基于藍牙和DSP的家用醫(yī)療保健智能機器人設(shè)計
標簽： 基于藍牙和DSP的家用醫(yī)療保健智能機器人設(shè)計
上傳時間： 2016-03-30
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介紹一個基于USB2.0接口和DSP的高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)的工作原理、設(shè)計及實現(xiàn)。該高速數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng)采用TI公司TMS320C6000數(shù)字信號處理器和CYPRESS公司的USB2.0接口芯片，可以實現(xiàn)高速采集和實時處理，有著廣泛的應用前景。
上傳時間： 2016-03-13
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基于ROK101007型藍牙模塊和TMS320C54x型DSP的家用醫(yī)療保健智能機器人設(shè)計摘要：未來社會將會越來越重視 醫(yī)療保健服務 ，提 出一種新型智能機 器人 ，就其在數(shù)字化 家庭醫(yī)療 保健方面的應用進行模型設(shè)計 ，并將藍牙技術(shù)應用在智能機器人與醫(yī)療儀器和控制 PC的通信 中。 關(guān) 鍵 詞 ：數(shù)字化家庭 ；智能機器人 ；侍感器；藍牙技術(shù)；醫(yī)療保健 ；ROKl0l007；TMS320C54x 中 圖分 類號 ：R197．39 文獻標 識碼 ：A 文章編 號 ：1006—6977(2006)02—0數(shù)字化家庭是未來智能小區(qū)系統(tǒng)的基本單元 。 所謂“數(shù)字化家庭”就是基于家庭內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)提供覆蓋 整個家庭的智能化服務 ，包括數(shù)據(jù)通信、家庭娛樂 和 信息家電控制功能。 數(shù)字化家庭設(shè)計 的一項主要內(nèi)容是通信功能的 實現(xiàn) ，包括家庭 與外界的通信及家庭 內(nèi)部相關(guān)設(shè)施 之間的通信。從現(xiàn)在的發(fā)展來看，外部的通信主要 通過寬帶接入 Internet，而家庭 內(nèi)部的通信，筆者采 用 目前 比較具有競爭力的藍牙 (Bluetooth)無線接入 技術(shù)。 傳統(tǒng)的數(shù)字化家庭采用 PC進行總體控制 ，缺 乏人性化。筆者根據(jù)人工情感的思想設(shè)計一種配備 多種外部傳感器的智能機器人 ，將此智能機器人視 作家庭成員，通過它實現(xiàn)對數(shù)字化家庭的控制。 本文主要就智能機器人在數(shù)字化家庭醫(yī)療保健 方面的應用進行模型設(shè)計 ，在智能機器人與醫(yī)療儀 器和控制 PC的通信采用藍牙技術(shù) 。整個系統(tǒng) 的成 本較低 ，功能較為全面，擴展應用非常廣闊，具有極 大的市場潛力。 2 智能機器 人的總體設(shè)計 2．1 智能機器人的多傳感器 系統(tǒng) 機器人智能技術(shù) 中最為重要 的相關(guān)領(lǐng)域是機器 人 的多感覺系統(tǒng)和多傳感信息 的集成與融合【l1，統(tǒng) 稱為智能系統(tǒng)的硬件和軟件部分 。視覺 、聽覺、力覺、 觸覺等外部傳感器和機器人各關(guān)節(jié)的內(nèi)部傳感器信 息融合使用 ，可使機器人完成實時圖像傳輸、語音識 別 、景物辨別、定位 、自動避障、目標物探測等重要功 能；給機器人加上相關(guān)的醫(yī)療模塊(CCD、CAMERA、 立體麥克風 、圖像采集卡等 )和專用醫(yī)療傳感器部 件 ，再加上 醫(yī)療專家系統(tǒng)就可以實現(xiàn)醫(yī)療保健和遠 程 醫(yī)療監(jiān)護功能。智能機器人的多傳感器系統(tǒng)框圖 如 圖 1
上傳時間： 2022-02-15
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數(shù)字信息時代帶來了“信息大爆炸”，使數(shù)據(jù)量大增，而數(shù)字圖像數(shù)據(jù)更是如此，如果不對圖像數(shù)據(jù)進行有效的壓縮，那么圖像信息的存儲與傳輸將無法進行。顯然，尋求一種高效的圖像壓縮系統(tǒng)具有很大的現(xiàn)實意義。 本文基于大規(guī)模現(xiàn)場可編程邏輯陣列(FPGA)和高速數(shù)字信號處理器(DSP)協(xié)同作業(yè)，來完成實時圖像處理的系統(tǒng)設(shè)計。出于對系統(tǒng)設(shè)計上的性能和功耗方面的考慮，系統(tǒng)中FPGA 選用的是ALTERA公司的Cyclone系列芯片EP1C12Q240C8，DSP選用的是TI公司的55x系列芯片TMS320VC5502。該系統(tǒng)集圖像采集、壓縮、顯示和存儲功能于一體，其中DSP為主處理器負責圖像處理，F(xiàn)PGA為協(xié)處理器負責系統(tǒng)的所有數(shù)字邏輯控制。FPGA和DSP的工作之間形成流水，并且借助于一片雙口RAM(CY7C025AV-15AI)完成兩者的通訊。結(jié)合FPGA和DSP自身的特點，本文提出一種新穎的信息通信方式，借助于一片雙口RAM，其內(nèi)部按其存儲空間等分兩塊，利用乒乓技術(shù)完成對高速實時的圖像數(shù)據(jù)緩沖。 該系統(tǒng)從視頻采集、傳輸、壓縮到圖像存儲等整個過程的工作，分別由FPGA和DSP承擔。充分考慮到它們自身的優(yōu)缺點，在滿足系統(tǒng)實時性要求的同時，結(jié)構(gòu)靈活，便于以后的擴展與升級。結(jié)果表明，在TMS320VC5502實現(xiàn)了對采集圖像的JPEG壓縮，效果良好且滿足了實時性的要求，因此系統(tǒng)的功能得到了總體上的驗證。 關(guān)鍵詞：圖像處理；FPGA；DSP；JPEG
上傳時間： 2013-06-11
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GSM是全球使用最為廣泛的一種無線通信標準，不僅在民用領(lǐng)域，也在鐵路GSM-R等專用領(lǐng)域發(fā)揮著極為重要的作用。由于無線信道具有瑞利衰落和延時效應，在通信系統(tǒng)的收發(fā)兩端也存在不完全匹配等未知因素，因此接收的信號疊加有各種誤差因素的影響。GSM接收機的實現(xiàn)離不開系統(tǒng)的同步，為了得到更好的同步質(zhì)量，就必須對GSM基帶同步技術(shù)進行研究，選擇一種最合適的同步算法。GSM的同步既有時間同步，也有頻率同步。 @@ 軟件無線電是當前通信領(lǐng)域引入注目的熱點之一。長期以來，GSM的接收和解調(diào)都是由專用的ASIC芯片來完成的，通過軟件來實現(xiàn)GSM接收機的基帶算法，體現(xiàn)了軟件無線電技術(shù)的思想，選擇用它們來實現(xiàn)的GSM接收機具有靈活、可靠、擴展性好的優(yōu)點。 @@ 論文主要討論GSM接收機同步算法與基于FPGA和DSP的GSM接收機設(shè)計， @@ 主要內(nèi)容包括： @@ 通過相關(guān)理論知識的學習，設(shè)計驗證了GSM基帶同步算法。對FB時間同步，討論了包絡(luò)檢測和FFT變換兩種不同的方法；對SB時間同步，介紹實相關(guān)和復相關(guān)兩種方法；對頻率同步，給出了一種對FB運用相關(guān)運算來精確估計頻率誤差的算法。 @@ 設(shè)計了使用GSM射頻收發(fā)芯片RDA6210并通過實驗室的ALTERA EP3C25FPGA開發(fā)板進行控制的GSM射頻端的解決方案，論文對RDA6210的性能和控制方式進行了詳細的介紹，設(shè)計了芯片的控制模塊，得到了下變頻后的GSM基帶信號。 @@ 設(shè)計了基于RF前端+FPGA的GSM接收機方案。利用ALTERA EP2S180開發(fā)平臺來完成基帶數(shù)據(jù)的處理。針對ALTERA EP2S180開發(fā)平臺模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9433的特點使用THS4501設(shè)計了單獨的差分運算放大器模塊；設(shè)計了平臺的數(shù)據(jù)存儲方案并將該平臺得到的基帶采樣數(shù)據(jù)用于同步算法的仿真。 @@ 設(shè)計了基于RF前端+DSP的GSM接收機方案。利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD9243、FPGA芯片和TMS320C6416TDSP芯片來完成基帶數(shù)據(jù)的處理。設(shè)計了McBSP+EDMA傳輸?shù)臄?shù)據(jù)存儲方案。 @@ 給出了接收機硬件測試的結(jié)果，從多方面驗證了所設(shè)計硬件平臺的可靠性。 @@關(guān)鍵詞：GSM接收機；同步；RF； FPGA；DSP；
上傳時間： 2013-07-01
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隨著電網(wǎng)中非線性負載的迅速增加，電能質(zhì)量日趨惡化，這不僅嚴重影響電網(wǎng)安全高效的運行，而且對經(jīng)典的電力測量理論、方法和儀表的設(shè)計都提出了新的挑戰(zhàn)。電力檢測系統(tǒng)的發(fā)展和應用，對電力系統(tǒng)的安全運行有重要意義，并且具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。 本文講述了諧波測量的基本理論，著重對傅里葉變換進行說明，使用PSIM軟件對諧波信號進行仿真，并給出仿真結(jié)果。以電力監(jiān)控領(lǐng)域現(xiàn)階段的技術(shù)為參考，提出并研制了一種基于ARM和DSP的嵌入式平臺的電力監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)為了能滿足實時諧波分析算法運算量大的要求，它采用模塊化設(shè)計，核心CPU按數(shù)據(jù)處理和控制兩種功能分別采用美國TI公司生產(chǎn)的TMS320LF2407芯片和Samsung公司基于ARM920T內(nèi)核的16/32位S3C2410A微處理器，兩個核心芯片各自在不同的電路板上獨立運行，充分發(fā)揮DSP芯片的數(shù)字信號處理優(yōu)勢和ARM的控制功能，以實現(xiàn)系統(tǒng)中的復雜軟件算法，運算速度也能得以提高。 系統(tǒng)硬件設(shè)計包括DSP數(shù)據(jù)采集模塊、實時時鐘電路和ARM的時鐘電路、存儲器接口電路、SDRAM電路、串行接口電路、通信模塊接口電路、LCD顯示等電路的設(shè)計。 系統(tǒng)軟件設(shè)計主要包括操作系統(tǒng)的移植以及應用程序的設(shè)計，應用程序設(shè)計由ARM主控程序設(shè)計、網(wǎng)絡(luò)通訊程序、ARM與DSP通訊程序設(shè)計以及DSP數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計組成。
標簽： ARM DSP 電能質(zhì)量 在線監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
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隨著人們安防意識的增強，視頻監(jiān)控系統(tǒng)應用越來廣泛，許多公共場所，如學校、工廠、政府、銀行都設(shè)有視頻監(jiān)控系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、圖像處理技術(shù)及嵌入式技術(shù)的快速發(fā)展，使得視頻監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)有了很大的進步，功能也越來越豐富，單純的視頻畫面的監(jiān)控已經(jīng)不能滿足人們的要求。兼容豐富的通信協(xié)議、強大的系統(tǒng)控制管理功能和智能化的監(jiān)測能力的視頻監(jiān)控系統(tǒng)就成了當今視頻監(jiān)控系統(tǒng)的研究開發(fā)的熱點。 現(xiàn)在流行的視頻監(jiān)控的構(gòu)架大致分為兩類，一種基于數(shù)字信號處理器，一種基于通用微處理器。數(shù)字信號處理器擅長復雜的計算、音視頻處理，而通用微處理器適用于系統(tǒng)控制、管理。兩種方案可以滿足簡單的視頻監(jiān)控的要求，各自功能也相對單一。如果把兩種方案結(jié)合在一起，必定可以達到易于擴展多種功能的滿意的效果。 本文分析了現(xiàn)有的數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)的幾種方案，為了滿足視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能越來越豐富全面的要求，設(shè)計了一款基于ARM和DSP的雙處理器的視頻監(jiān)控平臺，該平臺易于進行功能的擴展和升級。系統(tǒng)采用三星公司的S3C2410 ARM9處理器和TI公司的TMS320DM642數(shù)字信號處理器，ARM負責視頻的傳輸和外圍控制，DSP負責視頻的采集和壓縮。本文主要著眼于平臺的軟件方面。硬件電路方面，主要介紹了視頻采集電路和ARM與DSP的通信電路。軟件方面，搭建了ARM嵌入式Linux操作系統(tǒng)平臺，開發(fā)了主機口(HPI)驅(qū)動程序，以及基于實時傳輸協(xié)議RTP的服務器端和客戶端程序。DSP部分，基于DSP/BIOS實時操作系統(tǒng)和RF5參考框架，開發(fā)了多任務的上層應用程序。移植并優(yōu)化了MPEG-4編碼器，依據(jù)DSP/BIOS的類/微驅(qū)動開發(fā)模型，開發(fā)了SAA7111視頻編碼器的驅(qū)動程序。 經(jīng)過實驗測試，ARM端搭建的嵌入式Linux軟件平臺運行良好。DSP端視頻采集效率基本達到了25幀/秒的采集要求，經(jīng)過優(yōu)化的MPEG-4編碼器對CIF格式的圖像的壓縮編碼率為13幀/秒，視頻服務器可滿足視頻傳輸?shù)膶崟r性需要。該設(shè)計的基于ARM和DSP雙處理器架構(gòu)視頻監(jiān)控平臺在視頻監(jiān)控領(lǐng)域?qū)泻芎玫膽们熬啊ｊP(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；嵌入式系統(tǒng)；Linux；驅(qū)動程序；視頻壓縮
標簽： ARM DSP 視頻 監(jiān)控平臺
上傳時間： 2013-04-24
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智能繡花機是當代最先進的繡花機械，廣泛應用于刺繡行業(yè)，國產(chǎn)繡花機著重于中低端產(chǎn)品的開發(fā)，而隨著電子、計算機技術(shù)的快速發(fā)展，用戶對高性能繡花機的需求日益增大。本文在詳細分析智能繡花機工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能繡花機的功能需求與當前嵌入式領(lǐng)域的最新技術(shù)，設(shè)計了一種基于ARM和DSP為處理器的控制系統(tǒng)解決方案，主要研究工作和成果如下： (1)制定了系統(tǒng)總體方案和具體實驗方案，設(shè)計了信息處理和機電控制分離的結(jié)構(gòu)。 (2)研制了基于S3C2410X為核心的主控制模塊，設(shè)計了用于外圍擴展的FLASH、SDRAM、USB數(shù)據(jù)存儲、以太網(wǎng)通信、UART接口、LCD觸摸屏顯示器等硬件電路。 (3)研制了基于TMS320LF2407A為核心的機電控制模塊，設(shè)計了繡框電機和主軸電機等硬件控制模塊。 (4)設(shè)計了基于CY7C027的雙口RAM通信模塊，實現(xiàn)ARM和DSP之間的高速數(shù)據(jù)通信。 (5)采用虛擬機技術(shù)建立了ARM的Linux交叉編譯環(huán)境和DSP的CCS共存的系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境，節(jié)約了使用資源。 (6)研究了DST繡花花樣文件存儲格式以及解碼方法，采用MiniGUI編程實現(xiàn)了一個友好的圖形用戶界面，簡要介紹SVPWM技術(shù)的DSP實現(xiàn)。
上傳時間： 2013-06-24
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機械手是自動裝配生產(chǎn)線上必不可少的設(shè)備，它可以模擬人手臂的部分動作，按預定的程序、軌跡和要求，實現(xiàn)抓取、搬運和裝配等工作。在減輕人的勞動強度和提高裝配質(zhì)量和在惡劣環(huán)境下作業(yè)等方面，起到了積極的作用。嵌入式系統(tǒng)是近年來發(fā)展起來的以應用為中心并且軟硬件可裁剪的實時系統(tǒng)，它的特點是高度自動化，響應速度快等，非常適合于要求實時的和多任務的場合。 本文分析了機械手控制系統(tǒng)的功能要求，研究設(shè)計了一種基于ARM和DSP的機械手數(shù)控系統(tǒng)的方案。嵌入式ARM處理器，具有運行速度快、功耗低、程序設(shè)計靈活、外圍硬件資源豐富等優(yōu)點，但其很難在處理大數(shù)據(jù)量、復雜算法時保證系統(tǒng)的靈活性和實時性。DSP作為數(shù)字信號處理的核心器件，能夠?qū)崟r快速的完成控制算法運算，由于DSP普通輸入輸出口的高低電平變化周期最快只能到1微秒左右，不適合高速輸入輸出；FPGA芯片高速輸入輸出數(shù)據(jù)，時間可縮短至幾十納秒。另外利用FPGA可以方便的實現(xiàn)各種接口的邏輯時序，豐富的接口使得該系統(tǒng)能夠方便的進行移植，擴展了該系統(tǒng)的應用領(lǐng)域，從而提升了其性價比，通過ARM處理器和DSP以及FPGA技術(shù)的有機結(jié)合，發(fā)揮各自的優(yōu)勢，使系統(tǒng)具有程序設(shè)計靈活、以太網(wǎng)通信、大容量存儲、高速數(shù)據(jù)輸出、可移植等特點，既滿足高速機械手自動控制的要求，同時又具有一定的通用性。 通過本課題實踐表明，基于ARM和DSP構(gòu)建嵌入式數(shù)控系統(tǒng)的應用方案全可行、合理，同傳統(tǒng)的人機交互系統(tǒng)設(shè)計相比，能大量地減輕研發(fā)任務，提高發(fā)速度，能夠在短時間內(nèi)得到控制性能優(yōu)秀的數(shù)控系統(tǒng)。
標簽： ARM DSP 數(shù)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-11
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隨著超聲檢測理論逐漸成熟，以及現(xiàn)代集成電路的快速發(fā)展，超聲檢測技術(shù)以其快速、準確、無污染、低成本等特點，成為國內(nèi)外應用廣泛、發(fā)展迅速、使用頻率最高的一種無損檢測技術(shù)。其中超聲儀器的發(fā)展水平直接影響著超聲檢測技術(shù)的發(fā)展。數(shù)字化、圖像化、小型化和實時化等是超聲檢測儀器的發(fā)展趨勢。傳統(tǒng)的超聲檢測系統(tǒng)中，PC機存在難以適應惡劣的工作環(huán)境，體積大，攜帶不方便，功耗大，數(shù)據(jù)傳輸率不高等問題，并且大部分便攜式超聲探傷儀缺乏對復雜數(shù)字信號處理算法的支持，因此開發(fā)與設(shè)計一種高性能、小型化的便攜式超聲探傷檢測系統(tǒng)尤為重要。 ARM的數(shù)字信號處理能力和DSP的系統(tǒng)控制能力都有其各自弱點，所以文中提出了一種基于ARM與DSP雙CPU方案的便攜式超聲探傷儀，充分利用了ARM與DSP的處理性能，接口簡單。ARM利用DSP的主機接口與DSP通信，不會打斷DSP的正常運行。本方案為復雜的信號處理算法提供硬件支持，可以有效的提高便攜式超聲探傷儀器的信號處理能力。 超聲探傷回波中的缺陷信號往往與系統(tǒng)的電噪聲、金屬組織噪聲混在一起，影響超聲檢測回波的信噪比。粗晶材料由于其微觀結(jié)構(gòu)對超聲的強烈散射，造成嚴重的材料噪聲和信號衰減，致使超聲檢測靈敏度和信噪比嚴重下降。目前，對粗晶材料的檢測仍然是超聲檢測技術(shù)的一大難題。采用信號處理技術(shù)提高超聲檢測能力和信噪比是無損檢測領(lǐng)域的重要研究課題。本文在設(shè)計具備復雜信號處理能力的便攜式探傷儀的基礎(chǔ)上，進行了適合在便攜式儀器上實現(xiàn)的小波變換算法的研究，嘗試提高便攜式儀器對粗晶材料缺陷的檢測能力。
上傳時間： 2013-04-24
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