近年來，隨著電子技術的發(fā)展，消費電子產(chǎn)品(Consumer Electronics)已與計算機(Computer)、通信(Communication)兩項產(chǎn)品的技術結(jié)合在一起，成為目前所統(tǒng)稱的3C產(chǎn)品，并使家用電子電器產(chǎn)品步向智能家居的方向。但是目前大多數(shù)智能家居系統(tǒng)其控制器一般由8位或16位的單片機控制，其控制功能比較簡單，很難實現(xiàn)網(wǎng)絡化和無線傳輸，對于未來的智能家居系統(tǒng)的擴展性也比較有限。本文針對目前國內(nèi)智能家居系統(tǒng)的局限性，提出一種基于嵌入式處理器ARM平臺以及以太網(wǎng)和GPRS網(wǎng)絡通信技術的智能家居系統(tǒng)，它不僅能對小區(qū)內(nèi)住宅的安全狀況進行實時監(jiān)控，還能實現(xiàn)家用電器的遠程控制、“三表”(即水表、電表、燃氣表)的遠程抄送。同時該系統(tǒng)還提供了規(guī)范的串行通信接口，對于未來的系統(tǒng)的擴展提供了廣闊的空間。 本文首先詳細的介紹了ARM處理器及嵌入式操作系統(tǒng)uClinux的發(fā)展概況，接著討論了GPRS網(wǎng)絡通信技術的工作原理，最后給出了智能家居控制系統(tǒng)的硬件設計和軟件設計。該智能家居系統(tǒng)的硬件主要包括ARM主控模塊的選型、報警I/O電路設計、以太網(wǎng)接口電路設計、圖像處理模塊電路和“三表”的串行口電路組成。軟件上主要包括uClinux在S3C4510上的移植、圖像采集與壓縮程序、以太網(wǎng)驅(qū)動及通訊程序、RS-485串行接口程序、GPRS網(wǎng)絡通信程序和報警I/O接口程序。 該系統(tǒng)主要部分包括小區(qū)內(nèi)住宅的安防監(jiān)控，GPRS無線智能家電的遠程控制和無線報警以及抄表的遠程傳送。利用當前較為成熟的GPRS技術和以太網(wǎng)實現(xiàn)對小區(qū)內(nèi)用戶進行集中安防監(jiān)控與管理，同時給出了系統(tǒng)的功能和結(jié)構以及硬件原理框圖和軟件設計思路及主要程序。
標簽： ARM 智能家居控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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智能控制器是智能斷路器的核心，不僅具有普通脫扣器的各種保護功能，而且還具有實時參數(shù)顯示、故障記憶和查詢、自診斷等多項功能。在回顧和總結(jié)了智能斷路器的發(fā)展歷程后，討論了當前智能斷路器的發(fā)展趨勢，提出了基于ARM的斷路器智能控制器的研究。本論文介紹了斷路器智能控制器的設計原理，同時重點闡述了斷路器智能控制器的各項參數(shù)測量及保護原理和算法，并進行了具體的硬件和軟件模塊的設計，旨在實現(xiàn)斷路器的智能保護。 本文涉及的斷路器智能控制器，在硬件上以PHILIPS公司的ARM芯片LPC2294為核心處理器，主要進行數(shù)據(jù)的實時采集處理和斷路器的故障保護。硬件設計采用了標準化模塊設計方法，硬件電路盡可能選擇標準化、模塊化結(jié)構的典型電路，以便擴展。其中，液晶選用的是SMG240128A，鍵盤芯片選用的是ZLG7290。軟件的編制采用模塊化編程方法，每一個模塊相對獨立，完成特定功能，便于維護添加新功能。編程工具為ARM公司提供的ADS1.2。為了保證智能控制器各種保護功能的可靠實現(xiàn)，論文中對智能控制器的干擾源進行了分析，從硬件和軟件兩個方面采取了多項設計措施，提高了智能控制器的穩(wěn)定性和可靠性。實踐證明，論文中構建的斷路器智能控制器結(jié)構簡單，易于實現(xiàn)，可以滿足系統(tǒng)需要，因此具有較高的實用價值。
上傳時間： 2013-06-10
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地鐵信號設備中輸入輸出設備是信號邏輯和現(xiàn)場設備之間的接口，有著四高（高安全，高可靠，高可維護，高可用）要求，目前信號系統(tǒng)廠家的傳統(tǒng)做法是整個信號系統(tǒng)產(chǎn)品由一家公司來完成，可是隨著技算機技術的快速發(fā)展，邏輯部份目前已可以采用通用COTS產(chǎn)品，而輸入輸出部分還是需要各個信號廠家自己設計和生產(chǎn)，因此設計出一款通用型的輸入輸出控制器已成地鐵行業(yè)的發(fā)展方向。 為了滿足以上要求，本文從實際應用角度出發(fā)，使信號系統(tǒng)的產(chǎn)品更加的開放透明，設計出基于ARM的地鐵用安全型的智能I/O，從而使信號系統(tǒng)設計可以方便地和現(xiàn)場信號設備接口。 在硬件上采用冗余設計，以ARM為主處理器，整個系統(tǒng)無單點硬件故障，采集部分采用動態(tài)異或輸入設計，驅(qū)動部分采用安全驅(qū)動設計。 基于ARM的地鐵用安全智能I/O嚴格遵循歐洲鐵路信號產(chǎn)品的標準，使系統(tǒng)的安全性，可靠性，可用性和可維護性有了充分的保障。 本文主要介紹了地鐵用安全型智能I/O控制器的設計和實現(xiàn)，包括設計思想，具體實施，硬件和軟件的設計等。
上傳時間： 2013-06-12
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在直流電氣傳動系統(tǒng)中使用的可控直流電源大部分是晶閘管相控整流電源,而晶閘管觸發(fā)脈沖形成單元是晶閘管相控整流系統(tǒng)的重要組成部分.該設計采用現(xiàn)場可編程門陣列控制實現(xiàn)了晶閘管觸發(fā)器的數(shù)字化,與傳統(tǒng)的晶閘管觸發(fā)控制器相比有脈沖對稱度好等許多優(yōu)點,具有廣闊的應用前景.該論文首先系統(tǒng)分析了晶閘管觸發(fā)器的各種性能指標,并對常見的觸發(fā)器進行了分類.通過分析不同類型觸發(fā)器的優(yōu)缺點,最終確定采用三相同步的絕對觸發(fā)方式,這種方式在控制器內(nèi)部資源允許的前提下,在外圍電路很少的情況下就能實現(xiàn)高性能控制,簡化了系統(tǒng)設計.其次,對開發(fā)硬件和軟件以及編程語言進行了介紹.另外,詳細闡述了采用現(xiàn)場可編程門陣列EPFl0K10器件實現(xiàn)具有相序自適應、缺相保護等功能的晶閘管觸發(fā)器的軟硬件設計.最后,使用自主開發(fā)的觸發(fā)器構成一套三相全控橋整流設備,并給出了實驗結(jié)果和波形分析.試驗結(jié)果表明,該論文設計的基于FPGA/CPLD的晶閘管智能觸發(fā)控制器能夠滿足一般工業(yè)控制要求,達到了預期的目的.
上傳時間： 2013-04-24
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本文研制了一種基于社區(qū)和家庭，以家庭為核心的“家庭——社區(qū)醫(yī)院——中心醫(yī)院”的三層體系結(jié)構的遠程家庭監(jiān)護系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括家庭端的遠程家庭監(jiān)護智能終端和遠端的醫(yī)院監(jiān)護中心兩部分，其中，家庭端的遠程家庭監(jiān)護智能終端的軟硬件實現(xiàn)是本文的重點和關鍵。 給出了遠程家庭監(jiān)護智能終端的硬件結(jié)構和軟件體系的總體設計方案。遠程家庭監(jiān)護的硬件平臺，以Philips的ARM內(nèi)核的32位嵌入式微處理器LPC2214為控制核心，外圍擴展藍牙模塊、ISP1160 USB主機模塊、10M以太網(wǎng)通信模塊、CF卡存儲模塊和液晶顯示模塊等模塊實現(xiàn)。對各硬件模塊的設計實現(xiàn)做了詳盡的論述。在硬件平臺的基礎上，移植嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ，按照操作系統(tǒng)、中間件程序和應用程序的分層軟件體系結(jié)構，設計實現(xiàn)了遠程家庭監(jiān)護智能終端的軟件，使得軟件更易維護和升級。 對家庭監(jiān)護終端的軟件實現(xiàn)進行了詳細的論述。設計實現(xiàn)了各硬件模塊的驅(qū)動程序、通信協(xié)議和應用程序。整個應用程序按功能劃分為9個任務，由操作系統(tǒng)內(nèi)核進行調(diào)度，提高了系統(tǒng)的可靠性和實時性。應用程序?qū)崿F(xiàn)了友好的人機界面和生理信號的自動分析功能。重點研究了ECG信號自動分析診斷算法，應用自適應模板法，實現(xiàn)了疾病自動分析診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)10種常見心律異常的自動分析診斷。 遠程家庭監(jiān)護智能終端系統(tǒng)可實現(xiàn)對病人心電、血壓、血糖、體溫、呼吸率和血氧飽和度等參數(shù)的實時遠程監(jiān)護，可根據(jù)病人的情況定制要監(jiān)護的參數(shù)，具有良好的可擴展性和靈活性。遠程家庭監(jiān)護終端，通過藍牙模塊以無線方式采集病人的心電和體溫參數(shù)，通過USB主機下行口連接其他生理參數(shù)模塊采集血壓等參數(shù)。所采集的參數(shù)經(jīng)終端分析處理后，可在液晶上顯示生理參數(shù)值及結(jié)果，并可通過局域網(wǎng)傳送到監(jiān)護中心服務器，供社區(qū)醫(yī)院監(jiān)護醫(yī)生分析診斷。在病人出現(xiàn)生理異常時，家庭監(jiān)護智能終端能夠給出初步診斷結(jié)果并發(fā)出報警。監(jiān)護服務器收到報警后提醒監(jiān)護醫(yī)生給出診斷結(jié)果，并將診斷結(jié)果反饋到家庭監(jiān)護終端顯示，使病人能夠得到及時救治。
上傳時間： 2013-06-06
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人臉識別技術繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術之后，以其獨特的方便、經(jīng)濟及準確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測，隨著研究的深入和應用的擴大，在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領域有著重要的應用前景，發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術不斷發(fā)展，它的功能、應用和可靠性逐漸增加，在各個行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA允許用戶根據(jù)自己的需要來建立自己的模塊，為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高，密度也更大，其設計方法的靈活性降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)成本，F(xiàn)PGA 設計成為電子自動化設計行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手，總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設計方法，使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術。經(jīng)過訓練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后，能夠使人臉檢測系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開發(fā)板上平臺上，達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下： 1. 算法分析：對于人臉檢測算法，首先確保的是檢測率的準確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算，這便于進一步的硬件設計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分：這一步考慮市場可以提供的資源狀況，又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發(fā)板，在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等，通過分析可以對算法進行細致的劃分，實現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點化：在Adaboost算法中，需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數(shù)據(jù)位進行操作它提取指數(shù)和尾數(shù)，然后對尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯(lián)分類器的訓練，提出可以迅速提高分類能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓練方法。 5. 最后對系統(tǒng)的整體進行了驗證。實驗表明，在視頻輸入輸出接入的同時，人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度，并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。
標簽： FPGA 人臉檢測 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
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自適應濾波器是智能天線技術中核心部分-自適應波束成形器的關鍵技術，算法的高效穩(wěn)定性及硬件時鐘速率的快慢是判斷波束成形器性能優(yōu)劣的主要標準。 首先選取工程領域最常用的自適應橫向LMS濾波算法作為研究對象，提出了利用最小均方誤差意義下自適應濾波器的輸出信號與主通道噪聲信號的等效關系，得到濾波器最佳自適應參數(shù)的方法。并分析了在平穩(wěn)和非平穩(wěn)環(huán)境噪聲下，濾波器的收斂速度、權系數(shù)穩(wěn)定性、跟蹤輸入信號的能力和信噪比的改善等特性。 在分析梯度自適應格型算法的基礎上，提出利用最佳反射系數(shù)的收斂性和穩(wěn)定性，得到了梯度自適應格型濾波器的定步長改進方法；并以改進的梯度自適應格型和線性組合器組成梯度自適應格型聯(lián)合處理算法，在同樣環(huán)境噪聲下，相比自適應橫向LMS算法，其各項性能指標都得到了極大地改善，而且有利于節(jié)省硬件資源。 設計了自適應橫向LMS濾波器和梯度自適應格型聯(lián)合處理濾波器的電路模型，并用馳豫超前技術對兩類濾波器進行了流水線優(yōu)化。利用Altera公司的CycloneⅡ系列EP2C5T144C6芯片和多種EDA工具，完成了濾波器的FPGA硬件設計與仿真實現(xiàn)。并以FPGA實現(xiàn)的3節(jié)梯度自適應格型聯(lián)合處理器為核心，設計了一種TD-SCDMA系統(tǒng)的自適應波束成形器，分析表明可以很好地利用系統(tǒng)提供的參考信號對下行波束進行自適應成形。
上傳時間： 2013-07-16
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區(qū)截裝置測速法是現(xiàn)代靶場中彈丸測速的普遍方法，測時儀作為區(qū)截裝置測速系統(tǒng)的主要組成部分，其性能直接影響彈丸測速的可靠性和精度。本文根據(jù)測時儀的發(fā)展現(xiàn)狀，按照設計要求，設計了一種基于單片機和FPGA的高精度智能測時儀，系統(tǒng)工作穩(wěn)定、操作方便、測時精度可達25ns。 本文詳細給出了系統(tǒng)的設計方案。該方案提出了一種在后端用單片機處理干擾信號的新方法，簡化了系統(tǒng)硬件電路的設計，提高了測時精度；提出了一種基于系統(tǒng)基準時間的測時方案，相對于傳統(tǒng)的測時方法，該方案為分析試驗過程提供了有效數(shù)據(jù)，進一步提高了系統(tǒng)工作的可靠性；給出了一種輸入信息處理的有效方法，保證了系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性。 本文設計了系統(tǒng)FPGA邏輯電路，包括輸入信號的整形濾波、輸入信號的捕捉、時基模塊、異步時鐘域間數(shù)據(jù)傳遞、與單片機通信、單片機I/O總線擴展等；實現(xiàn)了系統(tǒng)單片機程序，包括單片機和。FPGA的數(shù)據(jù)交換、干擾信號排除和彈丸測速測頻算法的實現(xiàn)、LCD液晶菜單的設計和打印機的控制、FLASH的讀寫、上電后對FPGA的配置、與上位機的通信等；分析了系統(tǒng)的誤差因素，給出了系統(tǒng)的誤差和相對誤差的計算公式；通過實驗室模擬測試以及靶場現(xiàn)場測試，結(jié)果表明系統(tǒng)工作可靠、精度滿足設計要求、人機界面友好。
上傳時間： 2013-07-25
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本文對比、研究了目前幾種比較常見的交通信息獲取方法,分析了它們各自的優(yōu)缺點,最終選擇采用視頻檢測的方法實現(xiàn)交通信息采集。論文分析了當今市場上圖像采集的現(xiàn)狀,比較了其核心芯片的優(yōu)缺點,最終選用FPGA作為圖像采集系統(tǒng)的核心器件。論文研究了通用的圖像采集系統(tǒng)結(jié)構,提出了適合本課題實際的系統(tǒng)整體架構。圖像采集系統(tǒng)硬件圍繞FPGA輔以少量外圍芯片實現(xiàn),FPGA芯片內(nèi)部根據(jù)功能要求運用現(xiàn)代化的電子設計思想設計了相應的邏輯功能模塊。燈控系統(tǒng)基于單片機設計了系統(tǒng)的硬件電路和軟件程序。完成了電路原理圖和PCB圖的設計,并對制作出的電路實物進行了全面的調(diào)試和驗證。另外論文設計了適用于智能交通燈控系統(tǒng)的自定義通訊協(xié)議,此協(xié)議也為整個智能交通檢測系統(tǒng)構建了通訊規(guī)范。 本文的創(chuàng)新點是：提出了一套基于FPGA的交通路口視頻圖像采集系統(tǒng)架構；設計了一套模塊化的燈控系統(tǒng),能夠掛接于不同的上位機系統(tǒng)下,并兼容交直流電壓；設計了一套智能化的燈控系統(tǒng)自定義通訊協(xié)議。 本課題社會實踐性較強,實際應用價值較高,文中所提出的設計思路和所采用的控制措施以及自定義的通信協(xié)議滿足系統(tǒng)的要求,對類似的系統(tǒng)具有一定的參考意義。
標簽： FPGA 智能交通 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-05
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·摘要： 針對自行設計的兩輪自平衡機器人Opyanbot建立了動力學模型,應用最優(yōu)控制和兩輪差動等控制方法設計了控制器,提出了針對兩輪自平衡機器人平衡和行進的新策略.為了提高兩輪自平衡機器人的控制效果,利用基于DSP數(shù)字電路的全數(shù)字智能伺服驅(qū)動單元IPM100分別精確控制左右輪電機,并利用上位機實時控制機器人的運動狀態(tài),提高了控制精度、可靠度和集成度,得到了很好的控制效果. &
標簽： 自平衡 機器人 控制系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-12
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