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簡介:鉛酸蓄電池作為一種儲能裝置,已經(jīng)歷了近150年的發(fā)展歷程,被廣泛地應用于電動交通工具的儲能、牽引,以及用作某些重要設備的備用動力源。正是因為其應用廣泛,帶動了針對鉛酸蓄電池為研究對象,對實用、準確、方便的鉛酸蓄電池監(jiān)控系統(tǒng)的研究,以滿足有鉛酸蓄電池參與的動力系統(tǒng)信息化、智能化發(fā)展的需要。而在測試系統(tǒng)的研發(fā)過程中,涉及到對大量的測試數(shù)據(jù)進行采集、處理、存儲,管理等過程,因而數(shù)據(jù)管理技術在鉛酸蓄電池測試系統(tǒng)的構建過程中扮演著非常重要的角色。數(shù)據(jù)管理是利用計算機硬件和軟件技術對數(shù)據(jù)進行有效的收集、存儲、處理和應用的過程。其目的在于充分有效地發(fā)揮數(shù)據(jù)的作用。本文對采集數(shù)據(jù)的存儲技術進行了研究,用TEXT文本來存儲數(shù)據(jù),通過編寫一個C類來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的基本功能,對采集的數(shù)據(jù)進行存儲,查詢等操作,并利用嵌入式LINUX的QT環(huán)境建立數(shù)據(jù)管理的GUI管理界面以及數(shù)據(jù)存儲設備掛載的研究。根據(jù)硬件平臺的需求和限制,本文沒有選用常規(guī)的數(shù)據(jù)庫來進行數(shù)據(jù)管理,而選用通過C類來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的基本功能,相對本研究對象更具針對性,更加精簡。在基于LINUX的QT平臺上,設計了對鉛酸蓄電池參數(shù)便于管理,對其工作狀態(tài)進行監(jiān)測的GUI界面。對于數(shù)據(jù)存儲設備的掛載,本文根據(jù)硬件資源,存儲設備的選擇,確定了以U盤為存儲載體,完成了對U盤的掛載,以及通過SHELL腳本實現(xiàn)了對U盤掛載,卸載的操作。理論分析和研究結果表明論文研究的以C類來實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的基本功能、U盤的掛載是可行的,基于LINUXQT平臺的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可用于實踐,對電池的參數(shù)進行實時、準確的監(jiān)測和分析。
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簡介:隨著電子信息技術的發(fā)展及其應用的普及,住宅的自動化以及智能化正成為一種趨勢。通過分析現(xiàn)有家居監(jiān)控系統(tǒng)及其發(fā)展趨勢,結合嵌入式技術和無線個人局域網(wǎng)絡的技術的發(fā)展成果,提出了一種家居監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案。在對家居監(jiān)控系統(tǒng)應用需求分析的基礎上,確定了包含家居網(wǎng)關,無線家居網(wǎng)絡和遠程客戶端這三個部分的總體架構,從這三個部分的研究與設計出發(fā)完成了整個系統(tǒng)的設計。家居網(wǎng)關的硬件平臺采用以ARM9嵌入式處理器為核心的硬件架構,在其上移植了LINUX操作系統(tǒng)和QT圖形用戶界面(GUI)運行環(huán)境,并進行了基于QTGUI的家居網(wǎng)關軟件總體設計,完成了視頻采集及處理模塊、無線網(wǎng)絡管理模塊、圖像用戶界面等各個部分的設計,使系統(tǒng)具備視頻監(jiān)控、無線網(wǎng)絡傳輸、以及為遠程客戶端提供數(shù)據(jù)服務等各項功能。同時,利用ZIGBEE網(wǎng)絡技術,進行了無線網(wǎng)關及部分終端節(jié)點的軟件設計。最后設計了遠程客戶端與家居網(wǎng)關的通訊協(xié)議和監(jiān)控軟件,初步實現(xiàn)了家居監(jiān)控系統(tǒng)的各種功能,達到了預期的目標。
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簡介:語音處理是一個重要的科研領域,主要包括語音識別、語音編解碼、語音合成等學科分支。隨著嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展和人們對語音交互價值認識的深入,二者融合的嵌入式語音處理技術逐步成為新的研究熱點。作為嵌入式系統(tǒng)的核心組件,面向數(shù)字信號運算的DSP處理器也得到了推廣應用。課題以嵌入式語音處理為研究背景,通過分析語音處理系統(tǒng)的實際功能需求,了解C55X系列DSP的硬件結構和特點,綜合考慮多種因素,提出了系統(tǒng)整體設計方案,選擇了TMS320VC5502作為主處理器進行嵌入式語音處理硬件平臺的搭建。論文中詳細介紹了電源電路、系統(tǒng)譯碼電路、存儲器單元、復位和時鐘電路、音頻處理單元、通信接口單元、人機交互單元、JTAG仿真單元以及擴展接口單元的設計原理和過程。其中存儲器單元包括FLASH、SDRAM和EEPROM,通信接口單元包括RS232、RS485RS422和USB主從接口。設計中考慮了電路的信號完整性問題,并根據(jù)分析調整了電路設計。利用CCS開發(fā)平臺對關鍵模塊電路進行了測試,并初步探討研究了系統(tǒng)基于FLASH的自舉引導。基音檢測是語音信號處理領域的一個重要部分,在語音識別、語音合成等研究中有一定的應用價值,因此有必要將其在設計的硬件平臺上進行移植實現(xiàn)。論文通過對常用檢測算法的分析比較,確定了選用自相關函數(shù)法,并在此基礎上添加了一定的預處理和后處理措施。在對算法的C程序進行定點修改設計后,通過分配存儲空間,編寫初始化程序,構建雙緩沖結構,最后將算法在平臺上進行了移植實現(xiàn),并做了相應的測試。整個基音檢測的實現(xiàn)思路以及基于DMA構建的雙緩沖結構具有通用性,因此也可用于今后其它語音信號處理算法的實時實現(xiàn)研究。
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簡介:本文首先介紹了視頻會議系統(tǒng)的研究背景、發(fā)展歷程、趨勢;其次研究和比較了現(xiàn)有視頻會議系統(tǒng)各自的優(yōu)劣;最后,本文設計和實現(xiàn)了一種視頻會議終端的硬件部分,包括硬件設計的詳細方案和流程,如硬件系統(tǒng)需求分析、芯片選型、硬件總體架構設計、各功能單元電路設計、驅動程序設計、硬件調試和系統(tǒng)整體性能測試。本文討論的嵌入式視頻會議終端主要由主控制器模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、電源模塊、時鐘復位模塊等組成。主控制器IXP425模塊完成網(wǎng)絡發(fā)送接收、紅外接收、PCI控制、指示燈、串口、VGA顯示等功能。數(shù)據(jù)處理DM642模塊完成音視頻編解碼、音視頻采集輸出、VGA采集等功能。兩個模塊之間采用PCI總線進行連接。此外,還完成了部分硬件的驅動程序設計,對視頻會議終端進行了硬件調試,對視頻會議系統(tǒng)進行了整體性能測試。測試結果表明,終端可完成雙視頻流的視頻會議,可在局域網(wǎng)和公用IP網(wǎng)運行,D1效果,聲音時延較小,音唇基本同步,基本達到了終端的性能要求。與市場上的嵌入式視頻會議終端相比,本終端具有成本低、運行穩(wěn)定、功能較全、接口較豐富、數(shù)據(jù)處理速度快、既能在專網(wǎng)運行也能在普通IP網(wǎng)運行并針對中小型用戶等優(yōu)點。另外本終端在設計上具有以下特點非PC機的嵌入式視頻會議終端設計;內部采用PCI總線連接解決視頻會議終端內部突發(fā)大數(shù)據(jù)量傳輸和各數(shù)據(jù)處理模塊的同步;多并行數(shù)據(jù)處理模塊設計;硬件接口豐富。
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簡介:隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及、微電子加工工藝的提高、3CCOMPUTER,COMMUNICATION,CONSUMER技術的普遍融合,嵌入式圖像處理系統(tǒng)也在迅速發(fā)展且應用到自動控制、多媒體應用、以及軍事等尖端科技領域。在對與圖像采集、處理密切相關的嵌入式圖像處理技術進行深入研究的基礎上提出并設計了基于OMAP平臺的嵌入式圖像處理系統(tǒng),此系統(tǒng)具有界面顯示美觀,功耗低,結構堅固,運行可靠,體積小巧,攜帶方便,經(jīng)久耐用,功能齊全等特點,特別適合在無電力電源的野外、移動場合、狹小空間等作業(yè)區(qū)使用。嵌入式圖像處理技術,主要包括兩個方面,一個是嵌入式系統(tǒng)應用技術,另一個則是圖像處理技術。本課題充分利用OMAP3530雙核處理器高性能、低功耗的優(yōu)點,把運算能力強的DSP核與控制性能強的ARM微處理器結合起來為系統(tǒng)的設計提供了較完善的解決方案,應用軟硬件協(xié)同驗證技術進行系統(tǒng)調試,可以滿足軟、硬件可剪裁功能,使其成為一臺小型的計算機;在完成系統(tǒng)軟硬件基礎上,借助DSPBIOS核完成了一些圖像處理算法,如圖像預處理,圖像二值化分割,圖像的特征提取,圖像目標表達與圖像目標識別等。
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簡介:計算機強大的數(shù)字信號處理能力、信號顯示、存儲及輸入輸出功能,使其在信號處理中發(fā)揮著重要的作用,而各種測試信號都需要經(jīng)過放大、濾波等處理后,將模擬信號轉換為數(shù)字信號后送到計算機。此外,還要求通過計算機對儀器進行控制。數(shù)據(jù)采集及控制卡的類型很多,有基于計算機總線如PCI總線、ISA總線的數(shù)據(jù)采集卡,這類采集卡一般直接插在計算機主板的插槽內,可達到較高的采樣速度;還有通過串行或并行通信口與計算機相連的數(shù)據(jù)采集卡,這類數(shù)據(jù)采集卡連接使用方便。本文介紹一種簡單實用的基于單片機的串行無線數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)的設計方法。以凌陽單片機SPCE061A為核心構成串行數(shù)據(jù)采集及控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)以凌陽單片機SPCE061A為基礎,利用其內部存儲空間較大的特點,移植嵌入式實時操作系統(tǒng)ΜCOSⅡ,并在此基礎上編寫了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中針對AD接口電路和UART串行接口的底級硬件驅動程序函數(shù),完成一個基本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)平臺的設計。并在此平臺下進行開發(fā),分析了實時內核下實時多任務如多通道數(shù)據(jù)采樣、傳輸數(shù)據(jù)、信號處理、接受指令應用程序的開發(fā)與實現(xiàn)方法。在對系統(tǒng)實時性能分析的基礎上,針對設計過程中出現(xiàn)的問題,提出改進方法。該系統(tǒng)可實現(xiàn)程控數(shù)據(jù)采集。使用者可通過計算機設置采樣參數(shù)采樣通道,實現(xiàn)程控采樣,系統(tǒng)軟件設計包括單片機和計算機兩個部分的編程。計算機軟件編程主要實現(xiàn)參數(shù)設置、串行口數(shù)據(jù)接收、指令發(fā)送以及數(shù)據(jù)的顯示波形或數(shù)值顯示和存儲,可采用VISUALC語言編程。該系統(tǒng)通過串行口與計算機通信,計算機給單片機發(fā)指令實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及系統(tǒng)控制,并將數(shù)據(jù)實時地傳回計算機。該系統(tǒng)利用單片機豐富的軟硬件資源,可以實現(xiàn)采樣、通訊、計算、脈沖計數(shù)等多種功能。應用實踐表明,系統(tǒng)電路結構簡單、功耗低,具有較高的性能價格比,能夠滿足某些場合的數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)控制。另外,為了提高系統(tǒng)的可移動性和可擴充性,計算機與單片機之間采用無線的方式通過串行口進行通信,無線調制解調部分選用研華公司的即插即用型無線調制解調模塊ADAM4550,其采用RS232接口接頭,可直接與計算機COM口相連,而與單片機也只需添加簡單的RS232接口轉換電路。
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簡介:電子提花機是紡織設備的一種,它采用最新的電子、通訊和計算機技術實現(xiàn)對提花龍頭磁鐵執(zhí)行機構的控制,和傳統(tǒng)的采用紋板控制的機械式提花機相比具有操作方便、可靠性高、生產成本低的特點,在國內外均是熱門的研究和發(fā)展方向。本課題是與國內某公司合作進行,研發(fā)高速智能電子提花機的項目的組成部分。本項目已用工控機在WINDOWS操作系統(tǒng)下初步開發(fā)成功,并已實際運行。但離產業(yè)化的要求還有一段距離。原因有一是成本過高;二是WINDOWS操作系統(tǒng)不適合實時工業(yè)控制,而且經(jīng)常會出現(xiàn)非正常關機引起的問題,因此本文提出了基于嵌入式的電子提花機控制系統(tǒng)設計方案。本文主要介紹了課題相關的設計研究和實際開發(fā)工作,主要內容包括以下幾個方面1分析了目前國內外電子提花機的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢,比較了目前應用較普遍的電子提花機的特點及性能,提出了課題的最終目標是設計基于嵌入式的電子提花機控制系統(tǒng)。2比較詳細的論述了基于工控機的電子提花機控制系統(tǒng)設計方案的程序設計,介紹了相關硬件設計。3提出了基于嵌入式的電子提花機控制系統(tǒng)設計方案,主要論述了系統(tǒng)應用程序從WINDOWS系統(tǒng)下到嵌入式系統(tǒng)下的移植以及相關驅動程序的設計。4給出了兩種設計方案的一些運行和調試的結果。
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簡介:數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控產品的核心技術之一,數(shù)控系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性直接影響著數(shù)控產品的性能。當前,市場上已有的數(shù)控系統(tǒng)大都基于DOS或WINDOWSNT系統(tǒng),而這兩種操作系統(tǒng)都不能很好的用于工業(yè)控制。LINUX操作系統(tǒng)具有真正的多任務、源代碼全開放、極佳的穩(wěn)定性、優(yōu)秀的內存管理以及強大的網(wǎng)絡功能等特性,使經(jīng)其改造后能很好的滿足數(shù)控系統(tǒng)的平臺需求。本文對嵌入式LINUX下的開放式數(shù)控系統(tǒng)的關鍵技術作了詳細的論述。結合工程實際,研究了實現(xiàn)開放式控制所需的軟硬件技術條件,將傳統(tǒng)的硬件和運動控制卡省去,采用嵌入式實時LINUX平臺高速IO接口卡構建整個數(shù)控系統(tǒng),并達到實現(xiàn)三軸聯(lián)動的功能。本文著重就以下幾個方面的內容進行深入研究和探討1從數(shù)控系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性和開放性等方面,分析了現(xiàn)有PC化數(shù)控系統(tǒng)支撐平臺的不足,討論了嵌入式實時LINUX平臺開發(fā)CNC系統(tǒng)的優(yōu)勢;2分析了改造LINUX實時性的方法,重點介紹了RTLINUX的特征及實現(xiàn)原理,并采用RTLINUX內核對LINUX進行實時化改造,對LINUX系統(tǒng)進行了適當?shù)牟脺p,使之適合于嵌入式環(huán)境下數(shù)控系統(tǒng)的要求;3分析了嵌入式LINUX下的圖形界面開發(fā)環(huán)境MINIGUI,并對MINIGUI系統(tǒng)進行了相應的裁減,使其適合于數(shù)控系統(tǒng)圖形界面開發(fā)的要求;4本文根據(jù)RTLINUX的實時編程機制和數(shù)控任務的特點,創(chuàng)新性的提出了基于嵌入式LINUX的數(shù)控系統(tǒng)軟件的功能模塊劃分方案;同時對該方案進行了可行性研究,并以實際例子對方案進行了驗證;5本文研究了多線程技術在數(shù)控系統(tǒng)軟件各層次模塊中的具體應用方法,采用多線程技術使數(shù)控系統(tǒng)各任務的運行更加合理高效;6本文在最后部分給出了作者編程實現(xiàn)的開放式數(shù)控系統(tǒng),主要介紹了系統(tǒng)的圖形界面等相關特性;并以一個實際的加工例子來介紹了本系統(tǒng)實現(xiàn)的功能。
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簡介:本文提出并研究設計了一種嵌入式數(shù)字硬盤錄像機DVR的系統(tǒng)方案。該系統(tǒng)在32位高性能嵌入式處理器和DSP處理器的平臺上,采用MPEG4視頻編碼技術和MP3音頻編碼技術,嵌入式LINUX操作系統(tǒng)和流媒體技術進行設計。本系統(tǒng)可以同時對4路視頻輸入進行實時本地監(jiān)控和網(wǎng)絡監(jiān)控,錄像存儲回放等,并具有小型化、低功耗、穩(wěn)定可靠等特點。第一章綜合論述了本文研究工作的意義和數(shù)字硬盤錄像機、嵌入式系統(tǒng)以及視頻壓縮技術的發(fā)展現(xiàn)狀。第二章介紹了本系統(tǒng)軟件開發(fā)環(huán)境和所用的編程技術,包括編譯環(huán)境和嵌入式LINUX操作系統(tǒng),所用到的主要編程技術有多線程技術和進程間通信機制。第三章介紹了本系統(tǒng)的總體軟件設計方案,并簡述了各軟件模塊功能。第四章詳細論述了本系統(tǒng)的軟件設計方案以及所采用的進程間通信機制。第五章介紹了軟件測試方法以及針對本系統(tǒng)的測試方案、用例及結果。第六章給出了本研究的主要結論,并對系統(tǒng)進一步的擴展及應用前景進行了展望。
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簡介:多媒體應用領域的不斷拓展,需要能在保證高質量的同時又具有更低的碼率的視頻壓縮技術。MPEG4以其低碼率、基于對象的可操作性等特點近年來在多媒體領域表現(xiàn)出巨大的應用潛力?;诤唵慰蚣躍IMPLEPROFILE,SP的MPEG4視頻標準兼顧了碼率與視頻質量的要求,能在低碼率、高壓縮比的情況下獲得較高的圖像質量,同時其計算復雜較其他框架低,因此已經(jīng)成為MPEG4應用的主流。MPEG4的應用是當今視頻領域的一個研究熱點,近年來在嵌入式應用,尤其是在便攜式消費類產品中的研究與應用更是火熱。本文以研究MPEG4解碼器在嵌入式操作系統(tǒng)LINUX下的研究與實現(xiàn)為背景,在詳細分析了圖像壓縮編碼常用算法和MPEG4SP視頻編解碼過程和算法的基礎上,針對AVI視頻加MP3音頻的多媒體文件格式,采用音頻控制視頻與時間戳相結合的同步控制方式,完成了MPEG4解碼器的原型設計。同時針對嵌入式系統(tǒng)的優(yōu)缺點,從通用C語言的層次和解碼算法上提出了局部優(yōu)化思路。在文章的最后部分,對MPEG4解碼系統(tǒng)作了局部模塊嵌入式零樹小波編解碼的驗證,該驗證是在PC平臺、VC60環(huán)境下進行,同時將該算法與DCT算法進行了比較。比較結果顯示,零樹小波編解碼算法具有高壓縮比、高質量的復原圖像、高信噪比等特點,同時也暴露了其占用系統(tǒng)資源過大、運算量非常大、復雜度高等缺點。經(jīng)上述研究表明,MPEG4具有高壓縮率、較好的視頻質量、時域和空域的可伸縮性等諸多優(yōu)點,同時也有運算量大、系統(tǒng)資源要求較高、算法復雜度高等缺點。對于在資源相對較少的嵌入式系統(tǒng)中實現(xiàn)實時的MPEG4解碼來說,還需對MPEG4算法以及應用平臺等進一步優(yōu)化。
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簡介:大型汽輪發(fā)電機組運行過程中需監(jiān)視大量實時狀態(tài)數(shù)據(jù),其中振動數(shù)據(jù)非常重要。將這些振動數(shù)據(jù)及時地采集并快速傳輸至遠方監(jiān)測站,以便專業(yè)技術人員及時了解設備的運行狀態(tài),并進行相應處理,對保障機組安全穩(wěn)定運行具有重要意義。伴隨著網(wǎng)絡技術和嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展,利用嵌入式設備來采集、處理和傳輸汽輪機組的振動信號,實現(xiàn)汽輪機組的遠程監(jiān)測和故障診斷成為一種可能。本文采用ARM嵌入式微處理器和嵌入式LINUX操作系統(tǒng),通過以太網(wǎng)接入網(wǎng)絡,來研究解決汽輪發(fā)電機組振動數(shù)據(jù)的遠程傳輸和處理問題。論文選題具有重要理論意義和工程應用價值。論文主要研究工作和成果1提出了基于以太網(wǎng)的嵌入式系統(tǒng)振動信號采集網(wǎng)絡通信總體方案,采用ARM9硬件平臺、嵌入式LINUX操作系統(tǒng)等,完成了振動數(shù)據(jù)遠程采集處理和傳輸系統(tǒng)的研發(fā)工作。2研究了嵌入式系統(tǒng)的BOOTLOADER技術,詳細分析了系統(tǒng)的板級程序、CPU程序,啟動程序和網(wǎng)絡驅動程序等相關代碼,并基于實際應用需要進行了內核定制,完成了系統(tǒng)程序設計。3基于LINUX操作系統(tǒng)的SOCKET技術,開發(fā)了CLIENTSERVER模式的通信程序,解決了大容量數(shù)據(jù)遠程高速傳輸問題。實驗表明基于嵌入式系統(tǒng)的振動信號采集、處理和網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)能及時準確的采集處理振動數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)快速傳輸給遠方的監(jiān)測站,將會給電廠帶來更大的經(jīng)濟效益。
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簡介:隨著計算機技術、通信技術和樓宇自動化技術的飛速發(fā)展,人們對家居環(huán)境的要求越來越高。智能家居由于其安全、方便、高效、智能化等特點在21世紀正日益成為現(xiàn)代社會和生活的時尚,但智能家居的發(fā)展并不成熟,未能形成統(tǒng)一的技術標準和開發(fā)平臺。鑒于智能家居設備的多樣性和復雜性,新的設備不斷涌現(xiàn),這就需要一個平臺對家居的這些設備進行集中管理和控制。本文將嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式微控制器相結合,通過內部I2C、SPI總線與家居子系統(tǒng)的連接,以及外部通訊網(wǎng)絡的擴展,構成一個可以不斷升級的智能家居控制平臺。本文從智能家居的起源、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢入手,提出了采用基于ARM7TDMI的飛利浦微控制器LPC2106和嵌入式操作系統(tǒng)ΜCOS的智能家居軟硬件設計方案。重點介紹了核心控制器LPC2106的硬件電路設計,闡述了以PIC16F73為子控制器的門禁子系統(tǒng)和煙霧報警子系統(tǒng)的開發(fā)工作。剖析了ΜCOS的內核工作原理,給出了ΜCOS的啟動代碼,并在已經(jīng)實現(xiàn)的核心控制器中構建了嵌入式操作系統(tǒng)的軟件平臺。最后,本文全面闡述了嵌入式操作系統(tǒng)ΜCOS在智能家居中的應用示例。在以核心控制器為硬件平臺和以ΜCOS為軟件平臺的基礎上進行嵌入式程序設計,配合各種家居子系統(tǒng),聯(lián)合實現(xiàn)了智能家居中最常用的門禁功能、煙霧報警功能和遠程通信功能等,并在遠程終端PC上構建了小區(qū)智能家居控制中心,實現(xiàn)了對小區(qū)家居狀態(tài)的檢測與監(jiān)控。實驗表明嵌入式操作系統(tǒng)的應用為智能家居的開發(fā)帶來了極大的方便,也為以后的工作提供了很好的基礎。
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