了原理解释。使得不同保护之间的ms级延时配合成为了可能。文章简单介绍了嵌入式系统在线路保护、母差保护及主变保护中的应用,根据其不同的保护原理,从而实现不同的保护之间相互的配合。文章在过去研究成果的基础上,结合当下环境保护问题及特高压建设问题,通过软件工程与电力技术的有机结合,利用嵌入式系统的特点,更好的开发智能化电网。

关键词： 视频喉镜   嵌入式系统   Android系统   FFmpeg   Android NDK  

摘要： 内窥镜细分到咽喉部位,可称之为喉镜。喉镜能让医护人员方便地将器械深入体内对咽喉部位进行检查和治疗。目前国内视频喉镜功能单一、图片和视频分类管理较差、操作不够人性化、在视频处理以及图像处理方面关注度较少,因此需要对视频喉镜做进一步的研究。本文采用三星公司S5PV210作为视频喉镜系统的主芯片,基于Android操作系统,主要在三个方面进行了研究：1.视频喉镜系统硬件电路的设计与实现。喉部图像数据由OV3640摄像头进行采集,采集的数据经过硬件电路的处理可以通过LCD显示屏实时显示,也可通过HDMI接口进行大屏显示,还能在SD卡中存储视频文件。硬件电路中还包括LED照明装置、预热装置等辅助硬件电路。2.视频采集编码软件和辅助应用程序的开发。首先将FFmpeg编解码库移植到Android平台,利用Android NDK技术和FFmpeg库实现了将前端摄像头采集的视频数据按照H.264的标准格式进行编码并实时显示采集的视频图像。使用H.264编码标准压缩了视频文件的大小,增加了设备存储视频文件的能力。为提高图片加载和预览速度,利用Android-Universal-Image-Loader完成了多线程图片加载及预览应用程序的开发。为改良采集的图像,对自动曝光以及自动白平衡算法进行了研究。3. Android系统内核及文件系统的裁剪,并优化开机速度。通过对底层驱动的修改完成了按键功能的定制化,裁剪了系统中不需要的驱动、服务和软件,并制作了定制化的开机画面,提高了开机的速度。本项目所设计的手持式视频喉镜系统支持LCD显示、]HDDMI、TV等多方式的视频输出;320w摄像头录制30帧每秒的视频按H.264编码标准压缩,并存储于外置的SD卡内,整个系统满足手持式设备小型化和实用性的需求。

关键词： eID   上海   科技助力   应用场景   信任源   身份认证   密码技术   网络身份  

摘要： 7月22日,公安部第三研究所和上海众人科技举办签约仪式,携手推广eID(公民网络电子身份标识)。双方以公安部三所的eID作为网络身份的一级信任源,众人科技的新一代密码技术SOTP作为二级身份认证防护技术,满足用户不同应用场景和安全等级的认证服务需求。此次合作旨在通过双方的组合,将eID原来需要硬件设备支持的应用场景扩大为更广的互联网应用场景,为大众提供便捷

关键词： 嵌入式系统   探测器   无线传输   STM32   NRF24L01  

摘要： 目前大多数使用的自动火灾报警系统建立在CAN总线的基础上,由于其使用有线通信方式进行传输,其电缆很容易受到侵蚀、磨损造成的故障率高,误报率高从而会导致系统故障。为了避免有线火灾报警系统的诸多问题。可以设想构建一种无线传输方式的自动火警报警系统,随着微电子与无线通信技术近年来发展,这可以成为现实。本文介绍了一种基于RNF24L01无线通信技术构建火灾自动报警系统的方法。首先,本文根据建筑环境的特点,在分析当下主流无线传输方式应用于火灾报警系统的契合度,提出了一种以ARM的基于Cortex-M3架构内核的STM32微处理器作为控制核心、以感烟探测器和感温探测器组合起来的复合型火灾探测器为报警数据的采集、以NRF24L01作为传输方式的报警数据的探测与无线传输系统。其次,本文给出了整个系统详细的硬件与软件设计。硬件设计方面,设计一套集火灾报警数据的采集、处理、显示、传输等功能的硬件电路。软件设计方面,考虑到嵌入式操作系统在无线火灾报警系统的应用优势明显,采用基于嵌入式操作系统FreeRTOS平台开发的无线火灾自动报警系统。在深入分析了特点的基础上,采用模块化设计思想,根据NRF24L01无线通信过程给出了软件设计方案,并详细介绍了各模块软件流程,包括系统初始化模块、NRF初始化模块、区域火灾复合探测器初始化配置。最后对整个系统进行了硬件功能与基本通信功能测试,整个系统运行正常,数据传输可靠,报警功能正常运行。

关键词： 人脸检测   嵌入式系统   Adaboost算法   YCb'Cr'颜色空间  

摘要： 人脸检测技术是计算机视觉领域中人脸图像处理系统的关键步骤,直接影响整个系统的性能。随着嵌入式系统在生产生活中的广泛应用,速度和实时性是嵌入式产品亟需解决的问题,因此迫切需要设计一种适宜在嵌入式系统上实现快速实时的人脸检测算法。论文的目标是优化一种适用于嵌入式平台的基于Boosting算法的人脸检测方法。本文总结了目前常用的人脸检测方法及主要特点,并设计了适用于嵌入式平台的基于YCb'Cr'颜色空间和Adaboost级联算法相结合的人脸检测方法。本文算法主要是通过易于实现的YCb'Cr'肤色模型检测出待测图片中的肤色像素,并对待测图片进行直方图均衡化、高斯滤波去噪处理和形态学处理操作,分割出肤色的候选区域,对分割出的候选区域应用Adaboost级联分类器进行人脸检测,提高了检测速度,减少了误检率。然后利用麻省理工学院(MIT)正面人脸库分别训练不同级数的Adaboost级联分类器,并与YCb'Cr'肤色模型相结合,通过分析比较,在保证检测率的前提下,兼顾检测速度和误检率,选择20级的Adaboost级联分类器与YCb'Cr'颜色空间结合的算法。将设计的人脸检测算法分别在高性能的SEP0611平台和北京艾睿合众科技的SEED-DVS8168的嵌入式开发平台上实现并作相应的优化工作,以验证该算法在嵌入式平台上的通用性。实验结果表明,本文算法在加州理工学院Markus Weber的彩色正面人脸库上检测率约为93.89%,误检率约为7.56%,检测速度较改进前20级Adaboost级联分类器提高了一倍左右。将算法分别移植到两种嵌入式平台上,在实时的正面单人脸的检测环境下,SEP0611平台上的检测率约为95.08%,检测速度平均为13.33帧／秒；SEED-DVS8168平台上的检测率约为96.66%,检测速度平均为14.92帧／秒,满足设计要求。

关键词： 嵌入式系统   电导率   七电极电导率传感器   恒流激励源   双CPU  

摘要： 铝及其合金表面钝化工艺是铝型材厂加工工艺中重要的表面前处理技术。钝化工艺过程中的每一道工序都有严格的标准,尤其是水洗工艺,在工业现场一般根据溶液电导率值的高低来反映槽液浓度的变化,进而反映工件清洗的程度,实现对工序状态的实时监控。钝化工艺过程的钝化液中含氢氟酸,普通的测量电极已被氢氟酸腐蚀,而且存在抗干扰能力弱和易结垢等问题。钝化过程中各个水洗工序的工控指标不一,需要的测量范围宽,且最后纯水洗工序的槽液电导率值较低,对电导率仪的测定精度要求较高,现有的电导率仪在精度上很难达到测量要求,而能达到测量要求的仪器价格又十分昂贵。本文设计了一套专门用于铝型材厂钝化水洗工艺过程的基于嵌入式系统的七电极电导率仪。整个仪器由七电极电导率传感器和电导率显示控制仪组成。七电极电导率传感器采用七电极电导池结构,结合恒流激励源的检测原理并根据工业现场槽液的性质选择电极材料制成一种新型的七电极检测池。电导率显示控制仪由基于ARM Cortex-M4内核的微处理器STM32F429芯片和具有高AD转换精度的C8051F060芯片作为系统控制的双CPU。整个系统根据功能不同划分为核心控制器模块,电导率以及温度测量模块,通信模块,人机交互模块和系统电源模块。测量时,通过量程自动换挡后,由恒流激励源激励七电极电导池,电导池测量电极产生一定交流电压模拟信号,电压模拟信号经过放大、交/直流转换和光电隔离处理,经过从CPU的ADC转换电路后,最终将数据送入主控CPU。利用主控CPU内部集成LCD-TFT控制器的优势,采用emWin图形库来设计窗口界面,使测量数据在7寸LCD上显示的界面更丰富,提高了系统的实时性。系统经过软硬件的调试,实现了界面显示,四个量程的自动调档,电导标定和温度补偿,各项功能正常。在系统的整机测试中,进行了测量精度实验和测量结果的重现性实验,并且对检测结果进行了分析,检测数据表明本系统的检测精度较高,重现性较好,能够很好的满足检测要求。

关键词： 低温余热发电   嵌入式系统   485总线   数模转换   人机交互  

摘要： 针对目前低温余热发电设备因加工成本高、维护不便、运行消耗大而难以投入运行的现状,本课题组已在研究一种小型罗茨式蒸汽动力机,并验证了其可行性,但该设备未实现工业余热回收到蒸汽发电的完整工艺过程。基于此,论文提出“热管余热回收装置匹配罗茨式蒸汽动力机的低温余热回收发电设备”工艺方案,并在对该设备工艺过程与功能需求详细分析的基础上,开发了其模块化嵌入式控制系统。该系统通过总线技术的应用,在简化硬件整体结构的同时,实现了复杂工业环境下多现场仪表数据的实时准确采集与多比例阀的精确控制。论文主要从以下四个方面进行了研究:1.论文首先分析了设备组成与工艺流程,总结出余热回收发电过程中的控制难点,提出其控制需求,并按照工艺流程确定了被控对象详细信息。2.根据功能需求确定硬件系统总体方案,详细分析了各个主要功能模块的电路原理图,包括电源电路、最小系统、现场仪表信号采集电路、电动比例阀控制电路、数字I/O接口电路及外部通讯接口电路。并完成了对硬件电路板的开发制作。3.在完成硬件开发的基础上,从总体上对软件进行模块划分,并对软件系统的关键技术进行了详细分析阐述,包括基于Modbus协议的485总线信号采集技术、基于SPI总线的C8051F040单片机与DAC7568间的数模转换技术、人机交互界面设计及嵌入式系统与工业触摸屏间的底层驱动程序开发技术,为基于某种运行策略的总体软件调试奠定了基础。4.对嵌入式控制系统进行了软硬件的主要功能测试,在测试并确定硬件基础电路正确无误的基础上,结合现有条件,对传感器485信号采集模块及用于比例阀控制的数模转换模块程序分别进行了调试验证,确保了各模块功能的可实施性,同时验证了自行开发的触摸屏与单片机底层通讯程序对数据处理的准确性,为下一步各模块结合机械设备的整机调试奠定了良好基础。

关键词： 嵌入式系统   ARM   摄像头  

摘要： 通过视觉,人和动物可以更好的感知外界物体的物理特性,获得非常有用的信息,如获取知识,做出正确的判断。视力障碍者如盲人也具有较强的阅读需求。应用信息科学,尤其是计算机科学,对信息做处理,可以使物体的特性用另外一种方式表现出来。运用嵌入式计算机可以实现这一目的,大多数的嵌入式计算机采用ARM作为主处理器,ARM功能强大,性能好,频率高,主频可以达到GHz以上,运算速度快,功耗小,更加节绿色能,集成度高,体积更小,携带更轻便,更加为广大市场及开发者所喜爱。本课题硬件部分选择ARM嵌入式处理器,软件部分采用微软的Windows CE操作系统,设计一款专用于视力障碍者和盲人使用的阅读器产品。在ARM处理器上,搭载了500W像素的摄像头,作为系统实现的基本结构。另外,还充分利用了ARM处理器的强大功能,扩展了USB、SD卡和键盘等功能,同时还增加了WIFI和GPS的扩展功能。本文首先介绍课题方案的选择和ARM处理器的硬件结构,重点分析三星S5PV210主处理器的功能,介绍ARM嵌入式系统的整体设计方案。在系统硬件中,主要介绍ARM最小系统的实现及解决方案,包含处理器与内存芯片和处理器电源模块等。另外,还介绍处理器与外围设备连接及总线结构。在系统软件中,讲述了嵌入式操作系统的整体结构和设备驱动的开发,主要是摄像头的驱动开发。根据原理图制作系统硬件电路,在PCB的设计中,充分考虑到信号完整性和EMC等问题。接着为系统开发BSP,对内核进行了裁剪,定制Windows CE嵌入式内核,编写摄像头驱动程序,生成操作系统镜像文件。

关键词： 智能家居   体验中心   KNX总线   嵌入式系统   主控制器   网关  

摘要： 智能家居以现代计算机技术、现代控制技术、现代通信技术、现代图形显示技术为基础,将家居生活各子系统有机地结合在一起,构成一个协同工作和方便管理的智能网络,有效地改善了人们的居住环境和生活方式。近年来,国家加大了对智能家居产业支持力度,在相关技术进步和行业发展的带动下,海尔、长虹等家电开始涉足该行业,也涌现出许多尼特这样专门从事智能家居产品开发的科技型企业,使我国具有自主产权的智能家居产品不断增多。当下,全国各地出现了采用技术和产品体验模式的智能家居推广销售中心,对智能家居产品的推广起到了有效的促进作用。智能家居体验中心是向消费者集中展示智能家居功能和特点的综合体,通过各种灯光明暗变化、音影视听场景互换、电动门窗随环境调节、以及各种家用电器远程控制等智能网络控制功能完美地展示,可以让消费者亲身体验自己“未来的家”。KNX总线技术具有良好互操作性和交互性,是家居和楼宇控制的唯一国际标准,KNX协议遵循OSI协议规范,在智能家居设备的有线组网中广泛应用。本文在借鉴和剖析长虹智能家居和尼特智能家居已有的智能家居解决方案的基础上,提出了基于KNX总线的智能家居体验中心设计方案,由于基于KNX总线智能家居网络不能直接与以太网和无线网络进行数据交互,本文还专门设计开发了基于KNX总线的智能家居网关,较好地解决了KNX智能家居网络与外部网络的互联互通问题。KNX智能家居网关是外部有线、无线网络与智能家居网络互联互通的关键设备。它从多种外部网络接受信息并将其转换为可在KNX总线上传输的形式,通过KNX总线传递到指定的智能家居设备,从而控制和管理家庭网络内部设备。本文详细阐述了智能家居网关的硬件和软件设计与实现过程:硬件方面主要包括以太网接口、KNX模块、无线网模块以及主控制器的设计与实现;软件方面包括应用软件主程序、TP-UART-IC通信程序、以太网通信程序、无线通信程序的设计与实现等。最后,通过对网关与外部网络实际通信数据分析,说明所设计的KNX智能家居网络基本达到了设计要求。

关键词： 单片机   嵌入式系统   平台化   研究   开发  

摘要： 嵌入式系统是软硬件结合的、直接面向大规模应用的系统。由于传统小型开发模式对于满足开发要求越来越难,近年来,单片机和嵌入式系统的结合,以其独特的优势无论在广度上还是深度上都得到了飞速发展。但是,由于电子工程师习惯了小作坊式的开发模式,对操作系统和软件平台化的研究欠缺,而计算机科学工程师因为硬件知识方面的漏洞,也无法在短时间内快速步入单片机和嵌入式系统研究应用领域,因此,关于单片机和嵌入式系统开发平台化的研究正在界内如火如荼的进行。