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簡介:近年來伴隨著計算機、多媒體以及網絡通信等各種高新技術在市場上的飛速發(fā)展網絡視頻點播直播系統(tǒng)的出現使得用戶按照自己的主動需求獲取各種網絡多媒體信息的愿望得到了很好的實現。相比于傳統(tǒng)的獲取網絡多媒體信息方式它創(chuàng)造性地讓用戶享受到了一種自主選擇的方式去接受信息。本文所在系統(tǒng)設計了一款互聯網電視類軟件能讓用戶在客廳通過使用電視遙控器或者其他帶有遙控功能的手機、鍵盤、鼠標等來輸入到瀏覽器或電視客戶端搜索點播影片、電視直播節(jié)目。本文研究目的是系統(tǒng)對直播和點播的視頻數據的解復用與解碼的設計與實現。根據業(yè)務需求及功能分析解復用的設計實現分為TS流和PS流兩部分解碼模塊的實現分為MPEG2和H264解碼兩部分每部分按多個子模塊逐步實現。其中視頻數據在解復用與解碼的傳輸是由驅動層的流媒體驅動SMD創(chuàng)建PIPELINE完成。解復用模塊設計是將經過編碼復用的數據源即直播視頻數據TS流和點播視頻數據PS流分成視頻流、音頻流和字幕流通過PID過濾算法尋找并識別PID過濾相應的數據流利用節(jié)過濾器匹配算法進行流處理最后將其打包成可以解碼的AES、VES、PTS流由SMD創(chuàng)建PIPELINE將數據傳輸到解碼器緩沖區(qū)。解碼模塊設計是由驅動層創(chuàng)建的PIPELINE調用解碼設備的輸入接口FW針對輸入的數據進行MPEG2或H264硬件解碼利用CE4100的片上系統(tǒng)多格式硬件解碼以及其特有的硬件加速能力實現點播和直播的不同視頻格式的高清解碼。本文最后通過系統(tǒng)功能和性能的測試表明系統(tǒng)各模塊滿足業(yè)務需求達到了運營的預期。實現了高清視頻實時輸出從而提供全新的自主選擇觀看電視節(jié)目、并能隨看隨停的方式給用戶。
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簡介:假肢控制系統(tǒng)的研究對于提高殘疾人的生活質量和促進醫(yī)療福利事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義同時假肢控制系統(tǒng)也是智能控制工程領域和機器人學科的重要研究課題。本文研究了一種基于語音信號的五自由度假肢控制系統(tǒng)該控制系統(tǒng)通過語音命令就能夠實現對假肢的多自由度運動控制更加方便于殘疾人并且提高了假肢控制系統(tǒng)的識別率彌補了基于EMG和EEG控制系統(tǒng)的不足進一步提高了殘疾人的生活質量滿足了社會發(fā)展的需求。相對于EMG和EEG控制系統(tǒng)此嵌入式語音控制系統(tǒng)結構簡單能耗低控制方便易于功能擴展便于在以后的工作中根據用戶需要增加功能。本文在研究已有假肢控制和語音識別理論的基礎上設計完成了基于語音信號的嵌入式假肢控制系統(tǒng)。首先分別介紹了假手控制系統(tǒng)和語音識別技術的國內外發(fā)展現狀闡明了本課題的研究背景和意義然后分別介紹了語音信號的數字處理方法及語音識別的基本原理。根據要實現的功能及嵌入式系統(tǒng)設計所具有的特點提出了控制系統(tǒng)的總體結構和控制方案通過對比論證選擇凌陽SPCE061A作為核心控制芯片以此為基礎設計完成了主芯片擴展電路、電機模塊等系統(tǒng)硬件部分。根據凌陽單片機的特點及本系統(tǒng)的功能需求對基于嵌入式的語音識別算法進行了研究選擇隱馬爾科夫模型HMM作為本系統(tǒng)的語音模式訓練、匹配方法在此基礎上實現了系統(tǒng)的軟件設計最后通過實際測試表明該控制系統(tǒng)具有辨識率高、控制方便以及智能化等特點。
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簡介:柴油機是最為常用的機械設備動力來源之一,它被廣泛應用于船舶的主機、工程機械以及各種發(fā)電機等領域。柴油機的結構復雜,工作環(huán)境相對比較惡劣而且工況復雜多變,若某部件發(fā)生故障,如果不能及時地修復,會造成相當大的經濟損失甚至導致重大的安全事故。因此就需要對柴油機的運行狀況進行監(jiān)測以及對發(fā)生故障的部件進行診斷,從而減小不必要的損失。隨著科技的不斷發(fā)展,嵌入式系統(tǒng)的應用掀起了熱潮。不斷進步的芯片技術使得單個芯片也具有了更強更高效的處理能力,同時芯片內可以集成多種接口。嵌入式系統(tǒng)的應用十分廣泛,目前主要應用于汽車電子與交通管理、工業(yè)控制、便攜式設備以及信息家電等多處領域。嵌入式系統(tǒng)正逐步從通用計算機實現一機硬件的應用中脫穎而出。本文介紹了基于嵌入式硬件平臺的嵌入式故障診斷系統(tǒng),通過對柴油機常見故障的分析與研究以及嵌入式診斷系統(tǒng)所需功能的分析,綜合考慮了診斷系所需算法的處理效率因素,本系統(tǒng)采用TI公司的DSPTMS320F28335為核心處理器,并且在最小系統(tǒng)的基礎上外擴了相應的硬件電路,主要包含有電源以及復位電路、以太網通信模塊SD卡存儲模塊、串口通信以及CAN總線通信模塊。使之能夠實現對柴油機的狀態(tài)信號進行采集、存儲、處理與相應的診斷,達到在線狀態(tài)監(jiān)測以及故障診斷的目的。
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簡介:隨著手持設備和移動終端在人們生活中發(fā)揮越來越大的作用,嵌入式系統(tǒng)設計方法學也從原來的硬件與軟件設計分開實現,走向了現代的電子系統(tǒng)級的軟硬件協(xié)同設計。對于電子系統(tǒng)級設計來說,關鍵技術在于虛擬仿真平臺的搭建、虛擬仿真工具的構建、虛擬仿真模型和數據庫的構建等。而就虛擬仿真平臺而言,阻礙虛擬平臺技術不斷完善的一大阻力就是仿真的快速性和精準性之間的合理均衡。目前國際電子系統(tǒng)高端設計技術的研究重點大多都聚集在對這一技術的攻克上。本文對自行研發(fā)設計SRP嵌入式系統(tǒng)過程中,針對構建虛擬仿真平臺這一技術,提出了一種異構虛擬仿真平臺的設計方法,即以跨平臺的高速虛擬機QEMU模擬SRP處理器核心,以具有硬件描述語言特征的SYSTEMC語言庫搭建系統(tǒng)總線和外部設備等外部模塊,最后通過基于網絡套接字的進程間通信模型進行了異構整合。文中描述的SRP微處理器模擬核心,采用動態(tài)二進制翻譯技術,能精確到指令級運行,提高了仿真運行速度??偩€描述中首先采用事務處理抽象層上進行建模,實現了總線協(xié)議中的單次讀寫和塊讀寫操作,并設計了相應的主從設備模型;然后進行了通道分層,在事務處理級模型內嵌套了能夠產生時鐘精準信息的寄存器傳輸層模型。總線的兩層模型各有分工,寄存器傳輸層負責與SRP處理器模擬核心進行通信,同時產生時鐘精準信息;事務處理層負責抽象主設備對從設備的訪問請求接口,通過使用仲裁機制決定不同主設備訪問請求的次序。該虛擬仿真平臺模型兼顧到了仿真過程中的快速性和精準性問題。最后闡述了在SRP虛擬仿真平臺上進行了一些仿真設計實踐,驗證了SRP虛擬仿真平臺系統(tǒng)功能的正確性,并重點討論了虛擬仿真系統(tǒng)總線的建立與調度、測試等技術,并對實驗數據進行了對比與分析。從而驗證了這一技術的精準性和快速性。
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簡介:消毒是保證自來水水質關鍵的環(huán)節(jié)。目前在我國自來水消毒方式基本采用加氯消毒,出廠水中的余氯含量已成為衡量消毒效果的最重要指標。加氯消毒過程具有大時延、大時滯、時變性等特點且干擾因素諸多,主要干擾包括水質、清水池進出口流量、清水池水位以及氯氣投加量等,要實現對其良好的控制具有一定的難度。同時,由于技術難度大、資金不足等方面的原因,缺乏相應的檢測儀表,加大了加氯控制的難度。針對加氯過程的特點,提出了專家控制系統(tǒng)與模糊自整定PID控制器相結合的串級控制方案,可以解決加氯過程中的諸多問題。利用串級控制結構來實現對加氯不準的及時反饋修正,降低了大時延對系統(tǒng)的影響。氯氣投加點到入口余氯采樣點之間余氯變化復雜,加上水質突變與流量變化的干擾,傳統(tǒng)的PID控制器難以得到滿意的效果,采用模糊自整定PID控制器可以實現在線實時修正,減少干擾對系統(tǒng)的影響。同時當流量、水位等發(fā)生突變時,專家控制系統(tǒng)通過選取合理的控制參數,來消除這些因素對系統(tǒng)的沖擊,有效的提高了控制品質。專家控制系統(tǒng)還具有自學習能力,能夠對控制效果較好的參數進行專家系統(tǒng)機器學習,使控制系統(tǒng)能夠適應各種自來水生產環(huán)境。選用三星S3C2440A作為處理器,并與其他硬件部分結合構成了嵌入式硬件平臺;采用開源的LINUX作為嵌入式操作系統(tǒng),實現了LINUX嵌入式操作系統(tǒng)內核的裁剪、編譯和移植,以及目標板驅動程序的移植。結合嵌入式控制器的軟硬件平臺,并在QTOPIA和QTE嵌入式圖形開發(fā)環(huán)境下,實現了加氯控制系統(tǒng)的界面設計與智能控制算法、AD轉換、DA轉換以及設備控制的C程序。通過測試,基于嵌入式系統(tǒng)的水廠加氯智能控制系統(tǒng)能夠實現對加氯過程的有效控制,具有一定的現實意義和可行性。
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簡介:物聯網的發(fā)展極大地提高了人類生產生活各領域的活動。我國是一個農業(yè)大國,尤其是水稻種植在農業(yè)生產中占據較大比重,水稻病蟲害對水稻作物的生產會造成嚴重威脅,水稻作物病害蟲防治凸顯其重要性。物聯網技術實現水稻生長監(jiān)測有十分深遠的意義。本文利用嵌入式物聯網技術建立了一套能實時對水稻生長圖像進行監(jiān)測的無線網絡。本文主要完成以下工作1設計了一種自動田間趕蛾裝置2研究了靜態(tài)圖像幀壓縮編解碼機制,提出了一種經典LZW壓縮算法的改進算法和適合本課題需求的混合壓縮算法3研究了短距離無線通信、GSM、GPRS等幾種無線通信方式,并通過分析確定了一種適合本項目的水稻監(jiān)測無線通信方案。建立了一套基于嵌入式物聯網技術的水稻生長實時監(jiān)測網絡,設計了監(jiān)測網絡控制節(jié)點軟硬件系統(tǒng)。經測試,本文設計的物聯網監(jiān)測網絡實現了對水稻生長情況進行實時遠程圖像監(jiān)測,監(jiān)測網絡控制節(jié)點實現了對水稻生長圖像的采集傳輸,本文提出的混合無損壓縮算法有效地減少了網絡傳輸的數據量。
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簡介:火災的發(fā)生往往會造成巨大的財產損失和人員傷亡。為了能夠及時的預警火災,在很多公共場所都安裝有煙霧傳感器來預警火災。然而傳感器在室外或者面積較大的空間的環(huán)境下,由于火焰燃燒后的顆粒物質較為分散或者室外風的影響有時報警裝置會失效。隨著視頻檢測技術以及嵌入式設備運算能力的不斷發(fā)展,科研工作者試圖通過視頻監(jiān)測設備來對火災進行識別報警,而事實上由于火災發(fā)生的早期階段會有大量的煙霧產生,如果視頻設備能夠識別到煙霧的發(fā)生將會為火災的撲救提供很大的幫助。在本文中我們將圖像處理技術與嵌入式技術結合設計嵌入式煙霧檢測系統(tǒng)來預警煙霧減少火災造成的損失。為此我們使用監(jiān)控探頭從視頻序列中探測煙霧,我們結合OPENCV軟件通過視頻幀中提取運動區(qū)域來減少視頻分析的范圍,接著我們對候選區(qū)域進行顏色信息提取結合煙霧顏色模型進行判定,除此之外不斷地增長的面積與時刻變化的邊緣也為我們的檢測提供了依據。而由于有時煙霧檢測在夜晚可能會失效,為了提高系統(tǒng)魯棒性,最后加入火焰的檢測算法來配合煙霧檢測進行識別與監(jiān)控。嵌入式硬件設備選用的是處理器運算速度高達1GHZ的ARMCTEXA8的核心開發(fā)板,而嵌入式設備的操作系統(tǒng)采用的是開源的LINUX系統(tǒng),在開發(fā)板上搭建系統(tǒng)與開發(fā)環(huán)境,在算法調試結束后通過交叉編譯器即可把檢測算法移植到硬件設備上,從而實現本文的設想。
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簡介:目前,記錄儀已被廣泛應用于各個領域,本文描述了記錄儀在二次雷達項目中的應用背景和價值;簡介了幾種嵌入式軟件系統(tǒng)及文件系統(tǒng),并對其做了比較;同時對VXWKS嵌入式系統(tǒng)的設備驅動及系統(tǒng)啟動引導過程做了一定程度的介紹;主要論述了記錄儀軟硬件的設計原理及實現方法,特別是對軟件架構及流程進行了詳細的描述。在本項目研制中,硬件采用PC104固態(tài)電子盤的計算機體系結構設計。采用PC104體系結構的計算機模塊作為數據處理硬件平臺具有處理能力強、實時性高、通用性好等特點,以固態(tài)電子盤作為數據存儲介質,在保證讀寫速度的同時又能滿足環(huán)境適應性要求。軟件上,利用了VXWKS系統(tǒng)平臺的多任務調度機制,充分考慮了任務之間的同步及互斥。采用與MSDOS兼容的DOSFS文件系統(tǒng)為數據存儲方式,以目錄結構的方式組織數據存儲文件。本人負責該項目的方案設計及測試驗證。在完成設計調試并交付整機使用后,經過一年多的實際工程應用,實踐證明取得了良好成效,整個項目研制達到了研制要求和預期的效果。
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簡介:近年來,基于構件的軟件開發(fā)方法越來越廣泛的應用于嵌入式領域,隨著高可信概念的提出,高可信軟件在嵌入式領域的發(fā)展也十分迅速,而可信性是由功能屬性和一系列非功能屬性組成,重點在于對非功能屬性的研究。目前學術界對嵌入式構件非功能屬性的研究還局限于一般軟件的研究,并沒有結合嵌入式構件的特點,也沒有引起開發(fā)人員的重視,因此會影響最終構件的質量。本文針對嵌入式領域的特點,研究了可信嵌入式軟件開發(fā)構件模型簡稱DTESD構件模型屬性包中的非功能屬性,并對非功能屬性進行了定義。然后本文提出嵌入式構件非功能屬性參考模型,并建立了層次化的綜合評價指標體系,對各個指標給出了定義以及具體的度量公式,再使用架構設計語言ARCHITECTUREDESIGNLANGUAGE,簡稱ADL描述非功能屬性。完成指標體系的建立后,首先分析層次分析法和模糊綜合評判法這兩種常用的度量方法特點,將基于層次分析的模糊綜合評判度量方法應用于嵌入式構件的非功能屬性度量中,并給出具體的評判步驟來度量嵌入式構件的非功能屬性。本文針對嵌入式構件開發(fā)的非功能性問題,建立了嵌入式構件開發(fā)的各個階段與非功能屬性的對應關系,根據應對關系分別介紹了嵌入式構件開發(fā)和組裝的非功能保障模型。闡述了非功能屬性評估在整個嵌入式構件開發(fā)過程中如何迭代進行和構件組裝采用的非功能保障方法,本文用ADL語法對接口和連接件進行規(guī)范化設計,在此基礎上提出了構件組裝的非功能性保障模型,構件組裝需完成接口語法層、調用序列層和非功能屬性層三個層次上的匹配才能保障構件的非功能屬性。最后本文通過一個嵌入式構件,得出嵌入式構件非功能屬性模型以及層次指標體系,采用基于層次分析的模糊綜合評判度量方法得出該構件的非功能屬性。
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簡介:當前,新一輪的世界能源變革已經拉開序幕,智能電網已成為目前世界電力發(fā)展的新趨勢。智能用電是中國堅強智能電網的重要組成部分,對智能電網的建設,可實現電力資源的最佳配置,降低用戶用電成本,提高用電效率。本文根據智能用電的概念,分析家庭普通電器對智能用電系統(tǒng)的要求,并結合當前實時電價用電策略的響應機制,構建了嵌入式智能用電家居系統(tǒng)的整體方案。該系統(tǒng)不僅能實現電力用戶對普通家電的遠程控制,同時借助系統(tǒng)設計的智能開關,能使普通家電實時響應低電價,有效解決了普通家電的軟控制和智能用電問題。系統(tǒng)包括模擬智能電表,智能用電控制中心和智能開關三個模塊模擬智能電表負責向智能用電控制中心傳遞供電公司傳送過來的實時電價信息;智能用電控制中心的功能在于,借助RTC報警功能,傳遞低電價時刻控制信息,同時,電力用戶通過移植BOA服務器遠程訪問家用電器,并輸入電器遠程控制信息,再借助NRF24L01無線發(fā)送模塊將低電價時刻控制信息或者是遠程控制信息傳送到與普通電器相連接的智能開關,通過智能開關解析控制信息,進而控制電器產生響應。在系統(tǒng)的具體實現過程中,首先借助PROTE199SE設計模擬智能電表、智能開關模塊、無線收發(fā)模塊的硬件電路及原理圖,并制成PCB板,同時完成硬件調試。其次,完成智能用電控制中心軟硬件平臺的搭建與嵌入式BOA服務器的移植,完成LINUX下的NRF24L01無線模塊驅動程序的編碼與測試。再次,為實現智能用電家居系統(tǒng)對普通電器的遠程控制功能,設計并實現電力用戶遠程登錄界面、家居家電控制界面,同時編寫電力用戶登錄驗證CGI程序和家居電器控制模塊CGI程序。最后,借助智能用電控制中心RTC報警功能,以獲取最低電價時刻的控制信息,實現智能用電系統(tǒng)對普通電器的低電價控制功能。此外還設計了NRF24L01無線通信數據傳輸中控制電器數據域的協(xié)議,給出智能開關對無線接收模塊接收到的控制信息的解析過程及其代碼實現。最后,對智能用電系統(tǒng)的各個模塊功能進行了測試,系統(tǒng)運行良好,工作較為穩(wěn)定,達到預期的設計要求。同時,該系統(tǒng)安裝方便,性價比高,具有很好的推廣價值。
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簡介:DRMDIGITALRADIOMONDIALE系統(tǒng)是頻率在30MHZ以下的多媒體數字無線廣播系統(tǒng)。DRM采用OFDM調制方式和多級信道編碼,信源編碼等通信領域新技術,既充分利用了30MHZ以下廣播頻段覆蓋范圍廣、傳播距離遠的優(yōu)勢,又克服了傳統(tǒng)的模擬調幅廣播抗干擾能力差,發(fā)射功率大,業(yè)務單一等固有技術缺陷。在與模擬調幅廣播同樣的帶寬9K或10KHZ下實現了調頻的音質,而且在音頻業(yè)務的基礎上增加了文本、圖像等附加的數據業(yè)務,豐富了調幅廣播的內容。DRM信源解碼和數據業(yè)務解碼的正確實現決定了用戶能否得到質量良好的音頻以及豐富的增值業(yè)務,因此信源解碼和數據業(yè)務解碼的研究與實現對DRM接收機的整體實現具有重要的意義。此外,目前的接收機多為專用接收機和軟件接收機,為數不多的便攜式接收機也由于實現復雜而價格過高,并沒有真正的實現大范圍推廣,因此研究DRM嵌入式接收機系統(tǒng)具有重要的實際應用意義。本文介紹了DRM系統(tǒng)音頻業(yè)務解碼以及數據業(yè)務中文本信息和靜態(tài)圖片解碼的原理和實現方法,并介紹了DRM系統(tǒng)的信道估計、FFT解調以及LINUX系統(tǒng)下音頻播放功能的實現方法。本文的開發(fā)平臺是基于DM3730內核的BEAGLEBOARDXM嵌入式開發(fā)平臺,該平臺集成了功能強大的主頻1GHZ的ARMCTEXA8內核和主頻800MHZ的TMS320C64數字信號處理器,適合作為DRM軟件接收機平臺。論文基于該平臺實現了LINUX系統(tǒng)下的DRM嵌入式接收機的音頻解碼和數據解碼,通過軟件優(yōu)化,成功的在嵌入式開發(fā)板上得到清晰流暢的音樂和語音節(jié)目,解碼后得到的音頻文件與編碼前的源文件比較,證明其誤比特率性能良好。
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簡介:嵌入式靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)是現代SOC中的重要組成部分;伴隨著工藝前進的腳步,對于SRAM的研究也從未終止過。其中雙端口SRAM可以為系統(tǒng)提供更高的通信效率和并行性,隨著系統(tǒng)吞吐率的提升,其應用也越來越廣泛。針對雙端口SRAM中的讀寫干擾問題,本文對嵌入式SRAM的存儲單元和外圍電路做了全面的研究,清晰了SRAM讀寫操作的完整過程;從原理上對雙端口SRAM中存在的讀寫干擾問題進行了分析,并針對臺積電28NM工藝的雙端口SRAM系列(TSDN28HPM)中的一個實例進行了仿真分析,發(fā)現其在工藝的6Σ偏差處存在嚴重的寫干擾問題;對該寫干擾做了進一步的詳細分析,根據其特點提出了一種字線脈沖控制方法,從而解決了該問題。本文主要成果如下首先,給出了28NM工藝下嵌入式SRAM中靈活的跟蹤電路和靈敏放大器的特性;其次,仿真得到了TSDN28HPM中由寫干擾造成的寫失敗,以及該寫干擾的時鐘偏移相關性;最后,根據該時鐘偏移相關性提出了一種字線脈沖控制策略,通過控制字線的起始有效時間和脈沖寬度解決了由寫干擾造成的寫入困難問題。采用臺積電28NMHPM制程,對電路在多個設計角進行了后端仿真驗證,表明該方法可行有效。
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簡介:近年來,嵌入式GIS在土地調查領域的應用需求和應用規(guī)模不斷擴大,矢量電子地圖作為提供詳細地理信息的關鍵部分,其數據結構和數據量也變得日漸復雜和龐大。然而,嵌入式設備與普通的個人計算機相比,其內存容量小、CPU在運算速度和圖形處理方面的能力比較薄弱。因此,矢量電子地圖的多分辨率快速顯示一直是嵌入式GIS領域的研究熱點和難點。本文致力于從空間索引結構及多緩存顯示策略兩個方面探索上述問題的解決方法,本文主要研究內容如下1設計并實現了HQTREE空間索引算法。針對傳統(tǒng)四叉樹面對海量空間數據時分層和結點過多、IO開銷過大的缺點,本文利用HILBERT曲線保持降維鄰近性的特點,并結合四叉樹索引構建了HQTREE空間索引。按HQTREE節(jié)點遍歷順序重新存儲的矢量地圖格式,讓在空間上彼此靠近的圖元在物理存儲上也能盡量存儲在一起。通過對比實驗,表明HQTREE索引有效的減少了計算機IO開銷,提升了地圖顯示速度。2設計并實現了一種多緩存顯示策略。本文在分析了嵌入式系統(tǒng)軟硬件特點的基礎上,設計了一種多緩存體系。在該體系中設置了一個索引緩存和三個地圖數據緩存,通過四個地圖數據緩存的協(xié)作實現地圖的快速顯示,其核心思想是以犧牲一定內存空間為代價提高地圖顯示速度。然后,對多緩存的體系結構、緩存容量和緩存調度流程進行了詳細設計,并用實驗驗證了多緩存策略的可行性和高效性。3依托作者所在單位開發(fā)的土地調查系統(tǒng),采用設計模式的思想對HQTREE索引和多緩存顯示策略進行了系統(tǒng)集成。并針對新的應用需求,采用了更為高效的技術方法對系統(tǒng)的串口和網絡通訊模塊進行了改進。經過在天津等地的大量土地調查應用,表明了本系統(tǒng)操作簡便、性能穩(wěn)定,適合現在土地管理部門的業(yè)務需求。
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