智能化住宅小區(qū),是指在一定范圍內(nèi)通過有效的傳輸網(wǎng)絡(luò),將多元住處服務(wù)、物業(yè)管理、安防以及住宅智能化等系統(tǒng)結(jié)合在一起,為該小區(qū)的服務(wù)與管理提供高技術(shù)的智能化手段。從而實(shí)現(xiàn)快捷高效的超值服務(wù)管理和安全舒適的家居環(huán)境,使業(yè)主生活得更安全、更方便。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)水平的提高,特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和控制技術(shù)的迅速發(fā)展,促進(jìn)了智能小區(qū)在我國(guó)的推廣和應(yīng)用。目前這些小區(qū)的智能化建設(shè)大多數(shù)是采用Lonworks、FF等現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)。但是現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化程度還不成熟,且成本較高。隨著寬帶Internet進(jìn)入家庭,利用Internet來構(gòu)建智能小區(qū)已成為大勢(shì)所趨。 本文介紹了一種基于以太網(wǎng)和FPGA的嵌入式智能小區(qū)管理系統(tǒng)的組建方法。首先,以Altera的FPGA為核心,通過在外圍添加適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)設(shè)備和通信接口設(shè)備,構(gòu)成一個(gè)嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。其次,在此平臺(tái)的基礎(chǔ)上,通過在FPGA中定制Nios Ⅱ軟核處理器以及在外圍的Flash存儲(chǔ)器中下載uClinux操作系統(tǒng),從而構(gòu)建出一套資源豐富的嵌入式操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)帶有一個(gè)網(wǎng)絡(luò)功能齊全的Web服務(wù)器。最后,將此操作系統(tǒng)作為智能小區(qū)的樓宇集中器,再根據(jù)需要配置適當(dāng)?shù)牟杉骱惋@示器,就可以組建成一套功能強(qiáng)大的智能小區(qū)管理系統(tǒng)。它可以完成圖像抄表、定時(shí)圖像采集、實(shí)時(shí)溫度監(jiān)控、樓宇廣播、智能語音報(bào)警等功能。 這種利用當(dāng)前流行的嵌入式系統(tǒng)來組建的智能小區(qū)管理系統(tǒng),不但實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大;而且節(jié)約布線、成本低廉。因此具有很高的性價(jià)比,相信在未來有較大的市場(chǎng)潛力。 本文主要包括如下幾個(gè)部分:系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括系統(tǒng)的原理圖構(gòu)建和PCB板的繪制:系統(tǒng)核心處理器設(shè)計(jì),包括Nios Ⅱ軟核CPU的設(shè)計(jì)方法、外圍存儲(chǔ)和通信器件的添加及設(shè)計(jì)方法;嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的相關(guān)知識(shí)及移植方法:系統(tǒng)的軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),包括圖像采集、溫度采集、LCD顯示等CGI程序設(shè)計(jì),以及單片機(jī)語音報(bào)警程序設(shè)計(jì)等;最后給出了調(diào)試情況以及一些試驗(yàn)結(jié)果。
標(biāo)簽: FPGA 以太網(wǎng) 智能小區(qū) 管理系統(tǒng)
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多功能車輛總線一類設(shè)備是一個(gè)在列車通信網(wǎng)(TCN,TrainCommunication Network)中普遍使用的網(wǎng)絡(luò)接口單元。目前我國(guó)的新式列車大多采用列車通信網(wǎng)傳輸列車中大量的控制和服務(wù)信息。但使用的列車通信網(wǎng)產(chǎn)品主要為國(guó)外進(jìn)口,因此迫切需要研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的列車通信網(wǎng)產(chǎn)品。 論文以一類設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)為核心,采取自頂向下的模塊設(shè)計(jì)方法。將設(shè)備控制器分為同步層和數(shù)據(jù)處理層來分別實(shí)現(xiàn)對(duì)幀的發(fā)送與接收處理和對(duì)幀數(shù)據(jù)的提取與存儲(chǔ)處理。 同步層包含幀的識(shí)別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個(gè)模塊。幀識(shí)別模塊檢測(cè)幀的起始位并對(duì)幀類型進(jìn)行判斷。譯碼模塊根據(jù)采集的樣本值來判斷曼徹斯特編碼的值,采樣的難點(diǎn)在于非理想信號(hào)帶來的采樣誤差,論文使用結(jié)合位同步的多點(diǎn)采樣法來提高采樣質(zhì)量。幀分界符中的非數(shù)據(jù)符不需要進(jìn)行曼徹斯特編碼,編碼時(shí)在非數(shù)據(jù)符位關(guān)閉編碼電路使非數(shù)據(jù)符保持原來的編碼輸出。 數(shù)據(jù)處理層以主控單元(MCU,Main Control Unit)和通信存儲(chǔ)器為設(shè)計(jì)核心。MCU是控制器的核心,對(duì)接收的主幀進(jìn)行分析,判斷是從通信存儲(chǔ)器相應(yīng)端口取出應(yīng)答從幀并發(fā)送,還是準(zhǔn)備接收從幀并存入通信存儲(chǔ)器。通信存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備的通信數(shù)據(jù),合適的地址分配能簡(jiǎn)化MCU的控制程序,論文固定了通信存儲(chǔ)器端口大小使MCU可以根據(jù)一個(gè)固定的公式進(jìn)行端口的遍歷從而簡(jiǎn)化了MCU程序的復(fù)雜度。數(shù)據(jù)在傳輸中由于受到干擾和沖突等問題而出現(xiàn)錯(cuò)誤,論文采用循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼結(jié)合偶檢驗(yàn)擴(kuò)展來對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制。 最后,使用FPGA和硬件描述語言Verilog HDL開發(fā)出了MVB一類設(shè)備。目前該一類設(shè)備已運(yùn)用在SS4G電力機(jī)車的制動(dòng)控制單元(BCU.Brake Control Unit)中并在鐵道科學(xué)研究院通過了TCN通信測(cè)試。一類設(shè)備的成功研制為列車通信網(wǎng)中總線管理器等高類設(shè)備的開發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
上傳時(shí)間: 2013-07-27
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軟件無線電(SDR,Software Defined Radio)由于具備傳統(tǒng)無線電技術(shù)無可比擬的優(yōu)越性,已成為業(yè)界公認(rèn)的現(xiàn)代無線電通信技術(shù)的發(fā)展方向。理想的軟件無線電系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)體系結(jié)構(gòu)的開放性和可編程性,減少靈活性著的硬件電路,把數(shù)字化處理(ADC和DAC)盡可能靠近天線,通過軟件的更新改變硬件的配置、結(jié)構(gòu)和功能。目前,直接對(duì)射頻(RF)進(jìn)行采樣的技術(shù)尚未實(shí)現(xiàn)普及的產(chǎn)品化,而用數(shù)字變頻器在中頻進(jìn)行數(shù)字化是普遍采用的方法,其主要思想是,數(shù)字混頻器用離散化的單頻本振信號(hào)與輸入采樣信號(hào)在乘法器中相乘,再經(jīng)插值或抽取濾波,其結(jié)果是,輸入信號(hào)頻譜搬移到所需頻帶,數(shù)據(jù)速率也相應(yīng)改變,以供后續(xù)模塊做進(jìn)一步處理。數(shù)字變頻器在發(fā)射設(shè)備和接收設(shè)備中分別稱為數(shù)字上變頻器(DUC,Digital Upper Converter)和數(shù)字下變頻器(DDC,Digital Down Converter),它們是軟件無線電通信設(shè)備的關(guān)鍵部什。大規(guī)模可編程邏輯器件的應(yīng)用為現(xiàn)代通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)帶來極大的靈活性。基于FPGA的數(shù)字變頻器設(shè)計(jì)是深受廣大設(shè)計(jì)人員歡迎的設(shè)計(jì)手段。本文的重點(diǎn)研究是數(shù)字下變頻器(DDC),然而將它與數(shù)字上變頻器(DUC)完全割裂后進(jìn)行研究顯然是不妥的,因此,本文對(duì)數(shù)字上變頻器也作適當(dāng)介紹。 第一章簡(jiǎn)要闡述了軟件無線電及數(shù)字下變頻的基本概念,介紹了研究背景及所完成的主要研究工作。 第二章介紹了數(shù)控振蕩器(NCO),介紹了兩種實(shí)現(xiàn)方法,即基于查找表和基于CORDIC算法的實(shí)現(xiàn)。對(duì)CORDIc算法作了重點(diǎn)介紹,給出了傳統(tǒng)算法和改進(jìn)算法,并對(duì)基于傳統(tǒng)CORDIC算法的NCO的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了EDA仿真。 第三章介紹了變速率采樣技術(shù),重點(diǎn)介紹了軟件無線電中廣泛采用的級(jí)聯(lián)積分梳狀濾波器 (cascaded integratot comb, CIC)和ISOP(Interpolated Second Order Polynomial)補(bǔ)償法,對(duì)前者進(jìn)行了基于Matlab的理論仿真和FPGA實(shí)現(xiàn)的EDA仿真,后者只進(jìn)行了基于Matlab的理論仿真。 第四章介紹了分布式算法和軟件無線電中廣泛采用的半帶(half-band,HB)濾波器,對(duì)基于分布式算法的半帶濾波器的FPGA實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了EDA仿真,最后簡(jiǎn)要介紹了FIR的多相結(jié)構(gòu)。 第五章對(duì)數(shù)字下變頻器系統(tǒng)進(jìn)行了噪聲綜合分析,給出了一個(gè)噪聲模型。 第六章介紹了數(shù)字下變頻器在短波電臺(tái)中頻數(shù)字化應(yīng)用中的一個(gè)實(shí)例,給出了測(cè)試結(jié)果,重點(diǎn)介紹了下變頻器的:FPGA實(shí)現(xiàn),其對(duì)應(yīng)的VHDL程序收錄在本文最后的附錄中,希望對(duì)從事該領(lǐng)域設(shè)計(jì)的技術(shù)人員具有一定參考價(jià)值。
標(biāo)簽: 軟件無線電 數(shù)字下變頻 技術(shù)研究
上傳時(shí)間: 2013-06-09
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未來戰(zhàn)爭(zhēng)將以信息化戰(zhàn)場(chǎng)為支撐,以信息化武器裝備為主導(dǎo),以信息化作戰(zhàn)為主要方式,信息安全是實(shí)施信息防御、奪取制信息權(quán)、獲取信息優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵要素,其建設(shè)與發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)和日益廣泛的應(yīng)用需求。 信息安全裝備是適應(yīng)新時(shí)期軍事通信建設(shè)的需求、保證軍事信息安全、軍隊(duì)指揮系統(tǒng)順暢的重要方面,深度包過濾技術(shù)是我軍信息安全領(lǐng)域的重要技術(shù)之一。進(jìn)行深度包過濾技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)具有非常重要的意義。 本文所做的工作主要有以下幾個(gè)方面: 1、提出了一種效率更高的字符串搜索算法OBM; 2、設(shè)計(jì)了過濾策略; 3、設(shè)計(jì)了各過濾規(guī)則/特征碼的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及整體數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu); 4、在FPGA中設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了QBM算法; 5、基于FPGA+FLASH結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了深度包過濾器整體方案,設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一款既有訪問控制能力又有內(nèi)容過濾特點(diǎn),高效、可配置、能反饋的內(nèi)容過濾器; 6、對(duì)所完成的設(shè)計(jì)進(jìn)行了仿真,并給出了性能評(píng)估。
上傳時(shí)間: 2013-05-29
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隨著人們對(duì)無線通信需求和質(zhì)量的要求越來越高,無線通信設(shè)備的研發(fā)也變得越來越復(fù)雜,系統(tǒng)測(cè)試在整個(gè)設(shè)備研發(fā)過程中所占的比重也越來越大。為了能夠盡快縮短研發(fā)周期,測(cè)試人員需要在實(shí)驗(yàn)室模擬出無線信道的各種傳播特性,以便對(duì)所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試與測(cè)試。無線信道仿真器是進(jìn)行無線通信系統(tǒng)硬件調(diào)試與測(cè)試不可或缺的儀器之一。 本文設(shè)計(jì)的無線信道仿真器是以Clarke信道模型為參考,采用基于Jakes模型的改進(jìn)算法,使用Altera公司的StratixⅡ EP2S180模擬實(shí)現(xiàn)了頻率選擇性衰落信道。信道仿真器實(shí)現(xiàn)了四根天線數(shù)據(jù)的上行接收,每根天線由八條可分辨路徑,每條可分辨路徑由64個(gè)反射體構(gòu)成,每根天線可分辨路徑和反射體的數(shù)目可以獨(dú)立配置。通過對(duì)每個(gè)反射體初始角度和初始相位的設(shè)置,并且保證反射體的角度和相位是均勻分布的隨機(jī)數(shù),可以使得同一條路徑不同反射體之間的非相關(guān)特性,得到的多徑傳播信道是一個(gè)離散的廣義平穩(wěn)非相關(guān)散射模型(WSSUS)。無線信道仿真器模擬了上行數(shù)據(jù)傳輸環(huán)境,上行數(shù)據(jù)由后臺(tái)產(chǎn)生后儲(chǔ)存在單板上的SDRAM中。啟動(dòng)測(cè)試之后,上行數(shù)據(jù)在CPU的控制下通過信道仿真器,然后送達(dá)基帶處理板解調(diào),最后測(cè)試數(shù)據(jù)的誤碼率和誤塊率,從而分析基站的上行接收性能。 首先,本文研究了3GPP TS 25.141協(xié)議中對(duì)通信設(shè)備測(cè)試的要求和無線信道自身的特點(diǎn),完成了對(duì)無線信道仿真器系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案的吸收和修改。 其次,針對(duì)FPGA內(nèi)部資源結(jié)構(gòu),研究了信道仿真器FPGA實(shí)現(xiàn)過程中的困難和資源的消耗,進(jìn)行了模塊劃分。主要完成了時(shí)延模塊、瑞利衰落模塊、背板接口模塊等的RTL級(jí)代碼的開發(fā)、仿真、綜合和板上調(diào)試;完成了FPGA和后臺(tái)軟件的聯(lián)合調(diào)試;完成了兩天線到四天線的改版工作,使FPGA內(nèi)部的工作頻率翻了一倍,大幅降低了FPGA資源的消耗。 最后,在完成無線信道仿真器的硬件設(shè)計(jì)之后,對(duì)無線信道仿真器的測(cè)試根據(jù)3GPP TS 25.141 V6.13.0協(xié)議中的要求進(jìn)行,即在數(shù)據(jù)誤塊率(BLER)一定的情況下,對(duì)不同信道傳播環(huán)境和不同傳輸業(yè)務(wù)下的信噪比(Eb/No)進(jìn)行測(cè)試,單天線和多天線的測(cè)試結(jié)果符合協(xié)議中規(guī)定的信噪比(Eb/No)的要求。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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通信電源集成電路手冊(cè),通信電源的選型,應(yīng)用、開發(fā)
上傳時(shí)間: 2013-07-28
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差錯(cuò)控制編碼技術(shù)是現(xiàn)代通信技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一,在移動(dòng)通信、數(shù)字電視、計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)等數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。在信道條件惡劣的情況中,常采用糾錯(cuò)能力更強(qiáng)的級(jí)聯(lián)編解碼方法,進(jìn)行差錯(cuò)控制。本課題以RS碼、LDPC 碼...
標(biāo)簽: LDPC FPGA RS碼 級(jí)聯(lián)
上傳時(shí)間: 2013-05-25
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了解51單片機(jī)的串口通信的原理,以及如何去編程
上傳時(shí)間: 2013-06-01
上傳用戶:rishian
無線局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,是利用無線媒介傳輸信息的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。在無線通信信道中,由于多徑時(shí)延不可避免地存在符號(hào)間干擾,正交頻分復(fù)用(OFDM)作為一種可以有效對(duì)抗符號(hào)間干擾(ISI)和提高頻譜利用率的高速傳輸技術(shù),引起了廣泛關(guān)注。在無線局域網(wǎng)(WLAN)系統(tǒng)中,OFDM調(diào)制技術(shù)已經(jīng)被采用作為其物理層標(biāo)準(zhǔn),并且公認(rèn)為是下一代無線通信系統(tǒng)中的核心技術(shù)?;贗EEE802.11a的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的物理層采用了OFDM技術(shù),能有效的對(duì)抗多徑信道衰落,達(dá)到54Mbps的速度,而未來而的IEEE802.11n將達(dá)到100Mbps的高速。因此,研發(fā)以O(shè)FDM為核心的原型機(jī)研究非常有必要。 本文在深入理解OFDM技術(shù)的同時(shí),結(jié)合相應(yīng)的EDA工具對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行建模并基于IEEE802.11a物理層標(biāo)準(zhǔn)給出了一種OFDM基帶發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的FPGA實(shí)現(xiàn)方案。整個(gè)設(shè)計(jì)采用目前主流的自頂向下的設(shè)計(jì)方法,由總體設(shè)計(jì)至詳細(xì)設(shè)計(jì)逐步細(xì)化。在系統(tǒng)功能模塊的FPGA實(shí)現(xiàn)過程中,針對(duì)Xilinx一款160萬門的Spartan-3E XCS1600E芯片,依照:IEEE802.11a幀格式,對(duì)發(fā)射機(jī)系統(tǒng)各個(gè)模塊進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)和仿真: (1)訓(xùn)練序列生成模塊,包括長(zhǎng),短訓(xùn)練序列; (2)信令模塊,包括卷積編碼,交織,BPSK調(diào)制映射; (3)數(shù)據(jù)模塊,包括加擾,卷積編碼,刪余,交織,BPSK/QPSK/16QAM/64QAM調(diào)制映射; (4)OFDM處理部分,包括導(dǎo)頻插入,加循環(huán)前綴,IFFT處理; (5)對(duì)整個(gè)發(fā)射處理部分聯(lián)調(diào),并給出仿真結(jié)果另外,還完成了接收機(jī)部分模塊的FPGA設(shè)計(jì),并給出了相應(yīng)的頂層結(jié)構(gòu)與仿真波形。最后提出了改進(jìn)和進(jìn)一步開發(fā)的方向。
標(biāo)簽: OFDM FPGA 發(fā)射機(jī)
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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隨著各種通信系統(tǒng)數(shù)量的日益增多,為了充分地利用有限的頻譜資源,高頻譜利用率的調(diào)制技術(shù)不斷被應(yīng)用。偏移正交相移鍵控(OQPSK: Offset QuadraturePhase Shift Keying)是一種恒包絡(luò)調(diào)制技術(shù),具有較高的頻譜利用率和功率利用率,廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)和地面移動(dòng)通信系統(tǒng)。因此,對(duì)于OQPSK全數(shù)字解調(diào)技術(shù)的研究具有一定的理論價(jià)值。 本文以軟件無線電和全數(shù)字解調(diào)的相關(guān)理論為指導(dǎo),成功設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于FPGA的OQPSK全數(shù)字解調(diào)。論文介紹了OQPSK全數(shù)字接收解調(diào)原理和基于軟件無線電設(shè)計(jì)思想的全數(shù)字接收機(jī)的基本結(jié)構(gòu),詳細(xì)闡述了當(dāng)今OQPSK數(shù)字解調(diào)中載波頻率同步、載波相位同步、時(shí)鐘同步和數(shù)據(jù)幀同步的一些常用算法,并選擇了相應(yīng)算法構(gòu)建了三種系統(tǒng)級(jí)的實(shí)現(xiàn)方案。通過MATLAB對(duì)解調(diào)方案的仿真和性能分析,確定了FPGA中的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方案。在此基礎(chǔ)上,本文采用VerilogHDL硬件描述語言在Altera公司的Quartus II開發(fā)平臺(tái)上設(shè)計(jì)了同步解調(diào)系統(tǒng)中的各個(gè)模塊,還對(duì)各模塊和整個(gè)系統(tǒng)在ModelSim中進(jìn)行了時(shí)序仿真驗(yàn)證,并對(duì)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題進(jìn)行了修正。最后,經(jīng)過FPGA調(diào)試工具嵌入式邏輯分析儀SignalTapⅡ的硬件實(shí)際測(cè)試,本文對(duì)系統(tǒng)方案進(jìn)行了最終的改進(jìn)與調(diào)整。 實(shí)際測(cè)試結(jié)果表明,本文的設(shè)計(jì)最終能夠達(dá)到了預(yù)期的指標(biāo)和要求。本課題設(shè)計(jì)經(jīng)過時(shí)序和資源優(yōu)化后還可以向ASIC和系統(tǒng)級(jí)SOC轉(zhuǎn)化,以進(jìn)一步縮小系統(tǒng)體積、降低成本和提高電路的可靠性,因此具有良好的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
標(biāo)簽: OQPSK FPGA 全數(shù)字 解調(diào)
上傳時(shí)間: 2013-07-14
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