抗恶劣环境飞行控制与管理计算机电磁兼容性(EMC)设计

本文介绍了在恶劣环境下,某小型无人架驶飞机的飞行控制与管理计算机的电磁兼容性(EMC)设计。     

基于DSP的嵌入式在线振动信号分析系统

为监测机械设备的工作状态,对机械设备工作过程中产生的振动信号进行采集、处理和分析,从而实现系统的状态监测、故障诊断以及寿命预测等。但目前振动信号分析系统体积较大、不方便携带,多用于离线的振动信号处理,难以完成机械设备振动信号的在线实时分析。针对振动信号离线分析系统存在实时性低、体积大等不足,设计了基于TMS320C6713 DSP的嵌入式振动信号采集处理系统,以满足机械设备振动信号采集、处理和分析过程中对采集、处理实时性,系统便携性等需求。详细介绍了系统的软硬件设计原理和方法,利用美国凯斯西储大学的公开轴承测量数据集对系统的各项功能和技术指标进行实验验证。实验结果表明,该系统能够正常工作且可应用于实际工程中。另外,系统支持功能和算法扩展,以满足不同机械设备的振动信号采集、处理和分析需求。     

基于OMAP3530嵌入式最小系统的开发

随着嵌入式系统日趋复杂,类似机载状态监测系统,对嵌入式处理器在高性能计算和复杂控制方面的性能提出了更高的要求。针对复杂嵌入式系统的高性能需求,分析了嵌入式处理器的发展现状,介绍了TI公司ARM+DSP架构的双核异构处理器OMAP3530,并开发了OMAP3530嵌入式最小系统。硬件设计包括电源、时钟、存储器以及外围接口等模块,实现了OMAP3530启动以及和外围通信的最基本硬件组成;软件设计包括ARM端操作系统移植、ARM和DSP双核通信,在此基础上设计了应用程序。ARM端操作系统采用嵌入式Linux系统,采用DSPLINK驱动模块实现ARM和DSP双核通信,应用程序包括ARM端程序和DSP端算法程序。最后采用LabVIEW在上位机上设计了软件部分的测试程序,测试了系统的完整性。OMAP3530作为一款高性能的嵌入式处理器,为复杂的嵌入式系统应用提供了解决思路。     

基于嵌入式机器视觉的羊体体征测量系统

针对现有牧场牲畜测量的工作量极大及人工测量的局限性难题,提出了一种基于机器视觉的草原牧场羊体体征的非接触式测量构建方法;考虑到牧场养殖环境,采用在便携式嵌入式Linux实时操作系统平台上,通过广角摄像头获取羊的彩色图像,并调用开源计算机视觉库OpenCV对图像进行实时处理,寻找体征特征点并计算羊的体高、体长等体征数据;图像处理过程:背景差分、图像去噪、二值化、轮廓提取和特征点识别;经实验验证表明:此测量方法有一定误差,但平均相对误差不超过3%,因此该测量方法具有较好的实用价值。     

嵌入式LCD情报板网关系统设计与开发

针对LED情报板显示规模小、控制难、信息无法实时发布的问题,进行了显示方式、控制方法和通信模式的分析,提出了一种嵌入式LCD情报板网关系统的设计方案。该系统由智能显示模组、网关、后台数据库和WEB界面四部分组成,智能显示模组包括LCD显示屏、触摸屏、S3C2440嵌入式微处理器、人机界面处理系统和RS232通讯接口;网关是以嵌入式Linux操作系统OpenWrt和嵌入式微处理器RT5350为平台,实现了802.11b/g/n高速无线局域网、以太网WAN和RS232串口通信相互转换的功能;后台数据库是以html和php语言为软件支撑,管理员可以通过WEB界面灵活的管理情报板内容和配置网关参数。在校园搭建情报板网关系统并进行测试,结果表明,该系统能够将底层服务与上层管理紧密结合,扩大信息覆盖面,提高信息利用率和发布效率,在信息发布技术的发展上有一定的参考、推广价值。     

嵌入式服务器在智能家居系统中的应用

智能家居正逐步融入大众的生活,改变着我们的生活方式。嵌入式处理器的性能不断的提高,使得智能家居系统可加入更多的功能,进行更复杂的运算。基于高性能的嵌入式处理器硬件平台,设计了一种基于Linux软件系统的服务器作为智能家居系统的数据交换与监控中心。并且采用Nginx服务器、PHP编程语言和SQLite数据库,实现了智能家居系统的Web远程监控平台,此Web站点符合HTML5规范,并且使用HTML5规范中的WebSocket协议,实现了浏览器端和服务器端之间的全双工实时通信。这是一种更为便捷的跨平台兼容的智能家居系统远程监控平台。     

基于嵌入式系统的农产品智能出库设备的设计

农产品出库是连接仓储与物流的重要环节,目前农产品出库操作粗放、信息无法跟踪、智能程度不高。结合嵌入式ARM系统与Windows系统的优势,对出入库中小包装条码扫描,大包装与小包装之间的信息核查,将大小包装信息不符的剔除出去,大小包装吻合的通过升降皮带的传输运送到转载车上等的研究,设计具备传输装置、出库产品条码扫描装置、剔除装置、显示控制装置的农产品出库设备,提出核心部件控制流程,实现了订单核查、产品剔除、传输控制等上位机软件功能。测试表明该设备精确实现移动装卸货与货车的无缝对接,能很好检查出错订单,提高出库过程的智能化程度。     

CDIO背景下ARM嵌入式系统及应用改革与实践

为了适应CDIO背景下新工科嵌入式人才的需求,针对《ARM嵌入式系统及应用》课程传统纯理论化教学模式单一、抽象、工程性薄弱等问题,构建"课堂教学+SPOC教学—虚拟仿真—工程实践"的ARM嵌入式系统及应用教学改革;建立工程化的考核评价指标,将教学内容任务化,学生通过分组选题协作完成,从实际的教学实践表明,线上线下、理论与工程应用混合式教学模式相辅相成,积极激发了学生学习的主观能动性、创新性和应用能力。     

基于Android和嵌入式的智能停车场设计

随着我国经济的快速增长,机动车的数量不断增多,由停车问题所引起的交通堵塞现象也越来越严重;为了解决这一问题,针对传统的停车场系统存在的不足,设计了一种基于Android和嵌入式的智能停车场管理系统;该系统将移动终端和智能停车场结合,使持有手机终端的用户可以搜索到附近停车场及其车位信息,同时可进行车位在线预定;在车辆进入停车场时,系统循环性地采集RFID电子标签来获得车辆信息,同时为车辆提供去车位的导航路线;经过运行及测试,该系统能够完成对车辆的智能管理,且运行稳定,可以为人们生活提供便利,具有一定的应用价值。     

基于Linux的嵌入式实时视频跟踪系统

将ARM与DSP相结合,设计并实现了一套嵌入式实时视频传输跟踪系统;该系统以集成ARM和DSP双内核的OMAP3730作为核心处理器,首先通过ARM上搭载的Linux操作系统实现基于V4L2的图像采集功能,然后调用DSP完成H.264视频编码,压缩后的图像由基于实时流传输协议的流媒体服务器传输至远程计算机端解码并显示,最后利用camshift跟踪算法实现对运动目标物体的实时跟踪。该系统是小型无人机自主导航与控制的视觉导航以及以无人机为平台的运动目标检测的基础,有很好的应用前景。     

基于ARM技术的嵌入式OCT成像系统研究

分析了光谱光学相干层成像的基本原理,并基于ARM9内核的嵌入式微处理器S3C2443和当前主流嵌入式的WINCE实时多任务操作系统,提出了一套用于检测人体胃肠道病变的光谱光学相干层内窥成像系统的研制方案。从硬件和软件两个方面,详细介绍了系统的搭建过程,给出了整个系统框架图和软件运行流程图,并通过旋转扫描实验获得三层盖玻片的实物图,实验结果表明该嵌入式光学相干层成像系统是可行的。     

基于嵌入式计算机的核测系统设计与应用

嵌入式系统以功能专一、集成度高、可靠性高、功耗低等优点,在核测量领域方面有着巨大的应用前景。设计基于嵌入式计算机PCM-3343核测量系统具有模拟信号采集、脉冲信号采集、开关量信号采集、模拟输出、开关量信号输出等功能,以触摸屏、液晶屏、键盘鼠标作为人机交互接口。根据功能要求,硬件上设计了基于PC104总线的具有相应功能电路模块,软件方面设计了基于FPGA的功能模块、基于Windows CE 6.0的嵌入式操作系统的应用程序和基于迪文触摸屏的软件界面。该系统在核电厂硼浓度计、反应堆集中数据采集系统、数字反应性仪等设备上均有良好应用。     

嵌入式ADC电磁敏感度的温度效应分析与实验

模数转换器(ADC)在测控系统中应用广泛,针对嵌入式ADC复杂环境下的电磁敏感性问题,通过理论分析和实验测量研究了环境温度对其电磁敏感度的影响。结合ADC结构与特性,分析了射频信号对ADC的干扰机制,指出了环境温度对干扰信号作用下的金属氧化物半导体(MOS)漏电流的影响。在不同温度下,测量、分析了电磁干扰下各部分电路参数的变化情况。并在10 MHz~1 GHz频率范围、-10~80 ℃温度范围内测量了ADC电磁敏感度的温度效应。结果表明,变化的环境温度会通过影响MOS晶体管的迁移率,改变其在电磁干扰下的响应,造成ADC电磁敏感度随环境温度变化发生显著漂移。     

基于NURBS曲线直接插补算法的嵌入式数控系统设计与实现

提出了一种结合486SX级别的X86微处理器和可编程逻辑器件CPLD两级控制的嵌入式数控系统设计方案,阐述了该系统的硬件接口电路设计;提出了基于改进S形加减速的NURBS曲线直接插补算法,在满足最大弦高误差、最大法向加速度以及最大进给速度要求的情况下,对插补曲线的加速段和减速段进行速度规划。最后采用基于该插补算法的嵌入式数控系统,在半圆形毛坯上进行了五角星NURBS曲线的实际加工,验证了所设计嵌入式数控系统的可行性和有效性,具有一定的工程应用价值。     

嵌入式三维数字成像系统

提出一种基于数字信号处理器(DSP)的嵌入式三维数字成像系统设计方案。该方案的硬件平台由条纹投影模块、数据采集模块、条纹自动分析模块及储存器等其他辅助电路组成。条纹投影模块将DSP输出的正弦光栅条纹, 经视频编码后用DLP投射到物体表面; 数据采集模块通过CCD相机采集被物体表面三维信息调制后的变形条纹图, 并进行视频解码; 条纹自动分析模块中利用相移算法计算折叠相位, 再结合相位展开算法求绝对相位分布。系统软件采用多线程技术并行控制三个模块。在相位解调过程中以软件流水线为主综合运用了循环展开、数据预取和内联函数等多种方法优化解调程序。实验结果表明, 该系统可以高速、准确地实现三维轮廓测量,优化后相位展开程序速度是优化前的7倍。     

嵌入式Linux根文件系统的构建与分析

Linux系统移植主要包括bootloader的移植、内核移植、根文件系统的移植等三大部分。在基于Linux的嵌入式系统的构建过程中,根文件系统是不可缺少的重要组成部分。重点对利用busybox构建根文件系统的过程进行了详细的讲解,包括busybox的配置过程,根文件系统的构建过程,Web服务器BOA的构建过程,网络视频服务器MJPG-streamer的构建过程,NFS挂载根文件系统的测试过程,以及三种文件系统Cramfs、JFFS2及Ramdisk的制作过程,将几种不同的文件系统的性能进行了对比分析。实验表明制作完成的三种文件系统能够正常使用,并且运行稳定。     

双DSP嵌入式天文导航硬件平台

针对嵌入式天文导航系统,介绍了由两片TMS320C6701组成的双DSP应用硬件平台。每个DSP外围扩展了多种存储器,采用双端口RAM技术进行数据传递,流水线处理特点使得DSP的运算速度极快,双DSP还可以将整个系统运算速度大大提高。该硬件平台运算速度快、体积小,完全适用于运算复杂的嵌入式天文导航系统。     

基于嵌入式的伺服综合测控平台的设计

基于嵌入式技术,设计了一套集控制、测试和分析于一体的伺服综合测控平台。该平台采用集散式结构,在硬件上提供了多种通信与测控接口,软件上以Linux嵌入式操作系统和Windows系统为基础,提供了友好的人机交互界面。可以根据现场状况工作在便携的单机模式或者功能完备的联机模式。平台同时为网络型伺服系统预留了网络接口,有很好的通用性和可扩展性等优点。经测试,该平台操作便捷,运行稳定,可用于多种类伺服系统的测控分析。     

嵌入式预充电电源控制系统的设计与实现

研制了基于PC/104总线为核心的嵌入式预充电电源控制系统,重点阐述了该控制系统的硬件结构与软件设计;该控制系统以SBC-4680为控制系统主板,通过PC/104总线控制PCM-5120模拟量输入输出卡,控制PCM-5134的IO和定时计数卡,同时制作相应的接口电路及看门狗电路,在DOS操作系统中,利用C++编写底层软件,控制中采用PID算法及特殊数据处理方法,利用VB编写上位机操作界面与图形显示软件,实现与底层软件的以太网通信、信号的实时传输、显示与处理;实验证明,采用此预充电控制系统以后,使高压电源的波头质量得到极大提高,既消除了震荡,又避免了电压跌落等情况的出现,同时该电源的控制精度达到1%,因此,该控制系统完全满足电源控制及保护需要。     

基于插值算法的立体显示的图像合成与嵌入式实现

在多视点自由立体显示中,针对柱透镜光栅参数与显示器像素不匹配造成的串扰问题,提出利用图像插值的合成方法对图像进行缩放处理。以9视点为例,提出缩放比例系数k,实现双线性插值算法的改进。嵌入式样机测试结果表明,该方法能够满足显示器像素宽度与柱透镜参数的完全匹配,串扰度从13.55%降低到1.40%,降低了12.15%,图像分辨率明显提高,立体显示效果更好。