LED景观照明控制系统的设计与实现

发布时间：2017-04-20 15:06

  本文关键词：LED景观照明控制系统的设计与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：景观照明是指具有照明、艺术装饰和美化环境功能的户外照明工程。随着低功耗、长寿命、高亮度的RGB LED显示的加入,景观照明系统在高楼大厦、公园、城市广场、桥梁、游乐园等场所的应用越来越广泛。伴随着日益变化的应用需求,LED景观照明系统逐渐朝着大规模、网络化、智能化的方向发展。目前市场上主要出现的单以ARM处理器或者FPGA为核心的控制系统,逐渐地不能满足LED景观照明系统的发展趋势。单以ARM处理器为核心的控制系统,很难实现整个大规模LED景观照明系统的同步并行显示。而单以FPGA为核心的控制系统,因为FPGA的控制能力相对较弱,而且实现网络功能相对复杂,从而要实现大规模的LED景观照明系统难度较大。针对上述问题,本文考虑将ARM处理器和FPGA结合使用的方案。以ARM处理器为主控制芯片,并采用Linux操作系统,以实现强大的网络和智能化,而FPGA作为LED数据输出单元,实现大规模RGB LED的同步并行显示。整个LED景观照明控制系统由控制主机和控制从机组成,控制主机和控制从机通过网络以菊花链的方式串接在一起,以满足各种不同的建筑物外观和商业诉求。其中控制主机采用ARM CortexTM-A8处理器和Linux操作系统,实现分发大规模的RGB LED显示数据到各个控制从机。控制从机采用ARM9+FPGA的架构,接收本从机的数据并实现本从机的RGB LED同步并行显示。实验结果表明,该设计充分结合了ARM处理器和FPGA两者的优势,提高了系统的处理速度、实时性和灵活性,满足了LED景观照明系统的发展趋势。
【关键词】：景观照明 嵌入式系统 ARM+FPGA Linux系统移植
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM923.34;TU113.666
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 绪论11-16
• 1.1 课题背景及意义11-12
• 1.2 国内外研究现状12-13
• 1.3 研究内容与目标13-14
• 1.4 论文结构14-16
• 第二章 系统总体设计16-24
• 2.1 RGB LED灯具简介16-17
• 2.2 系统概述17-19
• 2.3 系统设计19-24
• 2.3.1 系统硬件方案设计与比较19-22
• 2.3.2 系统软件方案设计与比较22-24
• 第三章 控制从机硬件设计24-33
• 3.1 系统硬件总体设计24-25
• 3.2 S3C2416处理器及接口电路25-27
• 3.3 主要外围模块电路27-33
• 3.3.1 外部存储电路27-28
• 3.3.2 网络控制器模块电路28-30
• 3.3.3 FPGA模块电路30-31
• 3.3.4 LCD显示模块电路31-32
• 3.3.5 红外接收模块电路32-33
• 第四章 控制主机硬件设计33-40
• 4.1 系统硬件总体设计33-34
• 4.2 AM3354处理器及接口电路34-36
• 4.3 主要外围模块电路36-40
• 4.3.1 外部存储电路36-38
• 4.3.2 网络模块电路38-39
• 4.3.3 SD卡模块电路39-40
• 第五章 系统移植与驱动程序设计40-66
• 5.1 系统软件结构介绍40-41
• 5.2 U-Boot移植41-46
• 5.2.1 U-Boot概述41-43
• 5.2.2 U-Boot移植43-46
• 5.3 Linux内核移植46-58
• 5.3.1 Linux概述及内核移植46-49
• 5.3.2 Linux设备驱动概述49-51
• 5.3.3 DM9003驱动移植51-55
• 5.3.4 FPGA驱动移植55-58
• 5.4 构建Linux根文件系统58-62
• 5.5 OpenSSH移植62-66
• 第六章 应用程序设计66-77
• 6.1 Linux网络编程66-70
• 6.1.1 UDP简介66-67
• 6.1.2 Socket网络编程概述67-70
• 6.2 系统应用程序设计70-73
• 6.2.1 控制主机应用程序设计71-72
• 6.2.2 控制从机应用程序设计72-73
• 6.3 控制从机FPGA逻辑设计73-77
• 6.3.1 数据接收模块74-75
• 6.3.2 RGB LED时序模块75-77
• 第七章 系统测试77-82
• 7.1 系统硬件测试77-78
• 7.2 系统软件测试78-82
• 第八章 总结与展望82-84
• 8.1 总结82-83
• 8.2 展望83-84
• 参考文献84-87
• 研究生期间完成的工作87

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 吴彦宏;陈相宁;;S3C2410在Linux下的FPGA驱动[J];科学技术与工程;2008年17期

2 吕振彬;李智华;杨洁翔;;基于嵌入式的半导体景观照明控制系统[J];微计算机信息;2011年07期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 何青海;基于ARM-Linux的棉花病虫害检测系统研究[D];石河子大学;2013年

  本文关键词：LED景观照明控制系统的设计与实现，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：318918