基于Android的嵌入式非线性结探测装置研究

发布时间：2017-10-18 02:20

  本文关键词：基于Android的嵌入式非线性结探测装置研究

  更多相关文章： 非线性结探测器 Android 嵌入式系统 S波段 ARM

【摘要】：当前，为了有效维护社会公共安全、预防各类可能戕害平安稳定大局的暴力事件发生，安防领域愈来愈倾向于运用新技术、新产品来强化安检措施，，夯实安全堡垒。特别地，在各类安保敏感重地，一种基于谐波雷达，专用于检测隐匿目标、排查违禁携带物品的非线性结探测器（Non-Linear Junction Detector，NLJD）逐渐成为安检闸口广泛使用的利器之一。 所谓非线性结目标既包括含有PN结点的半导体电子设备，也包括含有金属结的金属物体。当下，国产的非线性探测器主要工作在L波段（频率范围1—2GHz），这类产品对外形较大的目标定位较准。但是，面对层出不穷的微型化电子设备，逐渐暴露出探测目标存在盲区、报警灵敏度低、抗干扰性能差等诸多掣肘，无法真正满足消弭安全隐患与周界之外的应用亟需。为了解决L波段非线性结探测器面临的挑战性问题，探测器的工作频段逐步由L波段向S波段（频率范围2—4GHz）过渡。当下，成熟的国产化S波段产品仍然鲜见，因此，研制S波段非线性结探测装置具有现实意义，论文工作即是在这样的背景下展开的。 从本质上看，S波段非线性结探测装置是一个以探测非线性结目标为中心，以计算机技术为基础的嵌入式系统。而与执行探测任务密切相关的基波发射模块、谐波接收前端和信号处理终端等部件是该系统的专用外设。因此，论文将依托于上述相关硬件平台，着重从嵌入式系统的视角，以软件工程的理论、方法为指导，围绕非线性结探测装置主要的软件开发工作，选取系统在实现过程中的一些关键技术、方法作为重点进行关注。主要工作如下： 第一，从擘划系统宏观体系框架入手，提出了用于指导论文工作的非线性结探测系统架构设计方案。非线性结探测器由嵌入式计算机系统和执行装置两大部件组成，选取Android4.0操作系统和ARM Cortex-A硬件平台来实现非线性结探测各模块的整合与协作，体现了软、硬件互相依赖，协同设计的嵌入式特性。 第二，在嵌入式非线性结探测系统的软件基础设施层，根据硬件平台特性，对系统核心软件进行选型、配置、裁剪和编译，以开放定制方式实现了Android向ARM硬件平台的移植。论文阐述了嵌入式系统软件平台的基本组成，在建立了U-boot引导程序，对samsung版本的linux3.0.8内核进行适应性裁剪配置，挂载YAFFS2根文件系统之后，通过烧写操作将Android4.0成功部署到OK210-A开发板上，从而为系统软件的开发、调试和运行提供了底层支撑。 第三，在嵌入式非线性结探测系统的硬件抽象层，利用JNI技术，在嵌入式计算机系统与执行探测的硬件外设之间提供了基于板载RS232串口的通信方案。论文遵循在Android应用中调用非托管代码的技术流程，设计了带有串口打开和关闭本地方法声明和调用的SerialPort类，分析了javah生成器输出的本地方法所需的头文件（.h），基于C函数原型定义给出了本地方法的实现源码，最终编译得到了含有本地方法实现的动态连接库。上述工作为非线性结探测装置在Android高层与基波发射模块、谐波接收模块之间通过串口传输控制指令提供了使能机制。 最后，在嵌入式非线性结探测系统的用户接口层，基于Android UI框架，着重探讨了构建非线性结探测器高层应用的具体工作。论文规划并实现了探测系统的UI交互界面，在遵循Android UI单线程模型原则下，以案例方式给出了利用Handler机制实现UI操作线程安全的具体方法。 论文工作是“非线性结探测装置研制”项目的有机组成部分，项目成果最终物化一个S波段非线性结探测器。与L波段非线性结探测器相比，该装置有效增大了非线性结目标的散射面积，在提高探测距离和定位精度的同时，增强了稳定性和可靠性，进一步减少了虚警、漏警事件的发生，具有实用价值。
【关键词】：非线性结探测器 Android 嵌入式系统 S波段 ARM
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP368.1
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第1章 绪论12-16
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 研制目标13-14
• （1）功能目标13-14
• （2）性能指标14
• 1.3 研究内容和结构安排14-16
• 第2章 相关技术研究综述16-24
• 2.1 Android 及其软件堆层架构16-18
• 2.2 ARM 架构18-20
• 2.3 非线性结探测器的工作模式比较20-22
• 2.4 S 波段非线性结探测器的工作机理22-24
• 第3章 嵌入式非线性结探测系统的架构设计24-28
• 3.1 嵌入式系统的基本框架24-26
• 3.1.1 硬件架构24-25
• 3.1.2 软件架构25-26
• 3.2 非线性结探测器的体系框架26-28
• 第4章 Android 向非线性结探测系统硬件平台的移植28-38
• 4.1 OK210-A 开发板概览28-30
• 4.2 Android 系统平台的基本组成30-31
• 4.3 Android 4.0 的开放定制31-35
• 4.3.1 建立引导程序31-32
• 4.3.2 内核裁减与编译32-34
• 4.3.3 YAFFS2 文件系统的编译与映像制作34-35
• 4.4 将 Android 4.0 移植到 ARM 平台35-38
• 4.4.1 烧写35-36
• 4.4.2 挂载 YAFFS2 根文件系统36-38
• 第5章 基于 Android JNI 的串口通信构建38-48
• 5.1 串口通信的工作机理38-39
• 5.2 JNI 技术39-41
• 5.3 串口通信的实现41-48
• 5.3.1 SerialPort 类41-43
• 5.3.2 本地方法的 C 函数原型43-44
• 5.3.3 串口打开/关闭的本地 C 实现44-47
• 5.3.4 编译成动态库 so 文件47-48
• 第6章 非线性结探测系统的 UI 层实现48-56
• 6.1 Android 的常用组件48-50
• 6.2 UI 层主界面的功能设置50-51
• 6.3 UI 界面的更新51-54
• 6.4 最终研制成果54-56
• 第7章 结论56-58
• 7.1 论文工作总结56-57
• 7.2 下一步工作57-58
• 参考文献58-60
• 作者简介及科研成果60-61
• 致谢61

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 黄敏;;基于S3C2410A下USB设备块数据传输的实现[J];黔西南民族师范高等专科学校学报;2008年01期

2 王声亮;叶敦范;;嵌入式岩体力学试验实时数据采集和分析系统[J];软件导刊;2005年18期

3 刘德龙;谈国新;李嵘;王敏;;VC~(++)下多串口通信测试软件的设计与实现[J];软件导刊;2007年11期

4 谢清;张建刚;;基于S3C2410处理器的ARM Linux操作系统移植实现[J];软件导刊;2007年21期

5 王蓉蓉;邵平凡;;基于网络的嵌入式Linux系统交叉开发环境搭建[J];软件导刊;2008年04期

6 刘永奎;高伟华;蒋天发;;lpc2294启动代码分析[J];软件导刊;2009年12期

7 顾明飞;;一种新的烧写BootLoader的方法[J];软件导刊;2010年03期

8 徐雄飞;;基于S3C2410的CS8900A驱动程序设计[J];软件导刊;2012年02期

9 杨振宇;;基于串口通讯的音频文字信息广播系统设计[J];软件;2011年03期

10 徐敏;;基于ARM的数码投影仪的设计[J];现代制造技术与装备;2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 陈花;马学森;韩江洪;魏振春;;μC/OS-Ⅱ在LPC2119微处理器上移植的研究和实现[A];2005年“数字安徽”博士科技论坛论文集[C];2005年

2 王彪;;基于LPC2138的TFT触摸屏人机交互模块设计[A];2011中国仪器仪表与测控技术大会论文集[C];2011年

3 李卫国;葛纫秋;;一种基于uClinux的便携式邮件接收器的设计[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（上）[C];2006年

4 陈俊;吕恒;武穆清;;VIVI在S3C2410处理器上的应用及启动流程分析[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集（下）[C];2006年

5 李冰;孙建平;;基于S3C2410与嵌入式Linux的网络视频监控[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（下册）[C];2008年

6 杜传利;曾翠娟;;嵌入式GPS/DR组合导航系统的硬件设计与实现[A];第13届全国计算机、网络在现代科学技术领域的应用学术会议论文集[C];2007年

7 林书禹;谢存禧;张铁;李琳;;移动机器人控制系统的数字PID混合控制[A];第十届粤港机电工程技术与应用研讨会暨梁天培教授纪念会文集[C];2008年

8 杨靖;李捍东;;基于ARM和CPLD的嵌入式数字图像处理系统[A];2010年西南三省一市自动化与仪器仪表学术年会论文集[C];2010年

9 张道德;杨光友;苏旭武;丁毅;;基于ARM架构移植μC／OS-Ⅱ的任务调度[A];2005年十二省区市机械工程学会学术年会论文集（湖北专集）[C];2005年

10 刘汉峰;吴友宇;;基于ARM的车载显示系统的设计与实现[A];第七届全国氢能学术会议专辑[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 张红兵;基于ARM的双丝脉冲MIG高速焊分布式控制系统的研究[D];华南理工大学;2010年

2 王先超;三值光学计算机监控系统之任务管理及其理论研究[D];上海大学;2011年

3 陈晗斐;实时操作系统的若干关键问题研究[D];浙江大学;2004年

4 李晓辉;基于非线性方法的雷达目标识别研究[D];国防科学技术大学;2004年

5 丁绪星;基于整数小波变换的图像编码研究与实现[D];南京理工大学;2004年

6 杨丽;组培苗分割移植机器人系统的研究[D];中国农业大学;2005年

7 娄嘉骏;家庭网络平台研究与构造[D];浙江大学;2005年

8 王青海;基于视觉特性的小波变换编码及图象质量评价方法的研究[D];上海大学;2004年

9 辛振涛;超高压并联电抗器及线路保护综合研究[D];华中科技大学;2005年

10 高新闻;智能仪表软件开发的自动化技术研究[D];上海大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 王立飞;基于ARM的三相交流异步电动机调速系统研究[D];华中农业大学;2010年

2 张良清;基于嵌入式技术的高精度程控直流电源的研究[D];安徽工程大学;2010年

3 宫明广;基于ARM平台分布式测控终端设计[D];南昌航空大学;2010年

4 张磊;基于ARM的矿用监测分站[D];山东科技大学;2010年

5 刘立辉;基于嵌入式系统平台的城市噪声分布地图[D];山东科技大学;2010年

6 朱凯;基于ARM和μC/OS-Ⅱ的数据采集器的研究与设计[D];山东科技大学;2010年

7 刘强;基于ARM9的机器人远程控制系统研究[D];山东科技大学;2010年

8 叶智祥;基于ARM的以太网转换器研究及应用[D];长春理工大学;2010年

9 高宏屹;基于嵌入式的聋哑人无障碍交互技术研究[D];长春理工大学;2010年

10 张波;基于嵌入式水质综合生物毒性在线自动分析仪控制器关键技术的研究[D];浙江理工大学;2010年

本文编号：1052389