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关键词： 嵌入式系统   网络视频监控   设计  

摘要： 科学技术发展对于各项系统最大程度进行了完善,如今嵌入式系统应用于其中,并且实现了系统之间的相互融合,对其他技术发展形成了很大影响和促进,技术发展中对于网络视频监控技术更是起到了支撑作用,通过嵌入式系统荣誉到系统中,实现了联合应用和控制,通过系统对数据实现了进一步采集和保存目标,广泛应用于我国各项工程建设中,实现了视频监控系统的设计与应用,在本课题中,将实现这样的系统,命名为CBTVIEW(以实验室名字命名)。下面文章通过将计算机技术与嵌入式系统相互联合,实现了图像监控目标,同时可以进行远程控制。

关键词： NoC   自动代码生成技术   嵌入式系统   仿真器  

摘要： 由于半导体工艺和VLSI设计技术的快速发展,更多复杂和高性能需求的工作被应用于嵌入式系统中。但是,随着工艺尺寸越来越小,嵌入式在应用方面对带宽的需求不断增多,使得传统总线式的片上通信架构面临着越来越多的挑战。由于NoC很好地扩展性、灵活性和传输并行性,使得它越来越受到人们的青睐。因此,NoC逐渐的替代了传统的总线结构,成为了新兴通信架构。由于在设计片上网络时需要考虑拓扑,缓冲器大小,路由算法和流量控制机制等许多参数。因此,对全系统的准确评估对于NoC来说是必不可少的,所以NoC仿真器的研究也变得越来越重要。而现有NoC仿真器在设计过程中,需要研究人员对NoC各模块进行描述,编写成VHDL代码。而不同体系结构的NoC模块的VHDL代码大体上是相同的。显然,编写VHDL代码的这个过程不仅浪费大量时间还有可能因为人为操作在代码方面产生不必要的错误。为了解决此问题,本文提出了基于自动代码生成技术的NoC硬件仿真器-NOCsim。该仿真器采用把自动代码生成技术应用在硬件NoC仿真器中的策略。该策略利用自动代码生成器自动地生成与NoC各模块相对应的VHDL代码,然后再在FPGA上对其进行仿真。本文中,自动代码生成系统主要从XML建模文件、代码模板和基于XML和代码模板的自动代码生成器方面进行设计。通过实验结果分析,发现本文提出的NoC仿真器在仿真相同的网络时,在速度、面积利用率等性能方面与Booksim相比有了很大的提升,并且通过实验可以发现NOCsim能够很好地仿真三维NoC。

关键词： 卓越计划   工程技术人才   嵌入式系统  

摘要： "卓越工程师教育培养计划"是国家教育部贯彻落实教育改革和人才培养的重大项目,为国家培养创新型工程技术人才。本文根据"卓越计划"的特点探讨了嵌入式系统课程的改革内容、改革方向。通过专业应用案例实现培养创新能力强、适应经济社会发展需要的高质量工程技术人才。

关键词： 智能交通系统   车牌定位   字符分割   字符识别   嵌入式系统  

摘要： 随着我国经济的快速发展,城市的建设规模不断扩大,兴建了许多高速公路、大型停车场、高档小区及写字楼等。与此同时,不断增加的汽车数量导致城市道路交通问题日益严重。车牌是车辆的唯一标识,车牌识别系统作为智能交通系统的重要组成部分,在城市道路交通管理、停车场管理等领域正显示出其巨大的实用价值。车牌识别系统主要由车牌图像获取、定位、字符分割和字符识别四部分组成。本论文简要介绍了车牌识别系统的组成、发展历程和应用现状,重点对车牌字符分割及字符识别进行了相关研究,主要研究内容如下:1、在分析两种字符分割算法的基础上,衍生出了一套基于二值化阈值的车牌字符分割算法。本文将形态学的腐蚀和膨胀添加到普通二值化算法里,从而较好解决了当车牌遇到客观因素如强光、运动等而产生的车牌模糊问题,获得了良好的二值化效果。2、由于系统要求实时性,本文提出了车牌识别技术结合嵌入式系统的软件试验方案,以嵌入式Linux系统作为本次试验的操作平台,系统的开发调试采用GNU开源开发工具,并总结出嵌入式车牌字符识别系统的优势。

关键词： 嵌入式系统   视频监控   运动控制   避障   故障警示  

摘要： 随着社会的进步与发展,工业机器人在加工制造、装配及搬运行业占据了越来越重要的地位。嵌入式控制系统由于其功能丰富、系统精简、性价比高,被广泛应用于机器人的控制中。本文对搬运机器人嵌入式控制系统进行了设计与开发,主要工作如下:(1)以圆柱坐标搬运机器人为研究对象,构建了基于ARM9和Linux操作系统的机器人控制系统软硬件平台。根据系统功能需要扩展了核心处理器的外围电路。在Linux系统中建立了嵌入式网页服务器、视频流服务器和嵌入式数据库,为控制系统软件开发做好准备。(2)开发控制系统应用程序实现多个功能模块。基于嵌入式数据库开发了具有身份验证功能的用户登录模块,基于视频服务器设计了图像采集与图像传输子系统,开发了视频监控模块。分析了串口通讯协议,结合串口使用中出现的问题,开发了串口参数设置模块。考虑到在实际搬运中操作人员对机器人控制方式的灵活性,设计了手动操作和自动运行两种模式,开发了基于这两种工作模式下的机器人运动控制模块。(3)完成无障碍运动控制模块的开发后,考虑有障碍物存在的情况。根据搬运机器人的结构特点,分析了机器人与障碍物的碰撞条件,研究了机器人在存在障碍物的情况下可以实现避障的运动空间,并进行了求解。对系统运行可能出现的故障情况进行了分析,开发了系统故障警示与处理模块。(4)测试了系统的运行状态及功能实现情况,测试结果表明本文开发的嵌入式控制系统能够实现视频监控、远程运动控制、避障、故障警示与处理等功能。

关键词： 嵌入式系统   管网监控   全硬件TCP/IP协议栈   W7500P  

摘要： 随着科技的进步以及物联网的迅速发展,智慧城市的建设得到全球范围内的关注,城市管网系统作为智慧城市基础设施的重要组成部分,对智慧城市的建设具有决定性的作用。而传统的管网管理模式已无法满足智慧城市发展的需求,新一代的市政管网将是一个物联网系统,每一处管网节点都可以通过嵌入式智能终端与现有的网络传输数据实现监测与远程控制。本文在智慧城市建设的前提下,以某市管廊的管网系统升级为项目背景,对管网监控系统进行研究分析与开发。本系统以W7500P芯片为核心,设计多路信号采集的低功耗嵌入式系统,开发具有温度、流量、压力检测,远程控制,数据显示,通讯接口等功能的系统电路以及系统所需的软件。智能管网监控系统分为三层:(1)检测层:检测部分包含流量检测、压力检测、温度检测等基础状态数据的测量。(2)控制层:控制层的嵌入式模块核心以W7500P芯片作为处理器,实现嵌入式系统接入监控网络,在嵌入式单元处有LCD显示实时数据。(3)网络层:在VS2013环境下搭建监控软件界面,完成与嵌入式单元的数据通讯,实现对管道数据的记录与查询。本文中嵌入式单元的功能为:不同传感器的数据采集,MCU对数据存储与分析,与监控软件建立TCP连接并实现数据通信。嵌入式系统的开发采用最新的IOP芯片W7500P,该芯片内部集成全硬件TCP/IP的协议栈,为系统实现TCP数据传输提供稳定安全的硬件环境,使得软件的开发更加便捷。本系统的监控界面在VS2013平台搭建,可以实现数据采集,历史数据查询,实时曲线显示,满足管理人员对管网状况的监管的需求。本文设计的管网监控系统已经完成性能仿真测试,该系统的软件功能与硬件平台完全符合现场监控系统的需求。

关键词： 数控车床系统XY工作台   嵌入式系统   DSP   控制系统  

摘要： 数控车床是制造行业赖以生存的重要设备。对现有的普通车床进行数控化改造,潜力大、范围大、见效快、投资少,不仅符合我国国情,而且对制造业技术进步具有重要的促进作用,因此,普通车床数控化改造的研究具有重要意义。由于控制技术以及嵌入式技术发展迅速,在数控系统中实现嵌入式技术的应用,实现改造后车床系统XY工作台的自动化、智能化控制,是当前普通车床数控化改造的研究热点。XY工作台中融入嵌入式技术提升了改造后车床的稳定性、自动化、智能化程度,对满足用户各种需求具有重要实用价值。本文主要研究的是普通车床数控化改造过程中XY工作台控制系统及应用软件的设计,并通过ARM微处理器以及DSP运动控制单元实现XY工作台的智能化控制。(1)本文构建了一个基于ARM微处理器和DSP运动控制单元的控制系统的总体方案。针对系统开发相关的关键技术,阐述了嵌入式系统、嵌入式处理器的概念及其基本特点。介绍了 DSP数字信号处理技术及其算法。分析了控制系统相关的硬件开发平台以及软件开发平台。(2)详细地介绍了 S3C2440A处理器外围电路的设计,包括晶振/复位电路、时钟电路以及RAM等等;给出了液晶显示电路的设计方案;从串口通信模块、调试JTAG模块、以太网接口电路、系统电源设计几个方面对通讯模块电路进行了详细的设计,针对数控车床XY工作台运动控制,分析了运动控制核心DSP选取的依据,设计了主轴电机控制以及ARM和DSP通信电路。(3)结合嵌入式数控车床系统XY工作台控制系统硬件电路结构,设计了控制系统软件程序实现方案,确立了系统实现软件总体流程图。详细阐述了运动控制卡的软件设计;深入研究了数控车床系统XY工作台工艺流程以及应用软件的功能需求。(4)通过对各轴电机测试以及加工信息测试,证明了本文研究的控制系统合理可行。

关键词： 嵌入式系统   人脸识别   深度学习   PCA   神经网络   支持向量机  

摘要： 人脸识别作为一种友好的生物特征识别方式,具有不易伪造,容易获取、准确率高等优点。传统的人脸识别通常是在PC平台上实现的,近几年随着硬件性能的提升,嵌入式开发板逐渐用于实现人脸识别。由于嵌入式开发板的便携性好、稳定性高等优点,使嵌入式人脸识别系统的应用领域十分广泛。嵌入式开发板资源有限,可使用的算法具有一定的局限性。近几年随着人工智能技术的推广,高识别率的深度学习方法应用越来越广泛,但却无法直接运用在嵌入式开发板上。本文针对上述问题主要做了以下工作:(1)深入研究了嵌入式人脸识别的国内外发展和研究现状,总结了近几年深度学习的算法,并详细分析了其网络结构,结合嵌入式开发板的硬件资源有限的特点讨论了算法计算量。(2)研究了嵌入式人脸识别的各个组成部分。详细分析了基于嵌入式人脸识别常用的方法,讨论了常用的人脸数据库,研究了照片存储的格式,考虑了嵌入式人脸识别的耗时。(3)搭建了嵌入式人脸识别的开发环境。硬件方面,选择ARM架构的嵌入式开发板和摄像头;软件方面,选择开源的Linux操作系统。在PC机上进行了虚拟机的安装,建立了交叉编译环境,在开发板上进行了内核、驱动程序等相关的移植,为人脸识别应用程序的设计和开发搭建了一个稳定的运行环境。(4)提出了一种基于深度学习的pooling操作和DeepID算法的嵌入式系统poolingatch算法。通过在ORL人脸库和本实验室成员的人脸图像库上进行实验,结果表明该方法不仅识别率高,且耗时短。

关键词： CPS   传感器   端对端   美国   企业   换能器   电子技术   美利坚合众国   北美洲   企业管理   信息物理系统   计算机系统   嵌入式系统  

摘要： CPS概念最早由美国国家基金委员会提出,被认为有望成为继计算机、互联网之后世界信息技术的第三次浪潮,其核心是3C(Computing、Communication、Control)的融合。CPS是融合技术,包括计算、通信以及控制(传感器、执行器等)。中国科学院何积丰院士指出:"CPS,从广义上理解,就是一个在环境感知的基础上,深度融合了计算、通信和控制能力的可控可信可扩展的网络化物理设

关键词： 嵌入式系统   Multi-Fisher准则   混合特征   特征增强   实时性  

摘要： 腹腔镜手术是一种新型微创手术方法,和其他方法相比,其创伤小、恢复快、疼痛轻的优势明显。目前的腹腔镜手术方式是由助理外科医生手持腹腔镜,根据主刀医生的指示进行操控。这种手术方式存在着明显的隐患。首先,助理医生手持腹腔镜很难保持长时间稳定的姿势,因而会造成图像抖动,甚至存在一定的安全风险。同时,由于不是主刀医生亲自操作,助理外科医生对腹腔镜的控制可能达不到主刀医生的要求,对手术的进程和结果会造成不利影响。因此,基于特定人语音指令识别的腹腔镜自动定位系统成为当前的研究热点。目前,将传统的语音识别技术应用于腹腔镜语音自动定位系统中主要存在两个问题,一是容易造成对非特定人或非特定语音指令的误识,具有安全隐患;二是系统实时性差,不具有实用性。针对上述问题,本文设计并实现了基于ARM+DSP双核的腹腔镜语音自动定位嵌入式系统。在该系统中,本文提出特定人语音指令识别技术,该识别技术基于Multi-Fisher准则的语音特征提取标准,实现对特征参数的分类提取和融合,并对特征参数匹配对应的Multi-Fisher比权重,提高了识别结果的区分度,并提出拒识门限,降低了误识率。同时,ARM通过Linux进行系统控制及用户界面操作,DSP负责语音数据的处理和结果分析,保证了系统的实时性和稳定性。本文的主要工作有:1.提出一种基于Multi-Fisher准则的语音混合特征提取和特征增强方法,同时提出拒识门限,提高了系统的准确率及安全性,实现了对特定人语音指令的有效识别。2.设计并实现了基于ARM+DSP双核的腹腔镜语音自动定位系统,ARM主要负责用户界面、机械系统控制、DSP控制、事务管理等控制工作,DSP主要负责语音模型训练、语音识别等复杂运算工作,同时设计了基于Syslink SDK的双核通信程序架构。3.设计实验,分别对系统的可行性和普适性进行了分析和论证,实验结果表明,相比于传统方法,本文提出的方法使准确率从86.1%提高到94.2%,经过特征参数增强,准确率进一步提高到95.3%,而识别平均时间仅为283.1 ms,提高了系统的安全性和实时性。