藍牙(Bluetooth)技術是近年來國外先進國家研究發(fā)展最快的短程無線通信技術之一,能夠廣泛地應用于工業(yè)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(shù)據(jù)傳輸?shù)念I域中。在我國,由于對藍牙技術的研究還處于研究開發(fā)的初級階段, 還沒有形成藍牙數(shù)據(jù)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(tǒng)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?shù)囊纛l質量會受到較大的影響,而國內市場上的藍牙音頻產(chǎn)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(chuàng)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(tǒng)為研究開發(fā)課題,參考國外藍牙技術協(xié)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(fā)應用的高品質雙聲道藍牙無線音頻傳輸系統(tǒng)。本系統(tǒng)通過對雙聲道線性模擬音源的數(shù)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(xié)議,實現(xiàn)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(tǒng)采用了模塊化設計思想。發(fā)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(shù)據(jù)幀的高速傳輸以及藍牙接口協(xié)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(shù)據(jù)幀的射頻發(fā)送和接收。模塊與模塊之間采用工業(yè)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(tǒng)主要由藍牙協(xié)議解釋、傳輸控制和芯片驅動三部分構成。在藍牙協(xié)議解釋上,系統(tǒng)采用了基于HCI層的ACL數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)傳輸技術;芯片驅動主要指對MAS3587的基本配置。 對目標系統(tǒng)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(jīng)過MP3編碼、發(fā)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?shù)目煽啃赃h高于模擬無線音頻傳輸,幾乎沒有斷音與錯音,充分體現(xiàn)了嵌入式藍牙無線技術的優(yōu)勢。
上傳時間: 2013-05-27
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隨著人們對數(shù)字電視和數(shù)字視頻信息的需求越來越大,數(shù)字電視廣播在中國迅速的發(fā)展起來。近幾年,數(shù)字電視傳輸系統(tǒng)技術逐漸成熟,數(shù)字電視地面廣播(DTTB)傳輸標準也于2006年8月30號正式出臺。此標準技術是由我國多家單位聯(lián)合研究的,具有自主知識產(chǎn)權的數(shù)字地面電視傳輸標準。DTTB系統(tǒng)標準的研究與仿真,具有巨大的實用價值和廣闊的市場前景。 @@ 本文首先研究了地面數(shù)字電視廣播標準中平方根升余弦(SRRC)濾波器(滾降系數(shù)為0.05)的結構設計,介紹了一種適合在FPGA中實現(xiàn)的高階高速FIR濾波器的并行流水線結構。在本設計中,以CSD數(shù)優(yōu)化濾波器系數(shù),并運用簡化加法器圖(Reduced Adder Graph,RAG)算法進行改進,最后采用并行處理的轉置型流水線結構實現(xiàn)。 @@ 接著研究數(shù)字電視地面?zhèn)鬏敇藴什捎玫膫鬏敿夹g-OFDM的基本概念和技術特點,并研究了清華大學提出的DMB-T方案中TDS-OFDM信號幀的組成結構以及相關原理。 @@ 最后,本文針對OFDM調制所需要的3780點FFT處理器進行研究。為了保證OFDM信號的采樣率和時域導頻的采樣率相同,以達到較好的同步性能,采用了3780個正交子載波的設計方案。在實現(xiàn)過程中,分析比較了多種算法的計算復雜性,設計出在硬件實現(xiàn)復雜度上進行優(yōu)化的3780點FFT處理器的數(shù)據(jù)流流水線算法。之后,通過定點仿真比較各模塊輸出的動態(tài)范圍和概率分布,設計出定點字長的優(yōu)化方案,并分析計算了這一處理器的輸出信噪比與內部各模塊字長的關系,進一步降低了硬件實現(xiàn)復雜性。 @@關鍵字:數(shù)字電視地面廣播傳輸(DTTB);平方根升余弦濾波器(SRRC);正交頻分復用調制(OFDM);快速傅立葉變換(FFT); 3780
上傳時間: 2013-04-24
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頻率合成技術廣泛應用于通信、航空航天、儀器儀表等領域,目前,常用的頻率合成技術有直接頻率合成、鎖相頻率合成和直接數(shù)字頻率合成(DDS)等。其中DDS是一種新的頻率合成方法,是頻率合成的一次革命。全數(shù)字化的DDS技術由于具有頻率分辨率高、頻率切換速度快、相位噪聲低和頻率穩(wěn)定度高等優(yōu)點而成為現(xiàn)代頻率合成技術中的佼佼者。隨著數(shù)字集成電路、微電子技術和EDA技術的深入研究,DDS技術得到了飛速的發(fā)展。 DDS是把一系列數(shù)字量化形式的信號通過D/A轉換形成模擬量形式的信號的合成技術。主要是利用高速存儲器作查尋表,然后通過高速D/A轉換產(chǎn)生已經(jīng)用數(shù)字形式存入的正弦波(或其它任意波形)。一個典型的DDS系統(tǒng)應包括以下三個部分:相位累加器可以時鐘的控制下完成相位的累加;相位一幅度碼轉換電路一般由ROM實現(xiàn);D/A轉換電路,將數(shù)字形式的幅度碼轉換成模擬信號。 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)設計靈活、速度快,在數(shù)字專用集成電路的設計中得到了廣泛的應用。本論文主要討論了如何利用FPGA來實現(xiàn)一個DDS系統(tǒng),該DDS系統(tǒng)的硬件結構是以FPGA為核心實現(xiàn)的,使用Altera公司的Cyclone系列FPGA。 文章首先介紹了頻率合成器的發(fā)展,闡述了基于FPGA實現(xiàn)DDS技術的意義;然后介紹了DDS的基本理論;接著介紹了FPGA的基礎知識如結構特點、開發(fā)流程、使用工具等;隨后介紹了利用FPGA實現(xiàn)直接數(shù)字頻率合成(DDS)的原理、電路結構、優(yōu)化方法等。重點介紹DDS技術在FPGA中的實現(xiàn)方法,給出了部分VHDL源程序。采用該方法設計的DDS系統(tǒng)可以很容易地嵌入到其他系統(tǒng)中而不用外接專用DDS芯片,具有高性能、高性價比,電路結構簡單等特點;接著對輸出信號頻譜進行了分析,特別是對信號的相位截斷誤差和幅度量化誤差進行了詳細的討論,由此得出了改善系統(tǒng)性能的幾種方法;最后給出硬件實物照片和測試結果,并對此作了一定的分析。
上傳時間: 2013-07-05
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音圈電機(VoiceCoilMotor,簡稱VCM)是特種直線電機,其工作原理與揚聲器的音圈類似。其最突出的特點是體積小、重量輕,動作速度快,可以達到很高的定位精度,推力均勻。自從問世以來,廣泛的應用在計算機存儲設備、航天儀器(例如航天制冷機)、精密測距儀器(例如霍爾位移測量裝置)、精密車床以及移動電話中。目前,生產(chǎn)出的VCM電機廣泛應用于消費類和生產(chǎn)類市場,特別是高檔家用電器和計算機中。 針對目前我國VCM結構設計的不足及工藝的落后,本文結合現(xiàn)有的加工工藝,研究永磁VCM的設計及結構優(yōu)化,具體內容如下: 首先,介紹VCM工作原理,以及內磁式與外磁式、長音圈與短音圈、動圈式與動鐵式、直線式與搖臂式等不同結構VCM及相應特點,闡述了力矩常數(shù)的意義及其對電機性能的影響,并詳細介紹了VCM在光盤驅動器、硬盤驅動器,以及在電刷試驗臺(提供靜壓力)中的典型應用。 其次,從電機電磁場的基本理論出發(fā),介紹有限元及其在電磁場仿真計算中的應用,并采用有限元軟件ANSYS,結合實際算例,對VCM進行建模和仿真。 再次,文中詳細介紹了永磁VCM的設計過程,提出了設計方法以供參考,其中包含了定量計算,包括了永磁體材料的選擇、體積的計算,音圈的設計(匝數(shù)計算及選型),以及電機整體的機械結構設計。 最后,結合設計VCM應當遵循的原則,提出了若干結構優(yōu)化設計方案。在理論推導和分析的基礎上,結合仿真軟件ANSYS,對幾種結構分別進行了電機電磁場以及電機性能的仿真分析,其中包括:采用釹鐵硼永磁的單勵磁結構VCM與傳統(tǒng)鐵氧體VCM的性能差異;增加極靴對VCM性能影響;增加短路環(huán)及變換結構對VCM動態(tài)響應速度的影響等。
上傳時間: 2013-06-10
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儀器儀表產(chǎn)品的總體發(fā)展趨勢是傳統(tǒng)的儀器儀表將仍然朝著高性能、高精度、高靈敏、高穩(wěn)定、高可靠、高環(huán)保和長壽命的“六高一長”的方向發(fā)展;新型的儀器儀表與元器件將朝著微型化、集成化、電子化、數(shù)字化、多功能化、智能化、網(wǎng)絡化、計算機化的方向發(fā)展;其中占主導地位、起核心或關鍵的作用是微型化、智能化和網(wǎng)絡化。而我國儀器儀表在工業(yè)自動化儀表方面重點發(fā)展基本上是基于現(xiàn)場總線技術的主控系統(tǒng)裝置及智能化儀表和專用自動化儀表;閘門測控儀表一般的功能都是控制閘門開度、荷重,以及超限報警等基本功能。處理器核心也一般都是8/16位的單片機,8/16位單片機功能簡單難以滿足嵌入式設備的網(wǎng)絡、圖像傳輸?shù)纫螅覍θ穗H交互功能的支持也相對較弱。 本文正是針對現(xiàn)有閘門測控儀存在的功能單一、網(wǎng)絡功能差、接口標準不統(tǒng)一、不具備監(jiān)控功能等問題,開發(fā)設計高性能新型智能儀表。以設計出一種智能型閘門測控儀表為研究出發(fā)點,在分析國內主流儀表廠家的儀表操作方式和儀表功能的基礎上,合理地進行軟硬件設計,為在同一硬件平臺下實現(xiàn)多種儀表的功能進行創(chuàng)新性和探索性研究。提出基于ARM的嵌入式閘門智能測控儀表的設計,構建基于ARM系統(tǒng)的硬件平臺和基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)的軟件平臺。應用嵌入式系統(tǒng)技術設計開發(fā)全新的智能閘門測控儀主要功能包括:閘門開度和荷重自動檢測、實時性控制;過閘流量實時自動監(jiān)測;閘門運行狀態(tài)診斷與故障報警;實時工況圖像處理;工業(yè)以太網(wǎng)現(xiàn)場總線接口與網(wǎng)絡傳輸?shù)取?/p>
上傳時間: 2013-04-24
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隨著社會的不斷進步,人們的生活與銀行的關系越來越密切,在銀行辦理業(yè)務占去了人們很大一部分時間,據(jù)日常生活經(jīng)驗,在銀行辦理業(yè)務的人均排隊時間達到了兩個小時,這種等待大大的影響了人們的生活質量。為了解決這個問題,本文設計了一種具有操作方便、價格低廉等特性的銀行繳費系統(tǒng),該系統(tǒng)以當前強大的網(wǎng)絡系統(tǒng)為基礎,能夠讓用戶足不出戶就可以向銀行繳納水、電、燃氣、電話等費用,極大的方便了人們的生活,具有廣泛的應用前景。 本文首先介紹了銀行卡繳費系統(tǒng)的硬件設計方案,包括串口、JTAG、以太網(wǎng)、音頻、USB、LCD觸摸屏等接口電路的設計及各模塊之間的關聯(lián)關系;接著詳細介紹了基于單片機的磁卡讀卡器的軟、硬件工作原理,為其設計了基于串口的驅動程序;然后介紹了觸摸屏的工作原理,重點介紹了觸摸屏的校正算法。最后介紹了基于MiniGUI的繳費通系統(tǒng)軟件的設計,給出了系統(tǒng)的聯(lián)合調試結果。 本繳費系統(tǒng)使用ARM9內核的2440處理器作為核心處理器,其主要外設有網(wǎng)卡、磁卡讀卡器和觸摸屏,其中網(wǎng)卡用于系統(tǒng)和網(wǎng)絡的連接,提供局域網(wǎng)、電話線、ADSL三種上網(wǎng)方式;讀卡器用于讀入用戶銀行卡信息;觸摸屏用于人機交互,包括用戶輸入密碼、繳費金額及向用戶顯示歷史繳費信息等功能。軟件部分底層采用嵌入式Linux操作系統(tǒng),使用MiniGUI集成開發(fā)環(huán)境,通過觸摸屏向用戶提供友好的人機交互界面。 文章最后針對本課題的研究內容進行了總結,指出不足并對未來發(fā)展進行展望。
上傳時間: 2013-05-21
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文章介紹了一個基于WEB的GSM短信服務系統(tǒng)的設計;闡述了系統(tǒng)應用的關鍵技術;討論了系統(tǒng)實現(xiàn)的幾種方式,通過對比這幾種方式的優(yōu)劣,提出一種適合中小型應用的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。根據(jù)上述技術開發(fā)的GSM
標簽: Web GSM 短信 服務系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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在特定的工業(yè)測控應用中對處理器的功耗有嚴格的要求,類似X86處理器芯片系列由于繼承了原有8086的構架,功耗很大,不能滿足要求。當前應用廣泛的ARM系列處理器有低功耗、高處理器能力的優(yōu)點,非常適合于此類應用。由于ARM處理器并沒有對PC/104總線有支持,所以本設計使用CPLD可編程邏輯完成ARM本地總線與PC/104總線的轉換。文章完成了以下工作: 1.介紹了工業(yè)控制計算機的發(fā)展情況和當前使用廣泛的PC/104計算機,描述了嵌入式系統(tǒng)的發(fā)展歷史和軟硬件組成,分析了X86與ARM處理器構架的特點與優(yōu)缺點; 2.從PC/104總線規(guī)范出發(fā),對基于ARM處理器的PC/104工業(yè)控制嵌入式工控機進行了總體設計,軟硬件選型部分對當前流行的軟硬件系統(tǒng)進行了詳細地描寫,硬件處理器選用SAMSUNG公司的S3C2410,軟件系統(tǒng)采用嵌入式Linux操作系統(tǒng); 3.對系統(tǒng)硬件各個部分實現(xiàn)細節(jié)進行了描寫,包括最小系統(tǒng)、CAN網(wǎng)絡、以太網(wǎng)絡和PC/104總線控制器;其中著重對PC/104總線控制器的實現(xiàn)方案進行了討論,分析了ARM本地總線時序和PC/104總線時序,最后使用VHDL語言實現(xiàn)了了總線控制器邏輯; 4.移植了嵌入式Linux操作系統(tǒng),Linux操作系統(tǒng)移植分為配置、編譯和下載運行調試三個步驟;基于Linux操作系統(tǒng)編寫了PC/104總線驅動,驅動完成映射PC/104地址到系統(tǒng)虛擬地址和中斷綁定;編寫了基于PC/104的CAN總線驅動,分析了驅動初始化、中斷處理流程、數(shù)據(jù)緩沖區(qū)管理和文件操作接口,描寫了驅動的編譯和下載過程;最后給出了應用程序接口; 5.根據(jù)機車工業(yè)控制領域的具體要求,開發(fā)了實際系統(tǒng),給出了系統(tǒng)主要參數(shù)指標;對系統(tǒng)的運算性能進行了測試,測試表明定點運算能力與X86相當,符合設計要求:系統(tǒng)通過鐵標高低溫測試和射頻干擾測試,并進行了為期3個月的裝車試運行,試運行過程中系統(tǒng)工作正常,完全能夠滿足設計要求。
上傳時間: 2013-07-10
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隨著海洋勘測技術的發(fā)展,研制高性能的海洋測流儀器越來越重要。多普勒聲學海流剖面儀就是一種非常重要的用來測量海流速度的儀器。在調試多普勒聲學海流剖面儀的過程中,多普勒聲學海流剖面儀信號模擬器是很重要的設備,它是數(shù)字模擬技術與多普勒聲學技術相結合的產(chǎn)物,它通過模擬的方法產(chǎn)生聲學海流剖面儀回波信號,以便在不具備實際海洋情況的條件下,可以在實驗室環(huán)境中對聲學海流剖面儀的樣機進行系統(tǒng)調試。在此情況下,本文研制了一種聲學海流剖面儀信號模擬器,并對聲學海流剖面儀回波信號接收過程中使用的算法進行了研究。 本文首先比較了多普勒聲學海流剖面儀的發(fā)射信號與接收信號之間的關系,分析了產(chǎn)生多普勒頻移的原因。選用直接數(shù)字頻率合成技術(DDS)生成多普勒聲學海流剖面儀調試所需要的回波信號o DDS技術克服了傳統(tǒng)信號源的頻率精度不高和頻率不穩(wěn)等問題。本文選用專用DDS芯片AD9833來實現(xiàn)回波信號的產(chǎn)生,利用ARM嵌入式技術對輸出信號進行控制。 信號模擬器以S3C2410處理器為核心構建了硬件平臺,采用核心板與擴展板相結合的硬件結構。核心板主要包括了存儲系統(tǒng)、網(wǎng)絡接口和各種通訊接口。其主要功能是存儲大量數(shù)據(jù)信號和通訊功能;擴展電路包括了16路DDS信號輸出及信號調理電路,可以通過軟件來配置16路信號相應的工作狀態(tài)及選擇信號輸出形式。硬件設計預留了一定數(shù)量的I/O接口以備將來擴展之用。 建立嵌入式Linux開發(fā)環(huán)境;并分析BootLoader啟動機制,移植VIVI;通過配置內核相關文件,移植Linux2.4.18內核到模擬器系統(tǒng);編寫16路DDS的驅動程序;設計了模擬器的上位機通訊程序及用應程序;對系統(tǒng)進行了軟硬件調試,調試結果表明模擬器完全能夠模擬聲學海流剖面儀的回波信號。 最后,結合回波信號形式,采用基帶解調、復相關等技術對接收回波信號所使用的算法進行了研究,估算出多普勒頻移,配合了調試海流剖面儀樣機工作的進行。該模擬器不但可以模擬回波信號,還可以作為發(fā)射信號來用,大大提高了模擬器的實用性。關鍵詞:聲學海流剖面儀;S3C2410; AD9833;嵌入式Linux;回波信號
上傳時間: 2013-04-24
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心血管疾病是當今世界危害人類健康的頭號殺手,主要由高血壓和動態(tài)粥樣硬化等病癥引起,早期這些病癥不明顯,但是一些相關的參數(shù)都己發(fā)生變化。因此通過檢測這些參數(shù)就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險,也可以評估病人的病況和預示疾病的程度。因此若能及時檢查這些參數(shù)就可以及早診斷出心血管疾病的潛在危險,為其預防和治療爭取了寶貴的時間。大量的臨床實測結果證實,脈搏波的波形特征與心血管疾病密切相關。因此,系統(tǒng)通過檢測脈搏信號來檢測心血管參數(shù)。 便攜式醫(yī)療儀器具有很大的市場,醫(yī)療儀器已從傳統(tǒng)的PC和工業(yè)控制計算機轉向嵌入式計算機系統(tǒng)。隨著微處理器運算能力的增加,ARM微處理器及其優(yōu)越的性能必將成為心血管檢測系統(tǒng)的的主要平臺。本系統(tǒng)采用三星ARM920作為處理器,通過脈搏傳感器采集脈搏信號,并基于嵌入式Linux操作系統(tǒng)來實現(xiàn)。系統(tǒng)可實時顯示脈搏波波形,選擇顯示心血管參數(shù)。本論文詳細闡述了如何通過檢測脈搏波來計算心血管參數(shù);具體分析了系統(tǒng)的硬件平臺;主要論述了軟件的實現(xiàn),包括bootload的移植,嵌入式Linux系統(tǒng)的移植,驅動程序的移植;應用程序的編寫;基于QT的圖形界面開發(fā)。采用高性能的ARM處理器作為系統(tǒng)的控制核心,不但能實時檢測到脈搏信號,并對信號進行分析處理,而且集成了豐富的外設接口,有利于整個系統(tǒng)的集成。進一步提高通過脈搏波信號計算心血管參數(shù)的精度,系統(tǒng)的集成化和小型化,對參數(shù)異常處理的進一步處理是今后工作的發(fā)展趨勢。 隨著醫(yī)療衛(wèi)生事業(yè)的發(fā)展,心血管疾病的預防和治療急需解決,心血管檢測系統(tǒng)具有廣闊的市場空間,不僅適合臨床使用,也適合普通家庭的應用。
上傳時間: 2013-04-24
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