調(diào)整視頻圖像的分辨率需要視頻縮放技術。如果圖像縮放技術的處理速度達到實時性要求就可以應用于視頻縮放。 傳統(tǒng)圖像縮放技術利用插值核函數(shù)對已有像素點進行插值重建還原圖像。本文介紹了圖像插值的理論基礎一采樣定理,并對理想重建函數(shù)Sinc函數(shù)進行了討論。本文介紹了常用的線性圖像插值技術及像素填充、自適應插值和小波域圖像縮放等技術。然后,本文討論了分級線性插值算法的思想,設計并實現(xiàn)了FPGA上的分級雙三次算法。最后本文對各種算法的縮放效果進行了分析和討論。 本文在分析現(xiàn)有視頻縮放算法基礎之上,提出了分級線性插值算法,并應用在簡化線性插值算法中。分級線性插值算法以犧牲一定的計算精度為代價,用查找表代替乘法計算,降低了算法復雜度。本文設計并實現(xiàn)了分級雙三次插值算法,詳細說明了板上系統(tǒng)的模塊結構。最后本文將分級線性插值算法與原線性插值算法效果圖進行比較,比較結果顯示分級插值算法與原算法誤差較小,在放大比例較小時可以取代原算法。結果證明分級雙三次線性插值算法的FPGA實現(xiàn)能夠滿足額定幀頻,可以進行實時視頻縮放。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,瓦斯事故在煤礦生產(chǎn)事故中所占比例越來越高,給礦工的生產(chǎn)生活帶來了極大的災難,必須加強對瓦斯的監(jiān)測監(jiān)控,避免瓦斯爆炸事故。因此對瓦斯氣體進行快速、實時檢測對于煤礦安全生產(chǎn)及環(huán)境保護有特別重要的意義。便攜式甲烷檢測報警儀是各國應用最早最普遍的一種甲烷濃度檢測儀表,可隨時檢測作業(yè)場所的甲烷濃度,也可使用甲烷傳感器對甲烷濃度進行連續(xù)實時地監(jiān)測。大體上當前應用的便攜式甲烷檢測儀器,按檢測原理分為光學甲烷檢測儀、熱導型甲烷檢測儀、熱催化型甲烷檢測報警儀、氣敏半導體式甲烷檢測儀等幾種。 光干涉甲烷檢測儀性能穩(wěn)定、使用壽命長,測量準確,是我國煤礦主要的便攜式甲烷檢測儀器。但現(xiàn)有的光干涉甲烷檢測儀存在自動化程度低、測量方法繁瑣、讀數(shù)不直觀,人為誤差較大、不能存儲數(shù)據(jù)等缺點。為此本文在干涉型甲烷檢測儀實現(xiàn)的原理上提出利用線陣型電荷耦合器件(CCD)對干涉條紋進行非接觸式的自動測量,獲得條紋信息,通過CCD驅(qū)動、高速模數(shù)轉換、數(shù)據(jù)采集等關鍵技術,實現(xiàn)了干涉條紋位移的精確測量,由單片機對量化后的測量信號進行智能處理,數(shù)字化顯示甲烷含量的測量結果。 光干涉甲烷檢測的關鍵是對干涉條紋中白基線以及黑色條紋位置的檢測,本設計采用線陣CCD成像獲取條紋信息判別其位置。CCD是一種性能獨特的半導體光電器件,近年來在攝像、工業(yè)檢測等科技領域里得到了廣泛的應用。將CCD技術應用于位置測量可以實現(xiàn)高精度和非接觸測量的要求;運用FPGA實現(xiàn)CCD芯片的驅(qū)動具有速度快、穩(wěn)定高等優(yōu)點:模數(shù)轉換之后的數(shù)據(jù)沒有采用專用存儲芯片進行存儲,而采用FPGA硬件開發(fā)平臺和Verilog HDL硬件描述語言編寫代碼實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集模塊系統(tǒng),同時提高數(shù)據(jù)采集精準度,既降低成本又提高了存儲效率。 本文設計的新系統(tǒng)使用方便、精度高、數(shù)據(jù)可儲存,克服了傳統(tǒng)光干涉甲烷檢測儀的缺點,技術指標和功能都得到較大改善。
上傳時間: 2013-06-08
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隨著3G網(wǎng)絡建設的展開,移動用戶數(shù)量逐漸增加,用戶和運營商對網(wǎng)絡的質(zhì)量和覆蓋要求也越來越高。而在實際工作中,基站成本在網(wǎng)絡投資中占有很大比例,并且基站選址是建網(wǎng)的主要難題之一。同基站相比,直放站以其性價比高、建設周期短等優(yōu)點在我國移動網(wǎng)絡上有著大量的應用。目前,直放站已成為提高運營商網(wǎng)絡質(zhì)量、解決網(wǎng)絡盲區(qū)或弱區(qū)問題、增強網(wǎng)絡覆蓋的主要手段之一。但由于傳統(tǒng)的模擬直放站受周邊環(huán)境因素影響較大、抗干擾能力較差、傳輸距離受限、功放效率低,同時設備間沒有統(tǒng)一的協(xié)議規(guī)范,無法滿足系統(tǒng)廠商與直放站廠商的兼容,所以移動通信市場迫切需要通過數(shù)字化來解決這些問題。 本文正是以設計新型數(shù)字化直放站為目標,以實現(xiàn)數(shù)字中頻系統(tǒng)為研究重心,圍繞數(shù)字中頻的相關技術而展開研究。 文章介紹了數(shù)字直放站的研究背景和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,闡述了數(shù)字直放站系統(tǒng)的設計思想及總體實現(xiàn)框圖,并對數(shù)字直放站數(shù)字中頻部分進行了詳細的模塊劃分。針對其中的數(shù)字上下變頻模塊設計所涉及到的相關技術作詳細介紹,涉及到的理論主要有信號采樣理論、整數(shù)倍內(nèi)插和抽取理論等,在理論基礎上闡述了一些具體模塊的高效實現(xiàn)方案,最終利用FPGA實現(xiàn)了數(shù)字變頻模塊的設計。 在數(shù)字直放站系統(tǒng)中,降低峰均比是提高功放工作效率的關鍵技術之一。本文首先概述了降低峰均比的三類算法,然后針對目前常用的幾種算法進行了仿真分析,最后在綜合考慮降低峰均比效果與實現(xiàn)復雜度的基礎上,提出了改進的二次限幅算法。通過仿真驗證算法的有效性后,針對其中的噪聲整形濾波器提出了“先分解,再合成”的架構實現(xiàn)方式,并指出其中間級窄帶濾波器采用內(nèi)插級聯(lián)的方式實現(xiàn),最后整個算法在FPGA上實現(xiàn)。 在軟件無線電思想的指導下,本文利用系統(tǒng)級的設計方法完成了WCDMA數(shù)字直放站中頻系統(tǒng)設計。遵照3GPP等相關標準,完成了系統(tǒng)的仿真測試和實物測試。最后得出結論:該系統(tǒng)實現(xiàn)了WCDMA數(shù)字直放站數(shù)字中頻的基本功能,并可保證在現(xiàn)有硬件不變的基礎上實現(xiàn)不同載波間平滑過渡、不同制式間輕松升級。
上傳時間: 2013-07-07
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有源分立器件的封裝密度越來越高,功能部分占總體積比例接近1。•CSP, DirectFET, LFPack…–有源部分占整個變流器的體積比例越來越小。–單純的有源部分進行封裝對于提高
上傳時間: 2013-06-10
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逆變控制器的發(fā)展經(jīng)歷從分立元件的模擬電路到以專用微處理芯片(DSP/MCU)為核心的電路系統(tǒng),并從數(shù)?;旌想娐愤^渡到純數(shù)字控制的歷程。但是,通用微處理芯片是為一般目的而設計,存在一定局限。為此,近幾年來逆變器專用控制芯片(ASIC)實現(xiàn)技術的研究越來越受到關注,已成為逆變控制器發(fā)展的新方向之一。本文利用一個成熟的單相電壓型PWM逆變器控制模型,圍繞逆變器專用控制芯片ASIC的實現(xiàn)技術,依次對專用芯片的系統(tǒng)功能劃分,硬件算法,全系統(tǒng)的硬件設計及優(yōu)化,流水線操作和并行化,芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。首先引述了單相電壓型PWM逆變器連續(xù)時間和離散時間的數(shù)學模型,以及基于極點配置的單相電壓型PWM逆變器電流內(nèi)環(huán)電壓外環(huán)雙閉環(huán)控制系統(tǒng)的設計過程,同時給出了仿真結果,仿真表明此系統(tǒng)具有很好的動、靜態(tài)性能,并且具有自動限流功能,提高了系統(tǒng)的可靠性。緊接著分析了FPGA器件的特征和結構。在給出本芯片應用目標的基礎上,制定了FPGA目標器件的選擇原則和芯片的技術規(guī)格,完成了器件選型及相關的開發(fā)環(huán)境和工具的選取。然后系統(tǒng)闡述了復雜FPGA設計的設計方法學,詳細介紹了基于FPGA的ASIC設計流程,概要介紹了僅使用QuartusII的開發(fā)流程,以及Modelsim、SynplifyPro、QuartusII結合使用的開發(fā)流程。在此基礎上,進行了芯片系統(tǒng)功能劃分,針對:DDS標準正弦波發(fā)生器,電壓電流雙環(huán)控制算法單元,硬件PI算法單元,SPWM產(chǎn)生器,三角波發(fā)生器,死區(qū)控制器,數(shù)據(jù)流/控制流模塊等逆變器控制硬件算法/控制單元,研究了它們的硬件算法,完成了模塊化設計。分析了全數(shù)字鎖相環(huán)的結構和模型,以此為基礎,設計了一種應用于逆變器的,用比例積分方法替代傳統(tǒng)鎖相系統(tǒng)中的環(huán)路濾波,用相位累加器實現(xiàn)數(shù)控振蕩器(DCO)功能的高精度二階全數(shù)字鎖相環(huán)(DPLL)。分析了“流水線操作”等設計優(yōu)化問題,并針對逆變器控制系統(tǒng)中,控制系統(tǒng)算法呈多層結構,且層與層之間還有數(shù)據(jù)流聯(lián)系,其執(zhí)行順序和數(shù)據(jù)流的走向較為復雜,不利于直接采用流水線技術進行設計的特點,提出一種全新的“分層多級流水線”設計技術,有效地解決了復雜控制系統(tǒng)的流水線優(yōu)化設計問題。本文最后對芯片運行穩(wěn)定性等問題進行了初步研究。指出了設計中的“競爭冒險”和飽受困擾之苦的“亞穩(wěn)態(tài)”問題,分析了產(chǎn)生機理,并給出了常用的解決措施。
上傳時間: 2013-05-28
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基于電子鼻技術和嵌入式技術的智能乙醇電子鼻系統(tǒng)是針對乙醇氣體濃度檢測的集成系統(tǒng),可以在規(guī)定的溫度、濕度和氣壓條件下,分析測量出氣體中乙醇含量,具有廣闊的應用前景。本文中智能乙醇電子鼻系統(tǒng)的研制涉及到測量人體肺深部氣體中的乙醇含量,即呼出氣體中的乙醇含量BrA.(breat.alcoho.concentration),然后根據(jù)比例關系得出人體血液中的乙醇含量BAC(bloo.alcoho.concentration),本文的研究內(nèi)容如下: 第一章提出了課題來源及研究意義;在此基礎上分析電子鼻技術和嵌入式技術的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,涉及到乙醇電子鼻、氣敏傳感器,以及嵌入式操作系統(tǒng)等技術;然后根據(jù)這些技術特點,確定了本文的研究內(nèi)容和實施路線;最后,給出了論文的框架結構。 第二章分析系統(tǒng)需求,結合嵌入式技術理論,確定系統(tǒng)硬件方案和軟件方案;在硬件方案中涉及到信息的處理、存儲、通信等,在軟件方案中涉及到嵌入式操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)、GUI系統(tǒng)的選擇;對于乙醇電子鼻傳感器方案,詳細論述了乙醇燃料電池的工作過程及原理;最后,制定了智能乙醇電子鼻系統(tǒng)的總體技術及實施方案。 第三章著重闡述了系統(tǒng)的硬件設計過程,采用模塊化思想,分階段、分步驟地設計了硬件電路:分別從中央處理單元、信息采集及預處理、數(shù)據(jù)顯示及報警、數(shù)據(jù)通信、數(shù)據(jù)存儲、人機交互這六個方面,詳細描述了硬件電路的工作過程和原理;至此,搭建出了硬件平臺。 第四章主要描述了系統(tǒng)的軟件設計過程,按照軟件開發(fā)的流程,從系統(tǒng)引導代碼BootLoader的編寫,到嵌入式操作系統(tǒng)μClinux的移植,再到文件系統(tǒng)JFFS2的移植,最后到MiniGUI圖形庫的移植,都一一詳細論述了實現(xiàn)過程;至此,搭建出了系統(tǒng)的軟件平臺。 第五章基于搭建的軟件平臺,闡述了系統(tǒng)相關驅(qū)動程序的開發(fā)過程、操作界面和應用程序的設計過程,給出了系統(tǒng)的界面圖與操作流程圖,明確體現(xiàn)了系統(tǒng)的功能模塊;至此,完成了智能乙醇電子鼻系統(tǒng)的驅(qū)動及應用程序開發(fā)。 第六章和第七章,針對智能乙醇電子鼻系統(tǒng)的測試分析,搭建了系統(tǒng)測試平臺,指定了符合本系統(tǒng)的測試指標及標準;對測試結果進行詳細分析和對比,得出了系統(tǒng)性能的評價。根據(jù)這些評價,提出了系統(tǒng)的不足和今后要進一步研究和完善的方面。關鍵詞:乙醇電子鼻;嵌入式系統(tǒng);燃料電池;ARM;μCLinux操作系統(tǒng)
上傳時間: 2013-07-24
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隨著煤礦高產(chǎn)高效技術的推廣和應用,井下長距離、大運量、大功率下運帶式輸送機的應用越來越普遍。其中,解決好傾角較大(大于6°)的下運帶式輸送機的運行制動和安全制動問題對保障全礦安全、高效生產(chǎn)具有重要意義。 本文在對國內(nèi)外現(xiàn)有下運帶式輸送機制動系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析基礎上,針對煤礦生產(chǎn)的特殊性,提出了基于ARM的嵌入式計算機控制液壓調(diào)速軟制動系統(tǒng)方案,所用元件可靠性和防爆性好,系統(tǒng)簡單,動態(tài)制動性能好;結合成熟的工業(yè)PID控制經(jīng)驗和智能控制理論,并依據(jù)制動控制方案,設計了一種模糊自適應PID控制器用于控制電液比例調(diào)速閥的開口大小,其PID參數(shù)Kp、Ki和Kd可根據(jù)系統(tǒng)狀態(tài)進行在線調(diào)整,結構簡單、魯棒性強,在系統(tǒng)結構參數(shù)發(fā)生改變時也可獲得較好的控制效果;在基于S3C44BOX的最小ARM系統(tǒng)基礎上,設計了系統(tǒng)控制信號的輸入、輸出方式及其電路;分析了實時操作系統(tǒng)μC/OS-ⅡBootLoader的設計及其在S3C44BOX上的移植過程;制動系統(tǒng)應用軟件采用多任務機制,狀態(tài)檢測與控制任務并行運行,數(shù)據(jù)采集采用定時中斷的方式;系統(tǒng)可擴展性、可移植性好,控制算法容易實現(xiàn)多樣性且開發(fā)簡單、維護方便。 該液壓調(diào)速軟制動系統(tǒng)可用于大型下運帶式輸送機的正常工作制動、緊急停車和斷電防止飛車事故發(fā)生的安全制動,對輸送機的輔助啟動也起重要作用。制動力矩依據(jù)輸送機載荷大小和輸送機制動減速時速度的變化進行自動調(diào)整,制動曲線可調(diào),輸送機減速時不產(chǎn)生較大沖擊、安全平穩(wěn),并按照規(guī)定的減速度大小減速停車。
標簽: ARM 帶式輸送機 制動系統(tǒng) 軟
上傳時間: 2013-07-09
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比例-積分-微分(PID)是過程控制中最常用的一種控制算法。算法簡單而且容易理解,應用十分廣泛。但由于應用領域的不同,功能上差別很大,系統(tǒng)的控制要求及關心的控制對象也不相同。數(shù)字PID控制比連續(xù)PID控制更為優(yōu)越,因為計算機程序的靈活性,很容易克服連續(xù)PID控制中存在的問題,經(jīng)修正而得到更完善的數(shù)字PID算法。本文以三相全控整流橋阻性負載為實際電路,控制主電路電壓,旨在提出一種智能數(shù)字PID控制系統(tǒng)的設計思路,并給出了詳細的硬件設計及初步軟件設計思路。 PID控制系統(tǒng)采用高性能、低功耗的ARM微處理器S3C44BO作為核心處理單元,內(nèi)部的10位ADC作為信號采集模塊,采用了矩陣鍵盤和640*480的液晶作為人機接口;串口作為通信模塊實現(xiàn)了上位機的監(jiān)控。采用芯片內(nèi)部自帶的PWM模塊,輸出16M Hz PWM信號并經(jīng)過一階低通濾波器得到0~5V的控制信號用于觸發(fā)主電路控制器,實現(xiàn)PID整定。 軟件方面,分析和研究了uC/OSⅡ的內(nèi)核源碼,實現(xiàn)了其在32位微處理器上的移植,作為管理各個子程序執(zhí)行的系統(tǒng)軟件。選用了圖形處理軟件uC/GUI用于完成LCD顯示及控制。PID算法采用了增量式數(shù)字PID算法,采用規(guī)一化算法進行參數(shù)選取。上位機部分采用了C#語言進行編寫。另外,采用了RTC(Real Time Clock)作為系統(tǒng)時鐘,可以實現(xiàn)系統(tǒng)的定時運行、定時模式切換等。在上位機上也可以方便的控制程序的執(zhí)行,實現(xiàn)遠程監(jiān)控。 在論文的最后詳細的介紹了智能PID控制系統(tǒng)在三相全控橋主電路中的具體應用。總結了調(diào)試中遇到的問題,對今后工作中需要進一步改善和探索的地方進行了展望。
標簽: ARM PID 控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-08-01
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本論文從國內(nèi)外液壓挖掘機電子節(jié)能應用現(xiàn)狀出發(fā),設計液壓挖掘機電子節(jié)能控制系統(tǒng)。將“改進的變結構單神經(jīng)元自適應PID控制算法”應用于發(fā)動機—變量泵的功率匹配控制中,通過仿真表明該算法具有優(yōu)越性。 由于液壓挖掘機有單、雙變量泵系統(tǒng),為了將改進的變結構單神經(jīng)元自適應PID控制算法應用于不同系統(tǒng),研究了單、雙變量泵與發(fā)動機功率匹配的控制策略。同時為了解決發(fā)動機—變量泵功率匹配環(huán)節(jié)與變量泵—負載匹配環(huán)節(jié)之間存在的不協(xié)調(diào)問題,設計了變量泵—負載匹配系統(tǒng),依據(jù)操作人員手柄位置信號,控制變量泵輸出流量按比例分配到各個負載,實現(xiàn)液壓挖掘機的發(fā)動機—變量泵—負載的功率匹配。 嵌入式計算機控制系統(tǒng)是當今單片機控制系統(tǒng)的研究熱點之一。將嵌入式系統(tǒng)應用于液壓挖掘機的電子節(jié)能控制中,選擇ARM7系列處理器LPC2294作為這個控制器的核心,對液壓挖掘機功率匹配電子節(jié)能控制器進行了設計,為液壓挖掘機電子節(jié)能控制器的研究開發(fā)打下了基礎。
上傳時間: 2013-07-05
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隨著3G網(wǎng)絡建設的展開,移動用戶數(shù)量逐漸增加,用戶和運營商對網(wǎng)絡的質(zhì)量和覆蓋要求也越來越高。而在實際工作中,基站成本在網(wǎng)絡投資中占有很大比例,并且基站選址是建網(wǎng)的主要難題之一。同基站相比,直放站以其性價比高、建設周期短等優(yōu)點在我國移動網(wǎng)絡上有著大量的應用。目前,直放站已成為提高運營商網(wǎng)絡質(zhì)量、解決網(wǎng)絡盲區(qū)或弱區(qū)問題、增強網(wǎng)絡覆蓋的主要手段之一。但由于傳統(tǒng)的模擬直放站受周邊環(huán)境因素影響較大、抗干擾能力較差、傳輸距離受限、功放效率低,同時設備間沒有統(tǒng)一的協(xié)議規(guī)范,無法滿足系統(tǒng)廠商與直放站廠商的兼容,所以移動通信市場迫切需要通過數(shù)字化來解決這些問題。 本文正是以設計新型數(shù)字化直放站為目標,以實現(xiàn)數(shù)字中頻系統(tǒng)為研究重心,圍繞數(shù)字中頻的相關技術而展開研究。 文章介紹了數(shù)字直放站的研究背景和國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,闡述了數(shù)字直放站系統(tǒng)的設計思想及總體實現(xiàn)框圖,并對數(shù)字直放站數(shù)字中頻部分進行了詳細的模塊劃分。針對其中的數(shù)字上下變頻模塊設計所涉及到的相關技術作詳細介紹,涉及到的理論主要有信號采樣理論、整數(shù)倍內(nèi)插和抽取理論等,在理論基礎上闡述了一些具體模塊的高效實現(xiàn)方案,最終利用FPGA實現(xiàn)了數(shù)字變頻模塊的設計。 在數(shù)字直放站系統(tǒng)中,降低峰均比是提高功放工作效率的關鍵技術之一。本文首先概述了降低峰均比的三類算法,然后針對目前常用的幾種算法進行了仿真分析,最后在綜合考慮降低峰均比效果與實現(xiàn)復雜度的基礎上,提出了改進的二次限幅算法。通過仿真驗證算法的有效性后,針對其中的噪聲整形濾波器提出了“先分解,再合成”的架構實現(xiàn)方式,并指出其中間級窄帶濾波器采用內(nèi)插級聯(lián)的方式實現(xiàn),最后整個算法在FPGA上實現(xiàn)。 在軟件無線電思想的指導下,本文利用系統(tǒng)級的設計方法完成了WCDMA數(shù)字直放站中頻系統(tǒng)設計。遵照3GPP等相關標準,完成了系統(tǒng)的仿真測試和實物測試。最后得出結論:該系統(tǒng)實現(xiàn)了WCDMA數(shù)字直放站數(shù)字中頻的基本功能,并可保證在現(xiàn)有硬件不變的基礎上實現(xiàn)不同載波間平滑過渡、不同制式間輕松升級。
上傳時間: 2013-04-24
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