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簡介：龍芯是中國科學(xué)院計算所自主研發(fā)的高性能通用中央處理器（CENTRALPROCESSINGUNITCPU）CPU，采用精簡指令集（REDUCEDINSTRUCTIONSETCOMPUTERRISC）的無內(nèi)部互鎖流水級的微處理器架構(gòu)（MICROPROCESSWITHOUTINTERLOCKEDPIPEDSTAGESMIPS）作為中國第一個具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的四核CPU，龍芯3號處理器采用的是65NM（納米）工藝，主頻1GHZ，晶體管數(shù)目425億個，單顆龍芯3A的最大功耗為15W，理論峰值為16GFLOPS，每顆CPU單瓦特能效比106GFLOPSW是目前X86CPU的2倍以上，達到了世界先進水平。龍芯3A集成了四個64位超標量處理器核、4MB的二級CACHE、兩個DDR23內(nèi)存控制器、兩個高性能HYPERTRANSPT控制器、一個PCIPCIX控制器以及LPC、SPI、UART、GPIO等低速IO控制器。龍芯3A的指令系統(tǒng)與MIPS64兼容并通過指令擴展支持X86二進制翻譯。隨著龍芯在各種領(lǐng)域各種機型中的快速發(fā)展及普及，特別是移動辦公領(lǐng)域，便攜式電腦機型的研發(fā)，使得嵌入式控制器（EMBEDCONTROLLER，EC）的設(shè)計成為必須。眾所周知，EC作為便攜式電腦中獨具特色的部分，普遍應(yīng)用在具備智能型節(jié)電功能的便攜式電腦設(shè)計中，它擔(dān)負著便攜式電腦上電復(fù)位掉電關(guān)機、內(nèi)置鍵盤掃描、觸摸板（TOUCHPADTP）數(shù)據(jù)處理、便攜式電腦電池智能充放電管理、實時獲取CPU溫度從而控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速、控制便攜式電腦的部分LED燈等任務(wù)。EC在便攜式電腦的便攜、智能化、個性化設(shè)計中起到了重要的作用。本文所做的工作是基于龍芯3A便攜式電腦平臺進行相關(guān)的嵌入式控制器設(shè)計和構(gòu)建按照軟硬件設(shè)計的方法來進行開發(fā)了基于國產(chǎn)CPU平臺的EC模塊，主要包括以下幾個模塊的開發(fā)工作（1）電源管理模塊負責(zé)開關(guān)機控制，按照硬件設(shè)計要求正確地執(zhí)行型12V，18V，09V，33V，5V等電源的上電時序，有效地對CPU和PCI設(shè)備等進行復(fù)位。（2）電池管理模塊負責(zé)對電池的充放電管理和報告電池電量、溫度、電壓等信息。（3）溫度控制和熱處理模塊實現(xiàn)主板環(huán)境溫度獲取、散熱風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的計算，以及根據(jù)環(huán)境溫度進行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制，提交上層接口，供OS根據(jù)系統(tǒng)溫度進行風(fēng)扇轉(zhuǎn)速的控制管理。（4）SMBUS接口及固件軟件更新模塊負責(zé)SMBUS設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸，例如讀取電池信息以及負責(zé)在HOST層應(yīng)用程序在FIRMWARE層進行FLASHUPDATE。（5）內(nèi)置鍵盤模塊負責(zé)內(nèi)置鍵盤及PS2鼠標（觸摸板）的處理。（6）SCI模塊負責(zé)發(fā)送一些系統(tǒng)時間觸發(fā)的SCI中斷到HOST，通知HOST完成相應(yīng)的功能。通過以上的幾個模塊設(shè)計與構(gòu)建，目前EC已經(jīng)有效應(yīng)用于基于龍芯3A的便攜式電腦的研發(fā)、設(shè)計以及生產(chǎn)上面，產(chǎn)品逐漸進入黨政軍的信息化辦公業(yè)務(wù)，對于安全，可控方面發(fā)揮了較大的作用。

簡介：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高城市亮化在促進民生發(fā)展和城市現(xiàn)代化建設(shè)等方面起到越來越明顯的作用。當(dāng)前的城市亮化集中控制系統(tǒng)作為一個與人們?nèi)粘Ｉ蠲芮邢嚓P(guān)的SCADA系統(tǒng)主要應(yīng)用GSM網(wǎng)絡(luò)的SMS短消息作為通信手段但是SMS短消息受制于移動通信SMS中轉(zhuǎn)站的轉(zhuǎn)發(fā)機制容易造成控制終端接收短消息延遲進而延誤控制響應(yīng)給系統(tǒng)帶來安全隱患。因此如何借助于先進的無線通信網(wǎng)絡(luò)建立一套實時性好、可靠性高的城市亮化集中控制系統(tǒng)成為研究的熱點。隨著GPRS無線通信技術(shù)將GSM網(wǎng)絡(luò)和移動IP網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來人們可以借助GPRS進行高速、實時的數(shù)據(jù)通信服務(wù)。同時隨著嵌入式系統(tǒng)的高速發(fā)展嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜程度與日俱增芯片功能集成度更高使得嵌入式設(shè)備的整體性能更加可靠。而嵌入式LINUX作為一個源代碼開源、內(nèi)核可裁剪、具有優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)功能的高性能、穩(wěn)定可靠的操作系統(tǒng)憑借優(yōu)良特性已在許多領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本文首先閱讀大量關(guān)于GPRS技術(shù)和嵌入式LINUX技術(shù)的資料針對當(dāng)前城市亮化集中控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和SCADA系統(tǒng)中主要無線通信技術(shù)進行對比結(jié)合系統(tǒng)的用戶需求分析實際城市亮化集中控制系統(tǒng)中廣泛采用的SMS短消息通信方式存在傳輸數(shù)據(jù)堵塞和安全問題提出了一種基于GPRS的嵌入式系統(tǒng)安全無堵塞通信設(shè)計方案。其次根據(jù)城市亮化集中控制系統(tǒng)的用戶需求和無堵塞通信設(shè)計方案進行嵌入式集中控制終端硬件電路設(shè)計設(shè)計內(nèi)容包括最小系統(tǒng)電路、安全電路和通信接口電路等。其中GPRS模塊選用內(nèi)嵌TCPIP協(xié)議的GTM900C。通過對硬件電路的功耗估算和設(shè)計安全性分析完成硬件電路的設(shè)計并在此硬件平臺上進行LINUX的移植結(jié)合用戶需求實現(xiàn)GPRSGSM和嵌入式LINUX有機結(jié)合的安全無堵塞通信的應(yīng)用程序設(shè)計。最后進一步分析SCADA系統(tǒng)通信安全問題提出了一種基于優(yōu)化的RSA和RIJNDAEL混合加密策略。這種方案有利于GPRSGSM數(shù)據(jù)通信的安全性提高算法的運算速度確保無線通信的安全性和適用性。進而對設(shè)計的基于GPRS的嵌入式安全無堵塞通信系統(tǒng)進行整體測試驗證系統(tǒng)通信的安全性和無堵塞傳輸性能結(jié)果表明該系統(tǒng)達到了安全無堵塞通信要求。同時對本文完成的工作進行總結(jié)并針對當(dāng)前設(shè)計中的不足給出進一步研究的工作方向。

簡介：風(fēng)力發(fā)電隨著傳統(tǒng)能源的日趨緊張和新能源的興起而備受世界各國重視，較其他的綠色能源，風(fēng)電具有資源限制少、產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)好等優(yōu)點，在墨西哥灣石油泄漏和日本核危機的背景下風(fēng)電必將得到更大的發(fā)展。風(fēng)電總裝機量得到快速發(fā)展的同時，其單機容量和成本也在不斷加大，如何對風(fēng)機這樣昂貴的設(shè)備進行監(jiān)測和維護逐漸成為新的關(guān)注點。風(fēng)力發(fā)電機大多工作在環(huán)境十分惡劣的條件下，容易產(chǎn)生故障，其中造成停機時間最長的故障就是齒輪箱故障，出于風(fēng)力發(fā)電機運行的安全性和高效性的考慮，有必要為風(fēng)機齒輪箱研制一套故障診斷系統(tǒng)。本文在實驗室條件下針對風(fēng)機齒輪箱開發(fā)了一套基于嵌入式平臺SBRIO的在線監(jiān)測和故障診斷原型系統(tǒng)。風(fēng)機特殊性決定了其監(jiān)測診斷系統(tǒng)也具有一定特殊性。面對實時變化的風(fēng)速，普通的故障信號處理方法無法滿足非穩(wěn)態(tài)信號的分析要求，本文研究了階次分析方法如何降低速度波動帶來的影響從而可以在變速過程中有效地實現(xiàn)故障特征提取，同時在該平臺下實現(xiàn)了階次分析方法并用實驗驗證了階次分析相對于包絡(luò)功率譜分析等傳統(tǒng)信號分析方法更適合于風(fēng)機齒輪箱的非穩(wěn)態(tài)信號分析。支持向量機方法因其具有樣本數(shù)量少且泛化能力強的優(yōu)點，適用于風(fēng)機齒輪箱的故障診斷系統(tǒng)。本文研究了基于支持向量機的故障診斷和評估模型的建立，通過LABVIEW中調(diào)用動態(tài)鏈接的方式，在SBRIO中實現(xiàn)基于支持向量機的風(fēng)力發(fā)電機齒輪箱故障診斷系統(tǒng)。

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簡介：本文根據(jù)工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備分散的特點結(jié)合多級流模型提出并設(shè)計了一種采用CAN協(xié)議總線作為數(shù)據(jù)傳輸手段對現(xiàn)場設(shè)備的溫度、壓力等緩變信號進行實時采樣和顯示對現(xiàn)場故障進行故障初診斷定位故障源并把采集到的現(xiàn)場數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)模塊傳輸?shù)揭蕴W(wǎng)上供遠程計算機進行管理從而達到對分布式設(shè)備實時監(jiān)測和診斷的目的。多級流模型MFMMULTILEVELFLOWMODELS對真實的物理系統(tǒng)以物質(zhì)流、能量流、信息流的角度進行抽象把系統(tǒng)目標和功能及其之間的關(guān)系通過圖形符號來表達的模型。作為一種功能模型通常比相應(yīng)的面向事件的模型更簡單而對系統(tǒng)的描述更加完全并能顯著地減少計算量因而在實時性要求很高的故障診斷中具有明顯的優(yōu)勢。本系統(tǒng)針對流程工業(yè)的溫度、壓力等緩變信號的采集但為了使采集器具有分布式系統(tǒng)設(shè)備故障定位的功能要求結(jié)構(gòu)上采用了雙單片機結(jié)構(gòu)一個負責(zé)數(shù)據(jù)采集和以太網(wǎng)的通信另一塊單片機主要負責(zé)對現(xiàn)場的故障定位。本文研究的分布式設(shè)備故障診斷的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)發(fā)揮多級流模型的實時性高、擴展能力強的優(yōu)勢適用于流程工業(yè)領(lǐng)域的緩變信號采集與故障定位初診斷。

簡介：我國是一個多山的國家，全國三分之二左右的陸地是山丘區(qū)，地貌復(fù)雜多樣。季風(fēng)性氣候決定了我國降雨在年內(nèi)分布不均，暴雨頻發(fā)，汛期高度集中。全國山洪災(zāi)害威脅1836個縣級行政區(qū)的人民。由于暴雨頻發(fā)的氣候、復(fù)雜的地貌以及人類經(jīng)濟活動，我國已經(jīng)成為山洪災(zāi)害最嚴重的國家之一。近幾年來，隨著電子技術(shù)、計算機技術(shù)及傳感器技術(shù)的發(fā)展，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測方面得到了廣泛的應(yīng)用。本文設(shè)計完成無線傳感器網(wǎng)絡(luò)山洪監(jiān)測系統(tǒng)中的嵌入式數(shù)據(jù)匯聚平臺，實現(xiàn)實時匯聚小流域水位、降雨量等監(jiān)測數(shù)據(jù)，對匯聚數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)解析、水雨情信息一致性判別，通過GPRS將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送到用戶端和預(yù)警設(shè)備的功能。研究山洪預(yù)警模型，對流域水利信息進行整理，給出山洪預(yù)警警戒值的確定方法，利用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)完成水位流量數(shù)據(jù)的擬合，通過DS證據(jù)理論做出山洪是否發(fā)生的預(yù)測。本文選擇功能強大的ARM9處理器S3C2440作為硬件平臺，集成射頻通信模塊、電源模塊、JTAG接口模塊、GPRS通信模塊、LCD顯示模塊、以太網(wǎng)模塊、串口模塊等。數(shù)據(jù)匯聚平臺采用ZIGBEE協(xié)議與水雨情傳感器節(jié)點進行數(shù)據(jù)傳輸，ZIGBEE模塊與處理器之間采用串口RS232進行通信。數(shù)據(jù)匯聚平臺采用GPRSINTER傳輸模式，將匯聚的數(shù)據(jù)發(fā)送到遠程用戶端和預(yù)警設(shè)備。在軟件編寫上，使用多線程編程，充分考慮與用戶的交互性，完成了節(jié)點的控制、山洪監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示、幫助等界面的設(shè)計。本系統(tǒng)經(jīng)過多次軟硬件結(jié)合的調(diào)試和改進可以穩(wěn)定的在野外運行，實踐表明，該系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集及時、準確、可靠，系統(tǒng)安裝使用方便，適合野外水雨情環(huán)境的監(jiān)測應(yīng)用，真正實現(xiàn)了自動化無人值守化監(jiān)測，具有廣泛的實際用途。

簡介：可編程邏輯控制器（簡稱PLC），通俗來說就是通過處理器對工業(yè)設(shè)備加以控制的裝置，它實現(xiàn)了三位一體，即工業(yè)自動化技術(shù)、通信技術(shù)和計算機技術(shù)于一體，這種技術(shù)在控制領(lǐng)域內(nèi)，擁有及其廣泛的應(yīng)用。我國的PLC發(fā)展目前仍處于起步階段，國產(chǎn)PLC的國際市場占有量僅為10％，作為一個龐大的市場量，開發(fā)具新型的、技術(shù)領(lǐng)先的國產(chǎn)PLC對于走進國際化市場十分重要。然而開發(fā)PLC系統(tǒng)最困難的部分是對于PLC上位機編程軟件與下位機的統(tǒng)一結(jié)構(gòu)化的編程，這也是為什么PLC在國內(nèi)無法進一步推動的原因。為了提高執(zhí)行效率，方便設(shè)計的統(tǒng)一性，國際電工委員會（簡稱IEC）正式頒布了PLC編程語言的國際標準IEC611313，有了該標準，PLC編程軟件的開發(fā)走入了新的次序，編程設(shè)計變得相對簡單，方便維護。本次課題的主要任務(wù)是開發(fā)一套基于IEC611313標準的PLC上位機軟件及采用STC89C52RC單片機作為控制芯片的嵌入式PLC系統(tǒng)。參考國外PLC軟件軟件編程布局，結(jié)構(gòu)化設(shè)計的相關(guān)思想，本次設(shè)計的上位機軟件平臺選擇梯形圖和指令表作為編程語言，采用分塊設(shè)計方法，整個系統(tǒng)分為梯形圖和指令表編輯器模塊、梯形圖與指令表的轉(zhuǎn)換模塊、指令表到C語言轉(zhuǎn)換模塊、通信模塊、錯誤處理模塊、以及仿真監(jiān)測模塊。在整個PLC軟件的開發(fā)中，采用VC的MFC封裝類庫作為開發(fā)工具。系統(tǒng)也基本實現(xiàn)了PLC語言編譯器的設(shè)計，整個PLC編程軟件平臺界面友好，操作簡單方便。下位機采用光耦抗干擾設(shè)計，多路輸入輸出。通過聯(lián)機實例測試，運行結(jié)果表明，編程軟件各項功能符合設(shè)計要求，程序下載到下位機運行正確，反饋信息正常，系統(tǒng)設(shè)計方案切實可行。

簡介：運動目標的檢測技術(shù)是計算機視覺系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一，也是目標跟蹤和行為識別的重要基礎(chǔ)。目前，靜止場景中的目標檢測技術(shù)已經(jīng)成熟應(yīng)用在軍事、交通、工業(yè)制造等領(lǐng)域。相對于靜止背景目標檢測，運動場景中的目標檢測技術(shù)變得更為復(fù)雜，靜止場景中的目標檢測技術(shù)不能直接應(yīng)用于運動場景的目標檢測。如何在運動背景下精確檢測運動目標，是當(dāng)今目標檢測技術(shù)研究的難點。本文的主要工作就是通過分析當(dāng)前檢測算法的缺點，提出自己的改進算法，設(shè)計出一套新的目標檢測系統(tǒng)。論文首先對光流算法的定義、原理及塊匹配光流法中的運動補償和搜索算法進行詳細的總結(jié)，并分析塊匹配光流法在運動背景下的可行性。論文接著討論塊匹配光流法應(yīng)用于運動背景的缺陷和不足，并提出了改進算法針對塊匹配搜索算法，提出一種改進的塊搜索法，加入塊匹配偏移概率作為附加權(quán)值，一方面搜索中心點附近偏移概率較高的點，另一方面也能顧及偏移距離較大區(qū)域，大幅度提高了整體搜索效率；針對補償后的運動矢量圖，引入增強的OSTU算法自動獲取閾值，經(jīng)此閾值判斷作二值化處理可以將矢量圖中背景運動矢量和目標運動矢量區(qū)分開來；對CANNY邊緣檢測算法作中值濾波處理和算法改進，使其適用于本文算法，和本文算法融合后提取運動區(qū)域目標輪廓。通過仿真實驗證明，本文改進算法能夠精確檢測出運動背景下的運動目標輪廓。論文最后將提出的改進算法移植到嵌入式平臺，利用TI公司達芬奇嵌入式平臺的雙核并行處理技術(shù)在音視頻應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)勢，設(shè)計集視頻采集、處理目標檢測、編解碼等功能為一體的運動目標檢測系統(tǒng)，并將算法程序在本目標檢測系統(tǒng)中實現(xiàn)。針對平臺不支持浮點數(shù)這一缺陷，在算法移植過程中，進行浮點到定點轉(zhuǎn)換；并根據(jù)硬件平臺特性，在程序?qū)崿F(xiàn)過程中，對程序進行優(yōu)化。結(jié)果表明，該算法可以滿足運動背景下的運動目標檢測的要求，驗證了本文提出的方法的可行性及正確性。

簡介：隨著工業(yè)社會人口老齡化進程的加速，以及人們患各種慢性疾病的比例逐年上升，越來越多的人開始更加重視自身的生理健康狀況。然而，由于我國醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、人才隊伍建設(shè)等的嚴重滯后，造成人們?nèi)找嬖鲩L的對高質(zhì)量醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的需求越來越得不到滿足，這正逐漸演變成為我國社會的一大問題“看病難”。然而，隨著計算機科學(xué)技術(shù)尤其是嵌入式技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式醫(yī)療系統(tǒng)在醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)方面的應(yīng)用也越來越廣泛和深入，各種新型的生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)層出不窮，這也為解決“看病難”問題提供了另一種行之有效的、科學(xué)合理的思路。本論文要介紹的生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)就是這樣一種嵌入式系統(tǒng)，它是根據(jù)當(dāng)今世界生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的發(fā)展和我國的實際情況，結(jié)合本人在攻讀碩士研究生期間完成的與上海通用集團共同研發(fā)的遠程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)項目以及遠程醫(yī)療監(jiān)控系統(tǒng)項目，設(shè)計的一種基于ATMEL9260的嵌入式生理數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以自動地監(jiān)測人們的各項生理數(shù)據(jù)指標，并通過計算機網(wǎng)絡(luò)與藍牙無線通信技術(shù)、手機GPRS通信技術(shù)來將這些生理數(shù)據(jù)及時地傳送給醫(yī)院的后臺服務(wù)器并存儲，然后由醫(yī)生分析、診斷他們的生理健康狀況，并及時地給予就醫(yī)指導(dǎo)，本論文詳細論述了該系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)過程。本論文所描述系統(tǒng)的采集終端一般在穿戴在人體上，采集終端主要由ATMEL9260目標板和各種生理數(shù)據(jù)采集傳感器組成，例如DS18B20溫度傳感器和HKB08血壓及脈搏傳感器等。它們通過目標板提供的各種接口來連接，例如RS232串口、GPIO接口和USB接口等。另外，ATMEL9260目標板上還移植了LINUX26內(nèi)核的操作系統(tǒng)來管理和采集由傳感器得到的生理數(shù)據(jù)，因此我們必須為各個生理數(shù)據(jù)采集傳感器編寫LINUX下的驅(qū)動程序。系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理流程為采集終端將生理數(shù)據(jù)采集完畢后，通過藍牙實時地將這些數(shù)據(jù)傳送至智能手機，智能手機經(jīng)過簡單的數(shù)據(jù)處理、分析、存儲等工作以后，再將數(shù)據(jù)結(jié)果通過GPRS發(fā)送至后臺服務(wù)器，為醫(yī)護人員對患者的病情進行分析、診斷提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

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簡介：隨著應(yīng)用需求的擴展和技術(shù)的不斷進步，多核已經(jīng)開始在傳統(tǒng)PC甚至嵌入式系統(tǒng)廣泛應(yīng)用。正因如此，多核環(huán)境下的并行應(yīng)用，實時計算也成為研究的熱點，但是這些都需要從操作系統(tǒng)層面上來支持。而當(dāng)前主流的PC操作系統(tǒng)，只是從功能上支持了多核，尤其是嵌入式操作系統(tǒng)，對多核的支持更少。多核環(huán)境下，要發(fā)揮多核的潛力，必須從應(yīng)用到操作系統(tǒng)提供一體化的多核支持。為此，本文在操作系統(tǒng)理論的基礎(chǔ)上，研究和閱讀了多款嵌入式實時操作系統(tǒng)的源碼，總結(jié)出了實時操作系統(tǒng)的特點及性能關(guān)鍵點。同時，深入研究了對稱多處理器及多核處理器架構(gòu)，抽象出操作系統(tǒng)在多核支持上的必要模塊，再以嵌入式軟件開發(fā)理論和技術(shù)的特點，提出了很多方便用戶開發(fā)的設(shè)計。在這些研究結(jié)論的基礎(chǔ)上，本文最終實現(xiàn)了一款支持多核的嵌入式實時操作系統(tǒng)ACAL。ACAL由內(nèi)核，系統(tǒng)庫，擴展模塊，驅(qū)動，硬件抽象層，應(yīng)用程序六大模塊構(gòu)成，高可配裁剪，高擴展，可適用簡單的單片系統(tǒng)，也可適用復(fù)雜的多核應(yīng)用系統(tǒng)。同時，ACAL遵循用戶開發(fā)習(xí)慣的實現(xiàn)細節(jié)，極大的簡化和方便了用戶嵌入式軟件開發(fā)。ACAL擴展模塊豐富，帶有文件系統(tǒng)，圖形系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。目前，在ACAL的基礎(chǔ)上，開發(fā)了WEB服務(wù)器，TEL服務(wù)器，T264，網(wǎng)絡(luò)攝像頭，游戲等各種應(yīng)用。同時，為了提供一體化的多核應(yīng)用支持，ACAL內(nèi)核支持多種并行化線程模型，上層提供了并行的JPGE，H264等常用音視頻編解碼庫。在強實時方面，ACAL支持RM這些弱硬實時調(diào)度算法。本文首先描述了ACAL的框架，然后詳細描述了ACAL各個模塊的設(shè)計思想及實現(xiàn)。最后，對ACAL進行了單核和多核的多項測試，測試結(jié)果顯示，ACAL實現(xiàn)了支持多核強實時的目標。

簡介：傳統(tǒng)現(xiàn)場總線過緩的通信速率已成為伺服控制系統(tǒng)發(fā)展的“瓶頸”，嚴重阻礙了伺服控制系統(tǒng)的發(fā)展。ETHERCAT的出現(xiàn)，徹底解決了這一問題，它憑借超高的通信速率等諸多優(yōu)勢，很快在控制運動領(lǐng)域占據(jù)了主導(dǎo)地位。但當(dāng)前的ETHERCAT主站主要基于PC機開發(fā)，其質(zhì)量和體積過大，在很多場合并不適用，因此本文開發(fā)了基于ARM平臺的ETHERCAT主站。本文首先詳細剖析了ETHERCAT技術(shù)及原理，然后搭建了基于ARM9和DM9000以太網(wǎng)控制芯片的ETHERCAT主站硬件平臺，并進行了軟件代碼的整體設(shè)計，把整個代碼分為3層，共5個模塊，進行軟件的層次化開發(fā)。最底層的ETHERCAT驅(qū)動程序，負責(zé)完成硬件數(shù)據(jù)幀的收發(fā)、實現(xiàn)對ETHERCAT協(xié)議的支持ETHERCAT主站協(xié)議運行于內(nèi)核層，負責(zé)實現(xiàn)ETHERCAT數(shù)據(jù)鏈路層的工作，包括郵箱通信、過程數(shù)據(jù)通信等基本通信操作，并通過COE接口實現(xiàn)了對CANOPEN應(yīng)用層協(xié)議的支持最上層的應(yīng)用程序基于COE應(yīng)用層開發(fā)，完成了對伺服電機的驅(qū)動控制，實現(xiàn)了速度控制和位置控制兩種操作模式最后在本文開發(fā)的基于嵌入式LINUX的ETHERCAT主站平臺上，設(shè)計了通信實驗和電機運動控制實驗，檢驗ETHERCAT主站的通信功能和應(yīng)用功能。實驗結(jié)果表明，本文設(shè)計的嵌入式ETHERCAT主站已完全實現(xiàn)通信功能，并可對電機進行簡單控制，控制周期可達5MS。本文最大的創(chuàng)新性是基于ARM平臺開發(fā)了ETHERCAT主站，這個領(lǐng)域國內(nèi)外均很少有人涉及。鑒于ARM的巨大優(yōu)勢，隨著ARM硬件性能的不斷提升，基于嵌入式平臺的伺服控制系統(tǒng)定會獲得廣泛應(yīng)用。本文正是基于此，開發(fā)了嵌入式ETHERCAT主站，旨在該領(lǐng)域先行一步，并為后續(xù)的開發(fā)提供平臺。

簡介：隨著計算機科學(xué)、網(wǎng)絡(luò)通信和人工智能技術(shù)的進步智能視頻監(jiān)控應(yīng)用范圍也越來越廣闊。目前，視頻智能監(jiān)控在標準確定與規(guī)范化方面存在不統(tǒng)一，各設(shè)備與系統(tǒng)廠商對智能分析識別功能與系統(tǒng)架構(gòu)的定義差異較大。生產(chǎn)商多使用自己的協(xié)議和接口，而設(shè)備集成商無法充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有資源的功能，造成資源和開發(fā)上的重復(fù)性浪費。針對上面存在的問題，本文首先闡述了智能攝像機ONVIF網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實現(xiàn)方案、軟件結(jié)構(gòu)和控制結(jié)構(gòu)；然后，針對基于DM6446的智能網(wǎng)絡(luò)攝像機系統(tǒng)，利用ONVIF協(xié)議在攝像機軟件系統(tǒng)的外層搭建ONVIF網(wǎng)絡(luò)服務(wù)框架，設(shè)計并實現(xiàn)了視頻瀏覽、視頻存儲和視頻分析等網(wǎng)絡(luò)功能服務(wù)模塊，建立了基于ONVIF協(xié)議的智能網(wǎng)絡(luò)攝像機系統(tǒng)；最后，利用ONVIF協(xié)議測試工具驗證了視頻處理服務(wù)實現(xiàn)的正確性和可行性。本文設(shè)計的基于ONVIF協(xié)議的智能網(wǎng)絡(luò)攝像機通過集成智能視頻分析算法庫和ONVIF接口層，將自身的內(nèi)部功能模塊轉(zhuǎn)化為網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，供網(wǎng)絡(luò)中的其他設(shè)備調(diào)用，使智能網(wǎng)絡(luò)攝像機不僅能夠?qū)崿F(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的跨平臺互連、互通和互操作，而且也實現(xiàn)了視頻分析功能的跨平臺互連和互訪。

簡介：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，城鎮(zhèn)水平的不斷提高。城鎮(zhèn)人口數(shù)量越來越多，隨處可見擁擠的人群，異常群體事件發(fā)生幾率也隨之變大。給人們的生命安全問題帶來了巨大威脅。尤其是在火車站、汽車站等人流量巨大的地方，安全隱患尤為嚴重。因此利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行人群密度估計已越來越受到重視。近年來關(guān)于人群密度估計算法的成果很多，但卻總存在一些缺點如計算量繁重、實時性不足、精度低等。本文總結(jié)了前人的經(jīng)驗，在算法的精度和實時性能上提出了一些新的改進，在嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)了人群密度估計。主要工作有如下幾點本論文對背景差分法、幀間差分法、三幀差分法以及改進的三幀差分相結(jié)合的這四種前景提取方法做出了仿真對比實驗，并分析各自的優(yōu)缺點，接著用ROBERTS算子對提取出的前景圖像進行邊緣提取，并通過最小二乘法方法得到了人群前景二值圖像像素總值和人群數(shù)量的擬合曲線，實現(xiàn)了人群數(shù)量的快速估計。通過仿真實驗可以看出所提取的人群前景效果好，而且算法的性能滿足實時性要求。其次論文研究了基于紋理特征分析的人群密度分類算法，采用灰度共生矩陣進行圖像紋理特征提取，并通過仿真實驗選取了合適的方向角，灰度級以及步長，為了進一步降低計算量，本文提出了一種基于主成分降維的方法，獲得了兩個主成分量，最后通過交叉驗證法對支持向量機提取出了最合適的核函數(shù)參數(shù)和懲罰因子，大大提高了人群密度分類的準確率，最后進行了實驗仿真驗證。最后，通過數(shù)據(jù)傳輸、存取帶寬，以及流水線操作的優(yōu)化設(shè)計實現(xiàn)，完成了灰度共生矩陣算法在嵌入式系統(tǒng)上的移植，通過測試實驗驗證算法的移植滿足實時性要求。