小型局域网下高校计算机实验室监控系统设计

近年来,全球互联网技术飞速发展,网络技术广泛应用于各个领域;随着网络技术的快速发展,我国各大高校开设计算机实验室,在高校范围内搭建的小型局域网中引入监控系统,辅助高校实验室的日常使用管理工作;传统的监控系统在小型局域网中存在数据资源交互消耗大、数据传输延迟高、视频数据储存空间利用率低等问题,给计算机实验室的日常管理带来不便;针对上述问题,提出小型局域网下高校计算机实验室监控系统设计;对数据交互过程中资源消耗大的问题,采用双协议传输单元进行资源交互算法的改进;对传统监控系统存在的数据传输延迟问题,采用数据阵列重组模组进行数据内部优化处理;采用ViodTM视频压缩单元,对监控视频进行算法核心压缩处理,从问题产生根源进行解决;通过实验证明,提出的小型局域网下高校计算机实验室监控系统设计,具有资源占用小、传输速度快、视频存储率高等特点。     

嵌入式系统协调设计与协同模拟技术

随着微电子和计算机技术的发展,嵌入式系统的功能和结构日益复杂,传统的设计方法已经无法满足嵌入式产品快速发展需要。作为系统设计新方法,协调设计(Co-Design)已经成为嵌入式系统设计方法热点研究之一。协调设计就是在系统设计之初通过划分手段把整个系统划分为适合软件和硬件实现两部分,使系统设计并行进行。软硬件设计完成后利用协同模拟手段验证系统设计正确性,验证通过后,系统设计进入进行软硬件综合和系统集成测试阶段。该文研究嵌入式系统协调设计环境和软硬件系统模拟方法,通过构造软件和硬件模拟器,在系统设计初期实现嵌入式系统的软硬件功能及软硬件接口设计的快速验证,达到优化系统设计、降低系统开发成本、缩短设计周期的目的。     

基于模糊逻辑的能量觉察反馈调度

嵌入式系统的节能问题是系统设计中的热点。在保证系统整体控制性能的前提下达到尽可能低的能耗,一直是嵌入式控制系统中能量管理的目标。由于诸多不确定性因素和负载的动态变化,嵌入式系统总是运行在不可预期的开放环境中。为了有效处理CPU负载变化及控制任务执行时间不确定等问题,提出了一种基于模糊逻辑的能量觉察反馈调度方法。反馈调度器动态调节CPU的处理速度,实现对CPU利用率的有效控制,从而提供了一种有效的能量管理机制。通过仿真实验与常规动态电压调整方法、传统方法以及理想情况进行比较,验证了该反馈调度方法的有效性。     

大数据环境下地铁自动售检票系统设计与实现

近年来,随着经济领域蓬勃发展,我国加快了现代化建设进程,交通设施建设不断推进;受互联网大数据技术变革的影响,传统地铁售检票系统无法满足高客流量、大数据流处理的高强度工作要求;在日常实践应用中,传统地铁售检票系统经常出现检票识别率低、售票信息运算处理响应速度慢、多人员、多任务操作执行准确率差的问题;针对上述问题,结合大数据资源运算能力,提出大数据环境下地铁自动售检票系统设计;采用大数据实名高检处理引擎(VBDKG)、多路分处运算模组(ICGRU)与动态身份比对算法(DBTDE),针对传统地铁自动售检票系统存在的问题进行解决;通过仿真实验测试证明,提出的大数据环境下地铁自动售检票系统设计具有较强的实施性与可操作性;同时,运行处理准确性高,运行稳定。     

复杂自动化控制系统故障诊断方法研究与改进

近年来,自动化在工业生产、航空航天等不同领域得到了广泛运用,自动化控制系统随之孕育而生;自动化发展不断推进,长期生产使用中,传统自动化控制系统故障诊断方法出现多数据环境下故障诊断率低、多因素分析算法跟进力不足等问题;针对问题出现原因根源,提出复杂自动化控制系统故障诊断方法改进设计;采用数据罩筛引擎(GEP),对复杂自动化控制系统数据进行收集、整理、分析、模型创建;通过运行单元动态判断模块(DNGF)与多因素基准库(VSFVR)配合,完成对传统复杂自动化控制系统复杂环境下故障诊断方法的改进;通过仿真实验证明,复杂自动化控制系统故障诊断方法的改进,各项测试参数优于传统方法。     

WinCE系统流程场景化设计方法研究与应用

随着工业设备在复杂控制领域的不断发展,其控制系统越来越庞大。为了降低系统设计的复杂度,针对嵌入式控制系统的特点进行研究,提出了一种基于Win CE系统的流程场景化设计方法。该方法以应用场景为基础配置工作流程,通过有限状态机和多线程技术结合来实现动作机构自动化运行,并将其应用到触摸式工业分析仪控制系统的设计中。研究结果表明,该方法具有业务集中、结构松耦合、代码复用效率高的优点,适用于嵌入式控制系统的开发。     

通用互联网络实现多核嵌入式系统级设计的方法

由于嵌入式系统的规模和功能越来越庞大,传统的设计方法的局限性愈加明显,为此提出一种基于通用互联网络的多核嵌入式系统设计方法,通用互联网络由单元库、探测点、优化收敛算法和内核单元4部分组成.其中,单元库用于帮助设计者便捷地搭建各种拓扑结构的嵌入式系统,并将复杂的算法映射在系统上;探测点嵌入在搭建的系统内,能在系统执行算法时对延时、功耗、吞吐率等系统性能进行评估;优化收敛算法依靠探测点获得的信息找到使系统性能最佳的拓扑结构和算法映射;内核单元的任务是对配置好的系统进行仿真,并得到相应的数据和优化结果.文中方法可以在设计早期对复杂嵌入式系统进行分析和寻优,缩短了开发周期、提高了设计性能.最后以环形总线和粒子滤波算法为实验系统,说明了该方法的有效性.     

基于TL494的单闭环温度控制系统的设计

针对传统温度控制系统设计复杂的缺点,提出了一种新的温度控制设计思路。以TL494为控制单元,采用AD590为温度传感器,组成温度闭环控制系统.该系统具有结构新颖、电路简单和控制方便等优点。实际运行结果表明,该系统控制精度高、运行稳定,控制效果良好。     

一种轻量级软件划分系统

提出一种应用在多核网络处理器平台上的轻量级软件划分方案,以支持多个异构OS在同一物理主机中同时运行,在尽量满足整个网络处理系统可靠性和安全性的前提下提高系统的业务融合能力。首先分析传统系统虚拟化技术在网络处理器平台中应用的缺陷和不足,并提出一种轻量级的软件划分方案;接着分别从系统物理资源划分、运行时控制系统和分层运行结构几个方面描述系统设计中的关键问题;最后通过测试数据验证了整体系统的性能。     

嵌入式以太网数据采集与控制系统设计

为了提高嵌入式以太网数据的操作精度,减少数据运行时间,增加数据运行灵活性以及稳定性,方便对嵌入式以太网数据进行的有效管理,需要对嵌入式以太网数据采集与控制系统进行设计;当前的嵌入式以太网数据采集与控制系统设计方法对以太网数据进行采集与控制系统设计时,因为无法对其进行灵活、高效、全面地采集和控制,存在数据运行盲区较多,成本较大的问题,所以提出一种基于LonWorks的嵌入式以太网采集和控制系统设计方法,即采用局部网格方式进行数据采集,使嵌入式以太网进行自维护、自组织、自控制的操作;该方法先利用μC/OSⅡ平台完成对嵌入式以太网数据采集与控制系统的硬件设计,然后依据互式数据迁移技术对嵌入式以太网进行数据采集,以采集的数据为基础,采用模糊关联空间理论对采集得到的以太网数据进行过滤,最后以上述过程为依据,利用OPC服务器程序对过滤后的嵌入式以太网数据进行控制,由此完成了嵌入式以太网数据采集与控制系统设计;实验结果证明,所提方法可以全面精确地对嵌入式以太网数据进行采集和控制,提高以太网运行速度,增强网络使用寿命,为该领域研究发展提供了强有力的依据。     

基于无线传感器的水利自动灌溉控制系统设计

为提高水利自动灌溉控制稳定性、减少数据采集时间,降低能耗开销,提出基于无线传感器的水利自动灌溉控制系统。软件设计部分由水利自动灌溉传感信息采集模块、自动控制信息处理模块、AD信息转换模块、水利自动灌溉的人机交互模块和接口模块组成。采用APLC21160逻辑控制处理器作为主控芯片,进行水利自动灌溉控制系统的程序控制,设计交叉编译模块进行水利自动灌溉控制指令加载。采用无线传感器进行水利自动灌溉控制系统的数据采样,通过开关频率转换的方法进行水利自动灌溉控制过程中的水流量自动化调节,结合模糊PID控制方法进行水利自动灌溉控制的算法优化设计。硬件设计部分通过DSP发送水利自动灌溉控制系统控制指令,采用VIX总线处理技术进行水利自动灌溉的控制总线设计,实现水利自动灌溉控制系统的硬件优化设计。系统测试结果表明,采用该方法进行水利自动灌溉控制系统设计的输出稳定性较好,系统的可靠性较高,具有能耗开销低,耗时短的特点。     

基于嵌入式Linux的水位视频在线监测系统设计

为有效提高水位数据在线监测技术的自动化、智能化,针对当前传统水文仪器监测设备的微控制器(C51,MSP430及STM32等)主频低、智能性、鲁棒性差,以及水位监测数据的不精确、实时性差及成本高等问题,提出采用嵌入式Linux系统、图像处理及无线传输技术等实现水位数据在线自动监测。利用嵌入式Linux系统(Bootloader,Linux内核及Rootfs文件系统)定时控制网络摄像机获取高清图像,并在嵌入式Linux系统进行图像识别处理,将识别的水位信息和采集的图像通过无线模块传输至控制中心,以期实现水位视频在线监测与图像查询。该方法相比传统微控制器,具有监测水位数据处理速度更快、智能化程度更高、水位数据精度高、成本低实时性强等优点,并能够进一步推动水文仪器现代化建设发展。     

基于卫星遥感数据的恶劣气象监测预警系统设计

针对传统恶劣气象监测预警系统的检测准确率低、预警时效性较差的问题,提出基于卫星遥感数据的恶劣气象监测预警系统。利用GDAL软件自带的读写功能,处理已读取的遥感影像基本信息,再根据辐射定标与亮温计算数值,完成卫星遥感影像的预处理模块设计。连接插件模块的逻辑结构,利用待集成的平台插件,控制下级遥感信息显示与预警模块,实现恶劣气象监测预警系统的设计与应用。按照系统多线程的同步与通信关系,完成遥感数据的云识别处理,实现卫星遥感程序与恶劣气象监测预警模块之间的实时交互。选取风向指标作为实验对象,分析对比实验数据可知,在不同风向条件下,卫星遥感型监测系统所检测出的风向指标均呈现显著性状态,能够及时响应系统主机的预警指令。     

容错控制器的设计及其设备驱动的实现

以开发具有容错功能的控制器为目标,分析了三重容错控制系统的结构模型、主处理单元的逻辑结构以及三重容错控制器的结构设计.针对数据处理单元的硬件设计要求,提出了一种新的解决方案.该方案采用了基于PXA270处理器的嵌入式工控机主板EPC8900,并使用定制的windows CE以及EVC4.0搭建集成开发环境.功能测试表明,容错控制器的驱动程序有效,从而为控制器的使用提供了基本保障.     

基于NiosII的VGA图像控制器的研究与设计

VGA（视频图形阵列）作为一种标准的显示接口得到了广泛的应用。随着嵌入式系统的迅速发展,尤其是高速图像处理的发展,对实时图像处理进行显示有了更多的需要。本文依据VGA显示原理,“抛弃”VGA显示专用芯片,采用SOPC（可编程片上系统）技术,将Ni0SII32位处理器软核嵌入到FPGA（现场可编程门阵列）中。通过编写DMA控制模块和VGA显示控制模块,设计TVGA图像显示控制器。此方法构建的VGA显示系统体积小、功耗低、可靠性强。     

长距离输水工程自动监测系统优化设计

为了提高长距离输水工程的自动监测和控制能力,设计长距离输水工程自动监测系统,结合对输水工程的水流、水压以及输水管道的状态进行自动监测和控制,提出一种基于FPGA的自动监测系统设计方法。系统主要由输水管道的工况检测模块、AD模块、信息集成处理模块、监测过程控制模块和人机交互模块组成,采用可编程逻辑处理芯片进行长距离输水工程的自动监测系统的处理器设计。设计长距离输水工程监测的自动控制算法,采用程序加载过程控制方法进行监测系统的指令设计,在DSP和FPGA集成处理环境中实现长距离输水工程自动监测系统的硬件开发设计。系统测试结果表明,采用该方法进行长距离输水工程监测的自动性能较好,监测数值与实际值拟合度高于传统方法,误报率低,系统稳定可靠。     

基于嵌入式系统的图像对象分割

随着计算机科学和微电子技术的迅速发展,以计算机技术、集成电路技术和软件技术为核心的嵌入式系统的信息处理能力迅速提升,为基于嵌入式系统的图像信息处理提供了硬件基础。本文以ARM920T结构的S3C2410处理器为核心,构建了一个嵌入式图像处理平台,在嵌入式Linux操作系统的支撑下,实现了嵌入式图像的采集、图像灰度化和基于迭代法的图像对象分割,实验证明本系统是切实可行,为进一步的研究提供了基础。     

图像处理技术在运动控制系统中的应用

将图像测量技术与自动控制理论相结合,设计并实现了一套基于图像处理的位置控制系统。系统采用图像采集设备及图像处理技术代替传统的位置传感器检测物体的位置,并将图像处理信息的结果作为位置反馈实时信号,成功地将图像处理技术引入到自动控制系统中,实现了位置信号的非接触式测量。实验证明,所使用的图像测量技术与自动控制算法均能很好地完成各自的任务,并能够协调工作,满足系统的动态特性和静态特性要求。     

激光雷达集成电路存储单元上电复位状态机设计

为了提高激光雷达集成电路存储单元上电复位的稳定性,提出基于集成DSP的激光雷达集成电路存储单元上电复位状态机设计方法。构建激光雷达集成电路存储单元复位状态机的总体结构模型,采用内核电源电路进行单极点高通滤波控制,通过由DSP集成信息模块等组成的上电复位机控制的方法,进行激光雷达集成电路存储单元的程序加载和基线恢复控制,通过基线恢复器实现激光雷达集成电路存储单元的掉电复位和连通性测试,实现激光雷达集成电路的逻辑时序控制和上电状态机设计,实现激光雷达集成电路存储单元的硬件优化设计。仿真结果表明,设计的激光雷达集成电路存储单元上电复位状态机稳定性较好,集成控制性能较强,提高了激光雷达集成信号采集能力。