通信與自動控制技術結合產生的遠程數據傳輸技術,已經成為當前研究的一個熱點。以數據傳輸技術為核心的遠程無線監控系統已廣泛應用于交通、電力、工農業、水利、環保、建筑、能源等行業中需要無人值守監控維護的地方,監控情況,以及傳輸的數據存在著突發性、數據量少等特點。傳統的遠程監控技術多采基于現場總線的方式接入Internet,在接入端需要搭建本地局域網平臺和監控系統,對于環境依賴性比較強,容易造成地域局限性。 文章圍繞無線數據傳輸方式這一熱點課題,介紹了國內外在遠程數據傳輸方面的發展與現狀,對GSM短消息在遠程數據傳輸中的應用進行了深入的研究和探討.接著,闡述了相應的GSM無線終端的設計方案、開發方法和開發過程,并針對小數據量的無線數據傳輸領域,提出了應用以短消息業務作為數據傳送載體的數與車載防盜報警系統相結合,設計了以DPSD微處理器和GSM模塊TC35i為核心,基于GSM/SMS的車載防盜報警系統。接著,給出基于GSM/SMS無線數據傳輸技術的車載防盜報警系統的具體實現過程,包括各硬件模塊的設計原理、電路原理圖文重點包括以下兩個方面: l.對GSM/SMS的工作原理及協議做了詳細的研究,并運用于小數據量的無線數據傳輸中。 2.設計了基于SMS的車載防盜報警系統,給出了硬件原理圖及軟件流程。 基于SMS的車載防盜報警系統已經在市場上得到印證,應用結果表明,該系統使用操作方便,數據通信準確、穩定、可靠、高效,具有較高的實用價值。
上傳時間: 2013-04-24
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各類交流電源在產品開發過程中都需要進行長時間的帶載測試,以檢驗其電氣性能。傳統使用電阻、電感和電容這類無源元件作為負載的測試方法存在參數調節不方便、發熱量大、耗能等諸多缺點。為克服傳統測試方法的不足,本文研究了一種帶能量回饋功能的交流電子負載裝置,采用交直交變換結構,由具有公共直流母線的兩級電壓型PWM整流器組成。通過控制前級PWM整流器的輸入功率因數,在其輸入端模擬不同阻抗特性的負載;后級PWM整流器工作在并網逆變狀態,將被測試電源發出的電能回饋至電網進行循環利用。 交流電子負載屬于一種測試設備,需要實現用戶交互、通訊、監控等功能,因此采用了以DSP芯片為核心的數字控制方案。本文首先探討了數字控制技術對變換器性能的影響,重點討論了當數字脈寬調制器精度不足時會引起輸出產生極限環振蕩的問題。分析了極限環振蕩產生的原因,并以BUCK、BOOST和BUCK-BOOST三種基本變換器的數字控制器設計為例,推導出了為避免極限環振蕩,數字脈寬調制器應滿足的最小精度要求。在MATLAB中建立了數字控制器的仿真模型,設計了一臺數字控制BUCK變換器實驗樣機,仿真和實驗結果驗證了理論分析的正確性。 根據處理電能方式的不同,交流電子負載可分為能量消耗型和能量回饋型兩大類。本文首先針對交流電源產品的功能性測試應用場合,提出了一種新的能量消耗型交流電子負載結構和相應的控制方法。然后重點介紹了能量回饋型交流電子負載的工作原理及其控制策略。分析了功率電路中主要元件參數的選取方法。其中,對工作在任意功率因數情況下的單相PWM整流器中交流濾波電感的取值作了重點討論。在Saber軟件中建立了系統的仿真模型,設計了一臺以TMS320F2812 DSP芯片為控制核心的能量回饋型交流電子負載原理樣機,仿真和實驗結果驗證了系統方案的可行性和正確性。最后針對交流電子負載的并網能量回饋功能,初步分析了一種基于正反饋思想的并網系統孤島檢測方法,并進行了仿真驗證。
上傳時間: 2013-07-29
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開關電源具有體積小、重量輕、效率高、發熱量低、性能穩定等優點,廣泛應用于電子整機與設備中,在以往的AC-DC電路中,由二極管組成的不可控整流器與電力網相接,為在電網中會產生大量的電流諧波和無功功率而污染電網,使得功率因數較低。為了提高AC-DC電路輸入端的功率因數,采用了功率因數校正。 本文采用TMS320F2812實現開關電源的功率因數校正,分析了DSP實現功率因數校正的控制方法和具體實現,對于軟件中參數的標么值實現進行了理論推導,為了使輸出功率在輸入電壓變化的一定范圍內保持不變,采用了前饋電壓,對于數字PI調節環采用了抑制積分飽和的方法,以防止系統失控。 論文中通過對AC-DC整流電路和加入Boost功率因數校正后的電路進行了Matlab的仿真,通過輸入電壓和輸入電流波形的比較,可以很容易地看到功率因數的提高。 在具體的電路實現中,采用霍爾元件檢測輸入電感電流、輸入電壓和輸出電壓,經過DSP的A/D采樣后,在DSP內部經過程序計算,輸出PWM波形驅動MOSFET的開通與關斷,使輸入電感電流波形與輸入電壓波形一致。 本文實現了系統仿真,給出了仿真波形,分析了硬件設計電路并完成了電路的局部仿真,軟件編程方面給出了主程序和各個子程序的軟件流程圖,提出了以后研究的方向。
上傳時間: 2013-06-17
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上海交通大學工程碩士學位論文 本文首先對視頻監控系統的現狀做了簡單分析, 并介紹了本系統 中主要涉及到的相關技術,包括嵌入式技術、圖像壓縮技術、視頻壓 縮技術和移動數據通信技術。具備了一定的理論基礎后,提出本系統 的總體設計方案,明確需要實現的目標功能。然后,圍繞目標方案詳 細介紹了具體實現方法,包括硬件總體結構、嵌入式 Linux的移植、 USB 攝像頭驅動移植、Video4Linux 編程方法、網絡傳輸模塊的開發、 流媒體系統建立、WAP 程序的開發等。最后給出了在現網測試環境中 調測結果。 本系統通過嵌入式芯片實現靜態圖像及視頻的采集、編碼,并將 采集壓縮編碼后的數據傳送到視頻中心服務器, 在2G/3G 移動終端中 以 WAP 或流媒體客戶端方式直接查看遠程圖像。 系統最大的特點是采 用了分布式架構的 C/S(采集端至視頻中心服務器)和 B/S(WAP 服 務器至移動終端)結構便于系統的動態擴展;同時也借助了 WAP 技術 實現了傳統視頻監控的無線化。
上傳時間: 2013-07-05
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藍牙(Bluetooth)技術是近年來國外先進國家研究發展最快的短程無線通信技術之一,能夠廣泛地應用于工業短距離無線控制裝置、近距離移動無線控制設備、機器人控制、辦公自動化及多媒體娛樂設備等局部范圍內無線數據傳輸的領域中。在我國,由于對藍牙技術的研究還處于研究開發的初級階段, 還沒有形成藍牙數據短距離無線通信的一套開放性應用標準。 在無線音頻傳輸領域內,傳統的基于模擬調制方式的無線音頻傳輸由于抗干擾能力較差,傳輸的音頻質量會受到較大的影響,而國內市場上的藍牙音頻產品僅支持單聲道語音傳輸。所以,對基于藍牙技術的高品質多通道音頻傳輸技術的研究將具有一定的技術創新性,在無線音頻傳輸領域也具有較為廣闊的市場前景。 本文以嵌入式藍牙技術與音頻信號傳輸系統為研究開發課題,參考國外藍牙技術協議標準,利用功能模塊單元與嵌入式技術,目標是研制一種基于嵌入式開發應用的高品質雙聲道藍牙無線音頻傳輸系統。本系統通過對雙聲道線性模擬音源的數字化MP3編解碼處理,結合基于嵌入式應用的簡化后的HCI層藍牙應用協議,實現了藍牙信道帶寬內的高品質雙聲道音頻信號點對點的傳輸。 在硬件設計上,系統采用了模塊化設計思想。發送端和接收端由音頻處理模塊、控制傳輸模塊和無線模塊三部分構成。其中,音頻處理模塊以MAS3587音頻處理芯片為核心,負責音頻信號的AD采樣、MP3壓縮和解壓縮以及DA還原等工作;控制傳輸模塊以MSP430F169為核心,負責MP3數據幀的高速傳輸以及藍牙接口協議控制;無線模塊采用藍牙單芯片解決方案(集成藍牙射頻、基帶和鏈路管理等),負責MP3數據幀的射頻發送和接收。模塊與模塊之間采用工業標準接口方式連接。音頻處理模塊和控制傳輸模塊之間采用DMA方式的通用并口(PIO);控制傳輸模塊與藍牙模塊之間采用DMA方式的通用異步串口(UART)。 在軟件設計上,系統主要由藍牙協議解釋、傳輸控制和芯片驅動三部分構成。在藍牙協議解釋上,系統采用了基于HCI層的ACL數據包透明傳輸方式;在傳輸控制上,采用了基于通用并口(PIO)和異步串口(UART)的DMA方式高效率批量數據傳輸技術;芯片驅動主要指對MAS3587的基本配置。 對目標系統的測試實驗采用了目前流行的音頻測試虛擬儀器軟件Adobe Audition 1.5。實驗項目包括掃頻測試、音樂測試、聽覺測試、距離測試以及抗干擾測試等。實驗結果表明,輸入音源在經過MP3編碼、發射、接收及MP3解碼后,音頻質量基本上沒受影響,實際雙聲道音質接近于CD音質,而無線傳輸的可靠性遠高于模擬無線音頻傳輸,幾乎沒有斷音與錯音,充分體現了嵌入式藍牙無線技術的優勢。
上傳時間: 2013-05-27
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近幾年來,OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術引起了人們的廣泛注意,根據這項新技術,很多相關協議被提出來。其中WiMax(Wireless MetropolitanArea Networks)代表空中接口滿足IEEE 802.16標準的寬帶無線通信系統,IEEE標準在2004年定義了空中接口的物理層(PHY),即802.16d協議。該協議規定數據傳輸采用突發模式,調制方式采用OFDM技術,傳輸速率較高且實現方便、成本低廉,已經成為首先推廣應用的商業化標準。 本文主要對IEEE802.16d OFDM系統物理層進行研究,并在XILINX公司的Virtexpro II芯片上實現了基帶算法。 首先討論了OFDM基本原理及其關鍵技術。根據IEEE802.16d OFDM系統的物理層發送端流程搭建了基帶仿真鏈路,利用MATLAB/SIMULINK仿真了OFDM系統在有無循環前綴(CP)、多徑數目不同等情況下的性能變化。由于同步算法和信道估計算法計算量都很大,為了找到適合采用FPGA實現的算法,分析了同步誤差和不同信道估計算法對接收信號的影響,并結合計算量的大小提出了一種新的聯合同步算法,以及得出了LS信道估計算法最適合802.16d系統的結論。 其次,完成了基帶發射機和接收機的FPGA硬件電路實現。為了使系統的時鐘頻率更高,采用了流水線的結構。設計中采用編寫Verilog程序和使用IP核相結合的辦法,實現了新的聯合同步算法,并且通過簡化結構,避免了信道估計算法中的繁瑣除法。利用ISE9. 2i和Modelsim6.Oc軟件平臺對程序進行設計、綜合和仿真,并將仿真結果和MATLAB軟件計算結果相對比。結果表明,采用16位數據總線可達到理想的精度。 最后,采用串口通信的方式對基帶系統進行了驗證。通過串口通信從功能上表明該系統確實可行。 關鍵詞:IEEE802. 16d; OFDM; 同步;信道估計;基帶系統
上傳時間: 2013-07-31
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通信與信息技術行業飛速發展,已成為我國支柱產業之一。隨著該行業的迅速發展,社會對具備實際動手能力人才的需求也不斷增加,高校通信教學改革勢在必行。在最初的通信原理實驗設備中每個實驗獨立占用一塊硬件資源,隨著EDA技術的發展,實驗設備廠商將CPLD/FPGA技術作為獨立的一項實驗內容,加入到通信原理實驗設備中。FPGA技術具備集成度高、速度快和現場可編程的優勢,適合高集成度和高速的時序運算。本文總結現有通信原理實驗設備的優缺點,采用FPGA技術設計出集驗證性和設計性于一體,具備較高的綜合性和系統性的通信原理實驗系統。 本系統提供了一個開放性的硬件、軟件平臺,從培養學生實際動手能力出發,利用FPGA在通用的硬件上實現所有實驗內容。學生在本系統上除了能完成已固化的實驗內容,還可以實現電子設計開發和驗證。這對培養學生的實踐能力大有裨益。 本文結合數字通信系統基本模型,把基于FPGA的通信原理實驗系統劃分為信號源模塊、發送端模塊、信道仿真模塊、接收端模塊和同步模塊幾部分。其中,模擬信號源采用DDS技術,能夠生成非常高的頻率精度,可作為任意波形發生器。發送端和接收端模塊結合到一起組成多體制調制解調器,形成多頻段、多波形的軟件無線電系統。載波同步采用全數字COSTAS環提取技術,具備良好的載波跟蹤特性,利用對載波相位不敏感 的Gardner算法跟蹤位同步信號。 本文首先介紹了通信原理實驗系統的研究現狀和意義;然后根據通信系統模型從《通信原理》各個章節中提煉出各模塊的實驗內容,分別列出各實驗的數字化實現模型;繼而根據各模塊資源需求選取合適FPGA芯片,并給出硬件設計方案;最后,給出各模塊在FPGA上具體實現過程、系統測試結果及分析。測試和實際運行結果表明設計方法正確,且功能和技術指標滿足設計要求。 關鍵詞:通信原理,實驗系統,FPGA,DDS,多體制調制解調,全數字COSTAS環,位同步
上傳時間: 2013-07-07
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隨著列車自動化控制和現場總線技術的發展,基于分布式控制系統的列車通信網絡技術TCN(IEC-61375)在現代高速列車上得到廣泛應用。TCN協議將列車通信網絡分為絞線式列車總線WTB和多功能車輛總線MVB,其中WTB實現對開式列車中的互聯車輛間的數據傳輸和通信,MVB實現車載設備的協同工作和互相交換信息。 本文介紹了國內外列車通信網絡的發展情況和各自優勢,分析了MVB一類設備底層協議。研究利用FPGA實現MVB控制芯片MVBC,用ARM作為微處理器實現MVB一類設備的嵌入式解決方案。其中,在FPGA芯片中主要采用自頂向下的設計方法,RLT硬件描述語言實現MVB控制芯片MVBC一類設備的主要功能,包括幀編碼器、幀解碼器和邏輯接口單元。ARM主要完成了軟件程序的編寫和實時操作系統的移植。在eCos實時操作系統上,完成了驅動和上層應用程序,包括端口初始化、端口配置、幀收發指令和報文分析。 為了驗證設計的正確性,在設計的硬件平臺基礎上,搭建了MVB通信網絡的最小系統,對網絡進行系統功能測試。測試結果表明:設計方案正確,達到了設計的預期要求。
上傳時間: 2013-08-03
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隨著航天技術的發展,載人飛船、空間站等復雜航天器對空-地或空-空之間數據傳輸速率的要求越來越高。在此情況下,為了提高空間通信中數據傳輸的可靠性,保證接收端分路系統能和發送端一致,必須要經過幀同步。對衛星基帶信號處理來說,幀同步是處理的第一步也是關鍵的一步。只有正確幀同步才能獲取正確的幀數據進行數據處理。因此,幀同步的效率,將直接影響到整個衛星基帶信號處理的結果。 @@ 本設計在研究CCSDS標準及幀同步算法的基礎上,利用硬件描述語言及ISE9.2i開發平臺在基于FPGA的硬件平臺上設計并實現了單路數據輸入及兩路合路數據輸入的幀同步算法,并解決了其中可能存在的幀滑動及模糊度問題。在此基礎之上,針對兩路合路輸入時可能存在的兩路輸入不同步或幀滑動在兩路中分布不均勻問題,設計實現了兩路并行幀同步算法,并利用ModelSim SE 6.1f工具對上述算法進行了前仿真和后仿真,仿真結果表明上述算法符合設計要求。 @@ 本論文首先介紹了課題研究的背景及國內外研究現狀,其次介紹了與本課題相關的基礎理論及系統的軟硬件結構。然后對單路數據輸入幀同步、兩路數據合路輸入幀同步和兩路并行幀同步算法的具體設計及實現過程進行了詳細說明,并給出了后仿真結果及結果分析。最后,對論文工作進行了總結和展望,分析了其中存在的問題及需要改進的地方。 @@關鍵詞 FPGA;CCSDS;幀同步:模糊度;幀滑動
上傳時間: 2013-06-11
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上傳時間: 2013-04-24
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