闡述了基于PLC和組態軟件KINGVIEW 實現城市公路隧道照明控制系統的基本方法,并以武漢首義廣場地下通道照明控制系統為例,著重論述了分布式控制技術在城市長隧道監控系統中的應用。并研究了一種
上傳時間: 2013-04-24
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設備狀態監測技術是計算機科學、測試技術、信號分析與數據處理技術等相結合的一種設備運行信息分析處理方法。將嵌入式計算機技術與數據采集技術及數字信號處理技術結合起來,構成一種體積小、便于攜帶、易于網絡化、造價相對較低,集信號采集、處理、存儲和顯示為一體的設備具有廣泛的應用前景。 本文通過對傳統工控監測技術方案以及本項目具體功能和指標的分析,提出了ARM+嵌入式Linux架構的技術方案。采用多個嵌入式設備終端作為監測系統數據的采集終端,然后通過GPRS模塊連入Internet,通過Internet上的多臺主機作為監控中心,各自運行相應的包括網絡管理功能的應用程序,實現監測數據自動、可靠的采集、存儲、處理、實時顯示及實時數據遠程傳輸,進而實現分布式、網絡化和自動化的設備監測系統新模式。 本文首先介紹了嵌入式技術的國內外研發現狀。給出了嵌入式監測系統總體設計方案。根據系統的功能和要求的技術指標,在綜合比較現有各種嵌入式操作系統的基礎上,分析了使用嵌入式Linux操作系統構造嵌入式系統的優點和缺陷,選定了嵌入式Linux操作系統作為本次設計的操作系統;選擇了samsung公司基于ARM920T內核的處理器S3C2410X作為嵌入式處理器;簡單介紹了S3C2410X的工作模式,并設計了系統的硬件和軟件結構方案。 這種基于嵌入式終端的工控監測系統主要由控制中心和嵌入式監測終端兩大部分組成。本文所主要涉及的就是該系統中的嵌入式監測終端部分,主要進行了嵌入式監測終端的硬件設計,嵌入式操作系統ARM-Linux的移植,建立交叉編譯環境,制作根文件系統,軟件部分主要是對驅動程序和終端應用程序的設計與實現進行了研究和介紹。重點介紹并了FPGA設備驅動程序的實現以及應用程序中的液晶顯示部分與實數EFT算法以及幾種數字信號的平均算法的C語言實現,最后,對本論文進行了總結,并指出了后續工作中需要注意的問題。 基于ARM-Linux的工控監測系統的研制對于監測網絡化是一個有益的嘗試,它的研制成功將會給工廠帶來更大的經濟效益。
上傳時間: 2013-07-20
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音頻管理組件(Audio Management Unit,AMU)是先進客艙娛樂與服務系統(Advanced Cabin Entertainment Service System,ACESS)的組成部分,應用于飛機上音頻資源的管理與控制。飛機運營對航空機載電子系統準確性、復雜性和安全性的高要求,使得其維修維護工作極大地依賴于自動測試設備(Automatic Testing Equipment,ATE)。本課題來源于實際工程項目, FPGA技術具備多種優點,將其與民航測試設備結合研制一個用于檢測AMU故障的自動測試系統,該系統將對AMU自動完成部件維修手冊(Comvonent Maintenance Manual,CMM)所規定的全部功能、性能方面的綜合測試。 本文首先概述音頻管理組件、自動測試系統及其在民航領域的應用,并闡述了課題的背景、研究目標和相關技術要求;文章對可編程邏輯器件CPLD/FPGA的結構原理、硬件描述語言VHDL的特點以及MAXL+plusⅡ軟件的設計流程進行了說明,重點闡述了基于FPGA的DDS信號發生器以及數據采集卡的設計實現、并著重闡述了ARINC429總線的傳輸規范,和基于FPGA的ARINC429總線接口的設計與實現。在ARINC429接口設計中采用自頂向下,多層次系統設計的方法,用VHDL語言進行描述。在發送器中利用了FPGA內部的分布式RAM創建異步FIFO,節約了FPGA的內部資源和提高了數據傳輸速度;在接收器中采用了提高抗干擾性的優化設計。測試結果表明基于FPGA的設計實現ARINC429總線數據通信的要求,使用方便,可靠性好,能夠克服HS-3282芯片中的數據格式固定,使用不夠靈活方便,價格昂貴的缺點。
上傳時間: 2013-08-06
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光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)傳感器是近幾年光纖傳感技術領域的研究熱點,光纖光柵傳感器可以工作在強電磁場、高溫有腐蝕性的以及有爆炸危險性的惡劣環境中,且易于將多個光纖光柵串聯在一起構成光纖光柵陣列,實現分布式傳感,這是其他傳感元件所不及的。 本文設計了光纖光柵傳感網絡可調諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔解調測試系統。系統主要分光路和電路兩部分,在光路部分,研究了光纖光柵解調技術,分析和比較了幾種常見的波長解調方法,由于F-P腔調諧范圍寬,可以實現多點測量,因此決定采用可調諧F.P腔法進行信號解調。對可調諧 F-P腔解調法做了理論分析和研究,并通過Matlab仿真對影響F-P濾波效果的腔長和反射率兩個參數進行了優化設計。在電路部分,首先設計整形電路將光電探測器的輸出信號整形成矩形脈沖信號,設計了計算中心波長的方法,最后搭建了硬件電路來驗證中心波長的計算方法。硬件電路以 Philips公司的 LPC2214 為核心處理器。該硬件電路包括電源電路,復位電路,串口電路,JTAG 調試接口,數碼管顯示等。軟件方面,設計了相關的軟件程序和模擬信號源,最后利用模擬信號源作為該解調測試系統的信號進行實驗驗證,得出實驗數據,經過分析驗證了該解調測試系統的可行性。
上傳時間: 2013-05-26
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隨著計算機、通信及網絡技術的高速發展,嵌入式系統廣泛地滲透到各行各業及人們日常生活的方方面面中。由于嵌入式系統的復雜性不斷增加,嵌入式操作系統成為了嵌入式系統中最重要的組成部分。在各種嵌入式操作系統中,Linux憑借其性能優異、結構清晰、平臺支持廣泛、網絡支持強勁及開放源代碼等多方面的優勢,被嵌入式系統開發者廣泛的采用。同時隨著近幾年來國內嵌入式領域發展非常迅速,其中32位ARM處理器結構體系的嵌入式CPU在商用領域、工控領域和軍用領域都得到了廣泛使用。 近幾年隨著無線通信技術、傳感器技術、信息采集和處理技術的飛速發展,出現了低成本、低功耗、多功能的微型無線傳感器節點。無線傳感器網絡是隨著傳感器節點的發展而興起的計算機科學技術的一個新的研究領域,它是由一組無線傳感器節點通過ad-hoc方式構成的無線網絡,綜合傳感器技術、嵌入式計算技術、分布式信息處理技術和無線通信技術,能夠協作地實時監測、感知和采集各種環境或監測對象的信息,并對其進行處理,并傳送到需要這些信息的用戶處。這種無線網絡系統被廣泛地用于國防軍事、國家安全、環境監測、交通管理、醫療衛生、制造業、反恐救災等領域,具有十分巨大的發展潛力,引起了學術界和工業界的高度重視。 目前,手持終端的應用范圍主要是在商業領域,開發一款適合在工業現場等無線傳感網絡監控領域的手持終端是本文的初衷。本文從嵌入式系統的角度,采用目前比較流行的ARM9處理器和嵌入式Linux的操作系統,闡述手持終端硬件平臺的設計和軟件的移植方案;接著研究了系統引導程序的原理、設備驅動開發的關鍵點、根文件系統的制作方法。在此基礎上,分析和移植引導程序U-Boot 1.1.4的實現、無線收發芯片CC2420的驅動開發和幀緩沖驅動的開發,并針對目標平臺的特點完成了文件系統的構建;然后介紹了基于Qt/Embedded的圖形界面開發的基礎,最后對本文研究工作進行總結。
上傳時間: 2013-06-26
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本文對16QAM基帶Modem的FPGA芯片設計進行了研究與論述.首先介紹了16QAM調制的原理和16QAM基帶Modem的FPGA芯片總體設計,以及一些FPGA設計的基本原則.接著介紹了高性能濾波器的FPGA設計方法,并采用多相結構濾波器和分布式算法(DA)設計了發送端平方根升余弦滾降濾波器.然后介紹了自適應盲均衡器的設計,該均衡器是一個復數結構的橫向濾波器,采用復用抽頭的結構來節省資源,本文對自適應均衡器的核心運算單元-采用booth編碼算法設計的高性能乘累加(MAC)運算單元進行了詳細描述.接下來介紹了載波恢復環路的FPGA設計,這是一個數字二階鎖相環,本文推導了數字二階鎖相環和模擬二階鎖相環的對應關系.DD相位檢測算法中的反正切函數tan
上傳時間: 2013-04-24
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隨著數字信號處理技術應用的不斷深入,數字信號處理系統的實現面臨著很多挑戰,其中面臨的四個主要問題是:速度、設計規模、功耗和開發周期。因此許多數字信號處理的實現方法被提出,其中基于FPGA的實現技術就是其中的重要技術之一。 本文以數字信號處理系統的實現為應用背景,著重研究了基于FPGA的數字濾波器實現技術。本文分為兩個主要部分: 第一部分以Xilinx公司的FPGA為例,總結了FPGA設計的基本方法及設計流程,并在此基礎上介紹了一種用于產品快速開發的設計方式—基于SystemGenerator的設計方式,這種設計方式向數字信號處理系統的設計者提供了自上而下的FPGA解決方案。 第二部分系統地研究了基于FPGA的數字濾波器實現技術。該部分首先研究了三種適合于FPGA的FIR濾波器實現方法,直接結構、轉置結構及分布式算法。其次,討論了針對直接結構FIR濾波器的乘法器優化技術,CSD編碼和系數分解,以及針對轉置結構FIR濾波器的乘法器優化技術,簡化加法器圖,并結合實例給出了它們的優化效果。再次,介紹了直接結構FIR濾波器中常用多操作數加法實現方法,二叉樹和Wallace樹,并在Wallace樹的基礎上提出了一種適合于FPGA的1比特多操作數加法結構,這種實現結構在實現采樣字長與系數字長均為l比特的FIR濾波器時,使FPGA的資源利用率得到明顯提高。最后還給出了三種FIR濾波器實現方法在FPGA中應用的優缺點及其適用性,并給出了一個帶通濾波器的設計實例。 論文的研究成果已應用于“北斗一號”導航定位接收機中。
上傳時間: 2013-08-01
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數字濾波作為數字信號處理技術的重要組成部分,廣泛應用于諸如信號分離、恢復、整形等多種場合中,本文討論的FIR濾波器因其具有嚴格的線性相位特性而得到廣泛的應用。在工程實踐中,往往要求信號處理具有實時性和靈活性,但目前常用的一些軟件或硬件實現方法則難以同時達到兩方面的要求。 可編程邏輯器件是一種用戶根據需要而自行構造邏輯功能的數字集成電路。本課題研究FIR的FPGA解決方案體現電子系統的微型化和單片化,主要完成的工作如下: (1)以FIR濾波器的基本理論為依據,研究適應工程實際的數字濾波器的設計方法: (2)對分布式算法進行了較為深入的研究。在闡述算法原理的基礎上,分析了利用FPGA特有的查找表結構完成這一運算的方法,從而解決了常系數乘法運算硬件實現的問題; (3)以—FIR低通濾波器為例說明FIR數字濾波器的具體實現方法,采用層次化、模塊化、參數化的設計思想,完成對整個FIR濾波器的功能模塊的劃分,以及各個功能模塊的具體設計; (4)設計參數可調的FIR低通濾波器的硬件電路:以EPFlK50TCl44-l為核心,包括A/D轉換電路、D/A轉換電路以及在系統配置電路等。以話音作為輸入信號,進行了實際濾波效果的測試。 實驗系統的測試結果表明,和傳統的數字濾波器相比較具有更好的實時性、準確性、靈活性和實用性。
上傳時間: 2013-07-19
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合成孔徑雷達的實時信號處理系統,可以分成相對獨立的幾個階段,即A/D變換和緩存、距離向預處理器、方位向預處理器、距離向壓縮處理、轉置存儲器、方位向壓縮處理、逆轉置存儲器.合成孔徑雷達預處理的目的,就是緩解高處理數據率和低傳輸數據率的矛盾,使得在不太影響成像質量的前提下,盡量減少傳輸的數據率,有利于后續處理的硬件實現,做到實時處理.論文結合電子所合成孔徑雷達實時成像處理系統,設計開發了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星載SAR高速預處理板,該信號處理板處理能力強,結構緊湊,運行效率高;其硬件電路的設計思路和結構形式有很強的通用性和使用價值.論文重點研究了預處理的核心部分—固定系數FIR濾波器的設計問題.而固定系數FIR濾波器的實現問題的重點又是FPGA內部的固定系數FIP濾波器實現問題,針對FPGA內部的查找表資源,我們選擇目前流行的分布式算法來實現FIR濾波器的設計.對比于預處理器中其他濾波器設計方案,基于FPGA分布式算法的FIR濾波器的設計,避免了乘累加運算,提高了系統運行的速度并且節省了大量的FPGA資源.并且由于FPGA可編程的特性,所以可以靈活的改變濾波器的系數和階數.所設計的電路簡單高速,工作正常、可靠,完全滿足了預處理器設計的技術要求.隨著超大規模集成電路技術,高密度存儲器技術,計算機技術的發展,一個全數字化的機載實時成像處理系統的研制,已經不是非常困難的事情了.而在現有條件下,全數字化的高分辨率星載實時成像處理系統的研制,將是一個非常具有挑戰意義的課題,論文以星載SAR的預處理器設計為例,拋磚引玉,希望對未來全數字化星載實時成像處理系統的研制起到一定參考價值.
上傳時間: 2013-07-03
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在以單片機為核心的多級分布式系統中,常常需要擴展單片機的串行通信口,本文分別介紹了基于SP2538 專用串行口擴展芯片及Intel8251 的兩種串行口擴展方法,并給出了實際的硬件電路原理及相應的通信
上傳時間: 2013-08-01
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