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基于cortex-a9平台的ZigBee物联网综合实验平台设计

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实验室研究与探索 2017年第9期36卷 107-110页

作者：李凤岐朱明刘文杰覃振权大连理工大学软件学院辽宁大连116021

基于ARM嵌入式平台,设计无线网络通信实验课程,能够把分散的嵌入式系统知识点,整合在统一平台中,达到创新物联网实验教学体系的目的。实验通过cortex-a9内核平台与ZigBee无线网络平台配套研发,让学生在实际操作和编程过程中,深刻理解物... 详细信息

基于ARM嵌入式平台,设计无线网络通信实验课程,能够把分散的嵌入式系统知识点,整合在统一平台中,达到创新物联网实验教学体系的目的。实验通过cortex-a9内核平台与ZigBee无线网络平台配套研发,让学生在实际操作和编程过程中,深刻理解物联网通讯的工作原理。实验分析了cortex-a9内核在物联网实验中的工作特点,选用Tiny4412核心板,配套CC2530传感器节点,搭建物联网综合实验平台。同时,针对高校学生的基本情况,设计了理论完善、操作性强的实验流程,实现Android APP应用、Linux QT应用、QT应用的演示方式,贯穿物联网3个结构层次所涉及的知识要点和实践重点。

关键词：物联网实验 cortex-a9 ZigBee无线网络实践教学

基于ARM cortex-a9智能机顶盒硬件设计与实现

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基于ARM Cortex-A9智能机顶盒硬件设计与实现

作者：陈顶苏州大学

学位级别：硕士

近年来,计算机技术的快速发展和宽带网络的不断建设,给利用互联网传输视频内容的机顶盒带来了新的发展契机。本文根据智能机顶盒的发展现状和市场需求,设计一款具有多种网络接口,可用于家庭数字媒体中心的智能机顶盒。结合现阶段人们对... 详细信息

近年来,计算机技术的快速发展和宽带网络的不断建设,给利用互联网传输视频内容的机顶盒带来了新的发展契机。本文根据智能机顶盒的发展现状和市场需求,设计一款具有多种网络接口,可用于家庭数字媒体中心的智能机顶盒。结合现阶段人们对智能机顶盒的需求,提出了基于瑞芯微RK3188处理器的整体设计方案,并对方案可行性进行评估,对关键器件进行选型以及确定硬件架构;详细描述了该方案最小系统、音视频接口、外设接口、网络接口和电源模块等主要功能模块的电路设计;结合信号完整性理论,从电路板叠层选取、布局、布线、出图前的检查和准备工作等方面给出了电路板设计与实现;最后对智能机顶盒进行了硬件调试和功能测试,并对测试结果进行评价,评价表明,该智能机顶盒符合设计目标。

关键词：智能机顶盒 cortex-a9 Wi-Fi 电磁兼容

基于ARM cortex-a9处理器的嵌入式实时控制平台的设计与实现

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基于ARM Cortex-A9处理器的嵌入式实时控制平台的设计与实现

作者：张通北京邮电大学

学位级别：硕士

21世纪,嵌入式系统得到了快速发展,其相关应用也愈加广泛,嵌入式产品已经深入到人类生活中的各个方面。在嵌入式领域中,车载电子设备是嵌入式系统的一个重要分支。由于与车辆相关的设备众多,且相关处理繁杂,车辆的中控平台中常搭载如Li... 详细信息

21世纪,嵌入式系统得到了快速发展,其相关应用也愈加广泛,嵌入式产品已经深入到人类生活中的各个方面。在嵌入式领域中,车载电子设备是嵌入式系统的一个重要分支。由于与车辆相关的设备众多,且相关处理繁杂,车辆的中控平台中常搭载如Linux等操作系统,但对实时性要求较高的车辆而言,Linux略显不足。此外,嵌入式车载设备中常使用的ARM7或ARM9系列的S3C2410、S3C2416、S3C2440处理器近年来已相继停产。故而,在嵌入式车载设备领域,亟需完成嵌入式实时操作系统对性能更好平台的支持,并丰富平台应用从而增加平台的市场前景。本文针对部分对实时性要求较高的嵌入式车载设备领域,设计并实现了一套基于cortex-a9处理器、搭载嵌入式实时操作系统RTEMS的控制平台。平台硬件采用了以cortex-a9为核心的IMX6开发板,通过CAN、COM和LVDS等接口与多种传感器、GPS等外设相连接。在IMX6开发板上,依次完成了 U-boot程序、BSP程序和RTEMS操作系统的移植工作,实现平台对多任务调度和多种外设接口的支持;并根据车载平台的需求,实现对多种车载传感器和GPS设备消息的接收、处理、存储、显示和上传等功能。最后,建立测试环境,完成平台对多种外围设备支持、平台消息处理等功能的测试工作。本次课题完成了基于cortex-a9的嵌入式实时平台的开发工作,丰富了嵌入式车载设备中操作系统的种类,并设计了应用程序,实现了对车载设备消息的接收、处理、存储、显示等功能,增加了平台的可用性,也扩展了搭载RTEMS操作系统的车载设备的市场前景。

关键词：嵌入式系统 cortex-a9 RTEMS 控制平台

基于ARM cortex-a9平台的G.729AB算法实现

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基于ARM Cortex-A9平台的G.729AB算法实现

作者：辛静大连理工大学

学位级别：硕士

随着通信技术的迅速发展,带宽资源越来越稀缺,如何在带宽资源有限的前提下实现时延小、压缩量大、鲁棒性高的语音编解码算法一直是通信行业追求的目标。G.729是国际电信联盟于1996年3月提出的一种语音压缩算法。G.729A简化了G.729的计... 详细信息

随着通信技术的迅速发展,带宽资源越来越稀缺,如何在带宽资源有限的前提下实现时延小、压缩量大、鲁棒性高的语音编解码算法一直是通信行业追求的目标。G.729是国际电信联盟于1996年3月提出的一种语音压缩算法。G.729A简化了G.729的计算复杂度,G.729B在G.729的基础上提出静音压缩方案。G.729AB建议采用了共轭结构-代数码激励线性预测技术,输入语音是采样频率为8KHz的16比特线性PCM编码,帧长为10ms。ARM cortex-a9是ARM公司最新推出的一款处理器,采用了强大的v7架构,性能扩展更突出,功率消耗进一步降低。将G.729AB语音编码器移植到ARM cortex-a9处理器上会有广泛的市场前景。该课题针对ARM cortex-a9平台架构特征,将G.729AB语音编码器移植到ARMcortex-a9处理器上,并进行ITU标准语音测试序列的测试,在准确性一致的基础上提高了G.729AB语音编码器的执行效率。本文首先概述了语音编解码技术的发展历史及趋势,之后详细介绍了语音编解码领域关键技术的基本原理,包括部分公式的推导、线性预测分析、矢量量化概念、感觉加权、话音激活检测、舒适背景噪声产生等重要模块,在此基础上对G.729AB编解码算法进行了深入研究。接下来详细阐述了ARM cortex-a9平台的架构特征、流水线机制等。最后,针对ARM cortex-a9特定平台,实现G.729AB语音编解码往该平台的移植。论文最后将优化后的代码与源代码进行比较,在保证正确性的基础上,性能提高了80%,符合项目指标,达到了实时编解码的目的。

关键词： G.729AB ARM cortex-a9 优化语音编码

基于cortex-a9的智能农业检测与控制系统

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基于Cortex-A9的智能农业检测与控制系统

作者：孙红伟曲阜师范大学

学位级别：硕士

随着生态环境越来越差,水资源短缺,耕地面积逐渐减少,农业的发展引起了人们高度的重视。传统粗犷型的农业,已经满足不了人们对农业生产的要求。智能农业借助于物联网等高新技术应运而生,根据农作物所需要的最佳生长状态进行合理的分配调... 详细信息

随着生态环境越来越差,水资源短缺,耕地面积逐渐减少,农业的发展引起了人们高度的重视。传统粗犷型的农业,已经满足不了人们对农业生产的要求。智能农业借助于物联网等高新技术应运而生,根据农作物所需要的最佳生长状态进行合理的分配调节,提高土壤的利用效率,减少对水资源的浪费,缓解环境压力,从而提高经济效益。我国一直以来都是农业大国,而非农业强国,考虑到当前农业发展状态,我们应该抓住机遇,大力发展智能农业。从目前的情况来看,我国的智能农业还处于起步阶段,只是在部分试验田进行试验,没有大面积的推广,还没有达到一个理想的状态。针对现在农田种植范围广、有线布局难度大、环境因素检测困难等问题,利用物联网技术、无线传感技术、数据融合技术、软件技术、自动控制技术等来设计了一套基于cortex-a9的智能农业检测与控制系统。本文对这套智能农业的研究重点主要放在硬件和软件两个方面:(1)硬件电路主要是包括网关和下位机传感器硬件两个部分。网关电路部分选用的核心板为Tiny4412,是一款高性能的cortex-a9核心板,网关电路板上装有触摸屏,方便显示传感器数据和电器设备的状态,利用网口进行数据的通讯和传递。下位机传感器部分采用的是Zigbee无线传感网络,将不同类型的传感器模块与Zigbee节点相组合,能够将采集到的不同的传感器数据上传到Zigbee协调器节点,进一步传递给网关,数据的流向具有双向性,同时能够通过网关对下位机下发指令,实现对下位机电器设备的控制。(2)软件部分主要包括网关端程序设计、电脑客户端程序设计、手机客户端程序设计等。其中涉及软件编译环境较多,内容较为复杂。在每一个软件设计模块中都做了详细的程序流程图,并附上核心代码。在软件实现过程中,主要是对用户管理模块和系统功能模块的设计分析。在用户管理模块中主要涉及用户的登录和注册,在系统管理模块中主要包含对下位机数据的采集和显示,并能够实时接收来自下位机上传的状态信息,同时还可以通过下发指令对下位机的电器设备进行操作。同时在软件实现过程中设置了一些阈值,当采集到的传感器数据大于设置的最大阈值或者小于设置的最小阈值时,将进行一些联动操作,将环境因素保持在一个合理的范围内,使农作物始终保持在一个最佳的环境中。基于cortex-a9的智能农业检测与控制系统主要涉及四个层次:智能化信息采集的传感层、信息传递的无线传输层、人性化的网关管理层、可视化的用户管理层。系统通过传感层将影响农作物生长有关的环境因素进行采集,经过数据融合技术,对数据进行分析处理,进一步对补光灯、抽水泵、遮光板等设备进行操作。同时将数据上传到可视化用户管理层,可以提前进行预警操作,通过对环境因素的分析处理,改善农作物的生长环境状态,进一步提高农业产量,达到可观的经济效益。

关键词：智能农业 cortex-a9 Tiny4412 物联网

基于cortex-a9的蛙人运载器图像声呐显示系统设计

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基于Cortex-A9的蛙人运载器图像声呐显示系统设计

作者：王君贤云南大学

学位级别：硕士

随着水下资源的探索技术不断发展,近海冲突不断增加,各国对水下设备研发力度不断加大。由于蛙人体能有限,蛙人运载器作为一种水下设备极大提高了蛙人水下探索的范围,已成为各国解决近海冲突的重要装备。该设备成功应用在水下考古、水下... 详细信息

随着水下资源的探索技术不断发展,近海冲突不断增加,各国对水下设备研发力度不断加大。由于蛙人体能有限,蛙人运载器作为一种水下设备极大提高了蛙人水下探索的范围,已成为各国解决近海冲突的重要装备。该设备成功应用在水下考古、水下旅游开发、水下作业测量等方面。本文首先对现有头盔式彩色图像声呐显示系统的组成部分进行了简要介绍,提出了蛙人运载器图像声呐显示系统的性能需求。根据这些需求,本文对市场上现有的主芯片进行选型,然后对蛙人运载器图像声呐显示系统进行总体设计。其次,本文对蛙人运载器图像声呐显示系统的开发环境进行搭建。完成了对交叉编译器的安装,对启动引导程序U-boot进行了简单介绍,并根据本次研发的IMX6Q平台进行移植。对Linux内核进行了裁剪和移植,对本次设计选用的LVDS(Low-Voltage Differential Signaling)屏幕驱动进行了移植。再次,本文对IMX6Q硬件平台进行硬件PCB的设计。为缩短研发蛙人运载器图像声呐显示系统的研发周期,本次使用市场上成熟稳定的IMX6Q核心板,由作者完成设计电源电路和周围电路,本次设计使用的Altium Designer 14软件,使用四层板完成本次设计。由于在水下环境,蛙人运载器图像声呐显示系统对功耗要求高,在完成设计后,对系统功耗进行了测试,经过静态和动态测试,该系统可以持续工作四小时以上,满足性能要求。最后,完成了本次图像声呐显示系统的软件设计。调试通过了非标准波特率256000bit/s,使用帧缓冲设备实现在LVDS屏幕上的显示图像。由串口接收的声呐数据,首先进行FFT变换,然后进行RGB伪彩色编码处理,最后进行插值运算,实现图像声呐在屏幕上实时显示。对于不同量程,本次分别采用不同的实验地点进行测试,并通过对其使用其他插值算法,进一步验证了本次设计使用的图像处理过渡更加细腻,目标清晰。

关键词：图像声呐 cortex-a9 Linux R-Theta插值算法

基于cortex-a9的便携式车牌识别系统

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基于Cortex-A9的便携式车牌识别系统

作者：贺帅北方工业大学

学位级别：硕士

随着21世纪国民经济的迅猛发展,家庭汽车保有量飞速增加,极大的增加了各类交通管理的难度。通过智能化的手段来辅助各类交通管理成为了交通领域重要的发展方向。在当前智能交通的管理中,车牌识别系统作为其重要的组成部分,已经被大规模... 详细信息

随着21世纪国民经济的迅猛发展,家庭汽车保有量飞速增加,极大的增加了各类交通管理的难度。通过智能化的手段来辅助各类交通管理成为了交通领域重要的发展方向。在当前智能交通的管理中,车牌识别系统作为其重要的组成部分,已经被大规模使用在高速公路收费处、城市道路监管、智能停车场管理等多种场合。然而传统的车牌识别系统大都基于PC机完成车牌的识别,设备的成本高、功耗大,不能便携。本文提出一种基于cortex-a9的便携式车牌识别系统,具备手持识别车牌的能力,并且功耗低,识别效率高。针对车牌识别系统实时动态监控的需要,本文基于Exynos4412芯片丰富的外围资源、出色的管理功能及快速的运算处理能力,设计开发了便携式车牌识别系统。软件设计中,使用Qt平台进行系统软件界面开发,以图像能量算法为核心,经过车牌图像预处理,构造车牌图像的能量图,并实现车牌的快速定位。然后,通过车牌校正、分割字符、二级神经网络算法识别车牌。最后,再将算法和软件移植到Exynos4412单板上。同时,编写了微型启动程序,提高程序启动的速度,裁剪和移植Linux内核,使系统更加小巧稳定。实验结果显示,该便携式车牌识别系统能够从不同角度、不同距离及不同照明条件进行车牌图像的识别,具有比较强的抗干扰能力和鲁棒性。

关键词： cortex-a9 车牌定位字符识别 BP神经网络 Qt Linux

基于cortex-a9和线阵CCD的测径系统设计

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基于Cortex-A9和线阵CCD的测径系统设计

作者：袁小涛河北大学

学位级别：硕士

在线材和管材生产过程中,外径是质量控制的重要指标。随着国内生产技术的不断发展,自动化生产线的生产速度得到了很大提升,因此对外径测量技术提出了更高的要求,要求测量设备能够实时、快速、稳定的对产品外径进行多角度自动化测量。通... 详细信息

在线材和管材生产过程中,外径是质量控制的重要指标。随着国内生产技术的不断发展,自动化生产线的生产速度得到了很大提升,因此对外径测量技术提出了更高的要求,要求测量设备能够实时、快速、稳定的对产品外径进行多角度自动化测量。通过对嵌入式技术和线阵CCD应用技术的研究,本论文设计了基于cortex-a9和线阵CCD的非接触实时测径系统,主要用于外径无损在线测量,以提高测量速度保证产品质量。本论文设计的测径系统采用模块化设计,主要包含两个部分:下位机数据采集部分和上位机数据处理部分。（1）设计下位机数据采集部分时,首先对CCD的时序特性进行了分析,然后对多种CCD驱动方法进行比较,最终选择FPGA驱动方案。利用FPGA器件内部丰富的数字逻辑资源实现CCD驱动时序的设计,得到严格的时序波形,同时控制AD芯片对输出信号进行转换,使用梯度法对边界像元坐标进快速定位,提取出被测物在CCD上投影的左右边沿像素点,制定通信协议进行上传。（2）上位机数据处理部分基于S5P4418处理器设计了其硬件电路,包括电源模块、外部接口模块、显示模块等;软件方面移植了Linux操作系统,使用Qt语言编写了上位机应用程序,实现了测量数据的接收、计算、超差报警和本地存储。上位机和下位机之间通过串口进行数据传输,上位机最多可接入四路下位机进行同步测量,用户可根据实际需求对应用程序进行设置,选择单镜头单通道、双通道、四通道和双镜头单通道、双通道等多种测量模式。本论文设计的基于cortex-a9和线阵CCD的测径系统部署灵活快捷、人机交互友好,可根据实际的应用测量场景对测量通道数目和测量范围进行灵活配置,实现非接触式测量避免对测头和被测物产生磨损,具有较高的测量精度和测量速度,本设计方案在生产线实时外径测量中具有应用价值。

关键词：线阵CCD cortex-a9 测径系统 Linux

基于cortex-a9的物联网智能仓储管理系统设计与实现

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基于Cortex-A9的物联网智能仓储管理系统设计与实现

作者：赵晓东华理工大学

学位级别：硕士

随着计算机技术、互联网技术和物联网技术的快速发展,我国的物流业正经历着不断的深化改革和发展。仓储管理效率作为物流业的重要参考指标,已经引起业内的高度重视。由于国内的物流基础设施简陋、经营管理水平落后、自动化水平较低、人... 详细信息

随着计算机技术、互联网技术和物联网技术的快速发展,我国的物流业正经历着不断的深化改革和发展。仓储管理效率作为物流业的重要参考指标,已经引起业内的高度重视。由于国内的物流基础设施简陋、经营管理水平落后、自动化水平较低、人力成本较高,因此智能化、高效化、实时化的仓储管理系统以及防火防盗等安全问题越来越受到人们的关注。基于以上原因,研究构建智能化的仓储管理系统,已是物流业的大势所趋。它不仅能够提高仓储管理的效率,降低管理成本,而且可以推动国内物流仓储管理系统的发展。本文对国内外仓储管理系统发展现状、传统仓储管理系统等方面进行了分析,以物联网技术、传感器技术、无线通信技术和现代物流管理技术等为基础,设计了基于物联网的智能仓储管理系统,实现了仓储管理的入库、出库等工作的可视化和信息化。仓储数据处理系统作为物联网智能仓储的控制中心,数据处理中心和组网中枢,是仓储管理的核心组成部分,也是整个系统设计的难点和重点。本文的主要研究工作是:在基于cortex-a9的Exynos4412开发平台上进行嵌入式Linux系统的移植;在分析仓储管理的功能需求的基础上,通过利用linux进程间通信和多线程技术,设计了数据处理系统的整体软件架构,重点对仓库数据接收、处理、存储以及设备控制等方面进行功能模块的详细设计和实现,并完成了系统稳定性和数据传输正确性的测试。本文针对仓储管理系统中存在的主要问题,提出了优化数据校验和算法的改进方法,解决了ZigBee模块数据传输过程中出现的数据错误、丢包等问题,通过实验证明该方法可以有效的提高数据传输的正确率,获得了预期的效果。本论文的工作对仓储管理的智能化、信息化起到了推动作用,具有一定的实用价值。

关键词：物联网仓储管理系统 cortex-a9 Zig Bee无线传感网络