射頻識別技術是一種自20 世紀80 年代新興的自動識別技術。它是利用無線射頻方式進行非接觸雙向數據通信。相對于普遍應用的13.56MHz 射頻識別系統,本設計中的868MHz 射頻識別系統有著更多的優點:讀寫距離遠,閱讀速度快等,是目前國際上RFID產品發展的熱點。 本課題研究的內容包括研究符合ISO18000-6 標準的超高頻RFID 電子標簽的主要特點、結構、工作原理及讀寫方法, 重點在于與其相應讀卡器的設計方案, 包括讀卡器的硬件電路設計、軟件程序流程以及與上位機通信的實現。 在硬件設計中,選用ATMEL 公司的AVR 單片機ATmega8 作為主控制器,設計了主控、復位、串行通信等電路。并以RFM 公司開發的TRC101 為射頻收發芯片進行了射頻收發模塊的設計。 軟件設計采用模塊化編程和結構化編程的思想,單片機編程語言為匯編語言,與上位機串行通信采用Visual Basic 編程。經過測試,誤碼率較低,編制的防沖突程序實現了基于隨機二進制算法的防沖突功能。 本設計具有可靠性高,模塊化設計等特點,通過驗證,滿足標準要求,達到了預期的目的,并證明了本設計性能的穩定性和可靠性。
上傳時間: 2013-04-24
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本文介紹了一種新型金融終端(POS),其座機與手持機之間采用射頻通信方式,并在射頻通信中采用跳頻和防碰撞設計,使得座機和手持機之間的通信速率高、穩定可靠。本設計中的金融終端還具有非接觸式IC卡數據采集功能,這在設備功能上是一個巨大的創新。手持機可移動操作,方便了客戶操作,在很大程度上可以幫助商家提高服務質量,非常適用于餐廳、酒店以及娛樂場所等。 本設計中的金融終端包括手持機和座機,手持機的主要功能是采集金融信息,采集的對象可以是磁條卡,接觸式IC卡或非接觸IC卡,采集到卡的賬號和密碼等信息后以射頻的方式發送至座機,同時接收座機發送來的數據;座機收到手持機發送的金融信息后,再通過有線方式(電話網或以太網)發送給銀行主機,交易數據處理后,銀行主機將數據以有線的方式發回給座機,座機再通過無線方式發送給手持機,并打印交易憑證。文中詳細介紹了手持機和座機各功能模塊的硬件設計和功能實現方式,包括各主要芯片選型依據、所選芯片的特性、設計原理以及各相關模塊在POS中的功能。 POS的軟件設計包括硬件驅動程序(底層程序)設計和應用程序(上層應用程序)設計,底層程序跟所使用的硬件相關,是CPU控制各外圍器件實現各模塊硬件功能的程序,通常驅動程序會封裝起來,有入口參數,供上層應用調用;上層應用程序足根據產品要實現的服務功能而編寫的相關程序,上層應用程序通常需要調用底層程序。文中驅動程序主要介紹了鍵盤驅動,顯示驅動,并重點介紹了射頻通信驅動程序的設計,包括CPU如何控制射頻收發芯片、為抗干擾而采取的跳頻設計和設備問的防碰撞設計;應用程序中主要介紹了磁條卡和IC卡的處理程序。 由于本設計中的金融終端座機與手持機之間的通信速率較高,通信穩定可靠,同時還新增了非接觸卡的數據采集功能,使該設備有較大的使用范圍,從而有廣闊的市場前景。
上傳時間: 2013-06-27
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在太陽能路燈控制系統中,引入最大功率跟蹤技術(簡稱為MPPT),不僅降低了成本,還提高了太陽能路燈的可靠性。太陽能路燈的控制系統采用C8051F330D作為核心器件。其主電路為Buck電路,采用MPPT技術,增強了太陽能光伏電池的轉換效率。本論文著重對太陽能路燈控制系統的硬件電路設計,并設置MPPT技術電路的主要器件的參數,對整個路燈控制系統的設計流程進行了分析。 論文綜述了太陽能光伏發電及控制技術以及我國在路燈照明應用方面的發展情況。對太陽能光伏電池的輸入-輸出特性,在不同外界環境的太陽能電池板的輸出狀況進行了分析對比,結合整個系統的工作能力,對負載選用依據及所選負載參數、蓄電池充放電控制原理進行分析。對采用MPPT技術的小功率光伏發電路燈控制系統做了較為詳細的介紹,主要包括MPPT的硬件電路原理及電路中各元器件的參數的選定,以及控制系統中防反接保護、過流保護、信號采集、CPU控制、功率管驅動電路及電源電路等電路設計,還有其它器件的選定和控制器的散熱等。也對整個系統的軟件設計予以闡述,從CPU的性能、開發工具、主控制程序、MPPT技術控制程序、濾波、穩壓、定時、蓄電池充放電控制等程序具體設計逐一分析。論文最后對全文的工作做了總結,對實驗數據進行了比較分析,并對太陽能路燈的優缺點進行概括。并對設計的實驗結果、實用性進行了總結,并指出本設計中優點與不足,為后續研究提供了參考方向。
上傳時間: 2013-06-15
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隨著21世紀的到來,特別是近年來現代高科技和信息技術正在由智能大廈走向智能化住宅小區,進而走進家庭。人們對家居生活環境的要求也越來越高,并將注意力越來越多的放在了生活環境的安全性、舒適性和便利性上。 家居無線監控問題是當今國際建筑智能化領域的前沿性研究課題。無線傳感網絡的出現克服了家庭中布線的煩瑣,充分體現了智能家居系統的靈活、方便、高效。本項目研究開發了基于ZigBee技術和Internet技術的智能家居監控系統,將Internet的遠程監控與ZigBee短距離控制相結合,實現系統的家居無線控制和數據采集,避免了綜合布線,可擴展性好。 本文首先進行系統總體設計,結合底層ZigBee無線傳感網絡的特點和系統總體網絡監控的要求,將該系統設計分為四部分:無線傳輸模塊、數據處理模塊、以太網傳輸模塊、上位機顯示界面。然后對ZigBee協議標準做了全面地研究分析,同時給出了基于CC2430的無線傳輸模塊的軟硬件設計和星型網絡搭建,并給出了測試結果。接著設計了基于TMS320F2812的數據處理模塊,給出了硬件電路和外圍輔助電路設計方案,并為其移植了實時操作系統μc/OS-Ⅱ。本設計完成了基于RTL8019AS的以太網傳輸模塊設計和系統的以太網通信程序的設計,實現了從底層ZigBee無線傳感網絡的數據采集最終到監控機的數據傳輸并測試成功。最后在VC++6.0環境下,應用Windows Sockets套件接口開發顯示界面對底層采集的數據分類顯示。 整個智能家居監控系統能夠對家用電器的完成開關量的控制,還能夠對三 表(水表、電表、燃氣表)進行無線抄表,最重要的是可監測來自家庭安防傳感器(火警、煤氣泄露)的數據,以備物業等部門監控。通過測試后,證實了設計方案的正確性,結果滿足系統設計要求,該設計具有一定的新穎性和實用性。關鍵詞:智能家居,ZigBee,數據處理,μC/OS-Ⅱ,Windows Sockets
上傳時間: 2013-06-28
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本文以單元機組協調控制系統為研究對象,在分析了協調控制系統特性的基礎上,總結了實際運行的協調控制系統中存在的問題和影響控制效果的原因。把汽包鍋爐單元機組簡化為一個具有雙輸入、雙輸出的被控對象以及做了一些合理假設的前提下對協調控制系統建立的動態數學模型進行分析。 從快速滿足電網負荷指令的需求,抑制各種干擾,保證機組的穩定運行的中心任務出發,首次提出采用智能PID控制器作為汽機的主控制器,解決常規單自由度PID控制器不能兼顧目標跟蹤特性和抗干擾特性的問題,并在一定程度上解決了協調控制系統對鍋爐前饋回路過分依賴的問題。 針對鍋爐對象大遲延特性,利用模糊預估策略對過程的輸出進行預測。補償了鍋爐側純延遲帶來的不利影響;而且還具備了模糊控制不依賴于系統的數學模型,具有對系統參數變化不敏感,對于非線性、時變時滯等特性,呈現出較好的魯棒性等特點,當出現較大的誤差時,可以把系統從很大的偏離中拉回來,提高了系統的響應速度和安全性。仿真試驗表明采用模糊預估能夠降低系統的超調,取得較好的控制效果。 由于單元機組中的鍋爐與汽機為強耦合系統,為了實現一對一的單一控制,決定采用神經網絡多變量解禍控制,通過仿真證明,達到了很好的解耦效果。 為了從全局上優化系統的控制行為,采用模糊控制策略對鍋爐和汽機的指令進行智能化的調整和約束。根據不同的負荷階段、主要參數的變化情況及時調整有關的指令,使協調控制系統向著有利于全局優化的方向調節。 本文將神經網絡、模糊控制思想引入協調控制系統,并在此基礎上構造神經網絡、模糊自適應控制的智能PID控制方案。通過理論分析和仿真實驗證明了這一控制方法在電廠協調控制系統中的實用價值,和傳統的PID控制比較,這種智能控制算法有效的提高了負荷的響應速率,保證了系統的品質,取得了很好的控制效果。
上傳時間: 2013-04-24
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在能源枯竭環境污染日益嚴重的今天,光伏發電結合其自身的特點,日益得到各國的重視并將成為各國競向發展的熱點。而光伏并網發電又是光伏利用中的發展趨勢,基于此,本文對單相并網發電系統進行了研究,并設計了一臺1.5KW的單相光伏并網裝置。在對主電路拓撲、MPPT、防孤島效應、逆變并網控制方法詳細分析的基礎上,選用了一種雙重BOOST前級電壓匹配、后級全橋逆變的非隔離型的主電路拓撲結構,這種結構具有前級DC/DC變換控制簡單、中間直流母線電壓波動小、效率高、體積小等優點。MPPT采用后級實現方式;防孤島效應采用有被動和主動兩種方式;逆變并網控制是光伏并網發電系統中最為重要的環節,其功能作用是把前級的直流電轉化為與電網電壓同頻同相的交流電與電網并聯,并使其輸出電流為單位功率因數、總諧波畸變率小于5%,本文對各種逆變并網控制策略分析比較的基礎上,采用了帶有電網電壓前饋補償的瞬時電流控制方式來實現。系統整體以UC3875和TMS320LF2812為控制核心,前級有UC3875進行雙環控制直流母線電壓,后級最大功率跟蹤、防孤島效應、逆變并網、并聯通訊及故障保護有TMS320LF2812來實現。本文總體工作包括詳細的理論分析、主電路設計、軟件及硬件電路的設計、調試及實驗波形分析等。
上傳時間: 2013-04-24
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應用于煤礦、石化等易燃易爆環境的電子設備必須滿足防爆的要求,本質安全型是最佳的防爆形式。本質安全型開關電源具有重量輕、體積小、制造工藝簡單、成本低、安全性能高等優點,因而具有廣闊的發展前景。單端反激變換器是開關變換器的一種基本的拓撲結構,在實際中應用比較廣泛,因此對單端反激變換器進行本質安全特性分析是本質安全開關電源設計的重要基礎。本質安全型開關變換器的設計,主要是對變換器中的儲能元件進行設計,即變換器中的電感和輸出濾波電容進行設計。 本文對變換器的靜態特性進行了深入分析,指出反激變換器存在三種工作模式:CISM-CCM、IISM-CCM和DCM:得出了變換器工作在整個動態范圍內的最大輸出紋波電壓、最大電感電流和最大輸出短路釋放能量。對單端反激變換器的本質安全特性進行了分析,得出輸出本質安全型單端反激變換器的非爆炸判斷方法,并通過安全火花試驗裝置對變換器進行爆炸性試驗,驗證了輸出本安判據的正確性。得出輸出本質安全型單端反激變換器的設計方法,以同時滿足輸出紋波電壓和輸出本安要求作為約束條件,得到了本質安全型單端反激變換器電感、電容參數的設計范圍。給出了具體實例,并進行仿真和試驗研究,仿真和實驗結果驗證了理論分析的正確性和設計方法的可行性。
上傳時間: 2013-06-25
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本論文針對6kV/400kW三相異步電動機的中壓變頻器試驗裝置,從分析目前中壓變頻器常用的主回路拓撲入手,詳細闡述并分析了本文研究的單元串聯型中壓變頻器控制系統。 本文首先從理論上分析了多單元串聯型中壓變頻器脈寬控制原理。然后,把一種高性能的V/f控制方案引入中壓變頻器控制系統。通過矢量補償定子壓降,進行轉差補償和對電機電流進行限制控制,實現了具有很好的低頻性能并具有防“跳閘”等功能的V/f控制方案。 同時,本文將Siemens公司通用變頻器的時隙、連接紙的概念運用到中壓變頻器控制領域。增加了系統的可變性,自由性和方便性。設計了具有系統組態功能的模塊化軟件,其中著重對控制軟件中的幾個重要功能進行了分析討論。這些重要功能模塊有:控制字和狀態字、順序控制、V/f曲線、給定積分器、基于電壓補償的輸出自動穩壓算法、通訊功能等。 中壓變頻器在實驗室設計為6kV/22kW試驗系統,實際設計為6kV/400kW的變頻系統裝置。本文給出了實驗室調試結果及分析。實驗結果表明,該中壓變頻器能夠安全、穩定地運行。
上傳時間: 2013-04-24
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根據交通部公布的數據,交通事故呈逐年上升趨勢,交通事故不僅給公民的財產造成了損失,而且給公民的人身安全也會造成威脅。因此如何更好地避免交通事故成為一個焦點課題,汽車安全系統更是成為汽車生產商和研究機構的研究熱點。 當前汽車安全系統有兩大種類:一是被動式安全系統。例如:安全帶,安全氣囊等。二是主動式安全系統。主動安全系統又分為主動被動式和主動自動式。前者有ABS等。后者有汽車自動防撞系統和倒車雷達等。 本文采用激光測距系統,開發一種汽車在高速公路上行駛的主動式防撞系統,本文的重點是開發測距預警系統,采用專門的激光測距芯片和接收芯片,并采用FPGA(Filed Programmable Gate Array)作為主控芯片,對前車進行有效的監控,根據檢測得到的數據,實時提出建議和報警,提醒駕駛員減速或者采取制動措施,從而達到預防追尾碰撞的目的。本文工作主要有以下幾個方面: 1) 在比較分析激光、雷達和毫米波等測距方法的基礎上,根據市場需求及潛在用戶分析,確定采用激光脈沖測距方式。針對激光脈沖測距存在的技術難題,提出以FPGA作為系統核心控制模塊的測距系統設計方案。 2) 根據對車載動態測距系統測量精度、測量頻率和測量范圍的基本要求,結合脈沖激光測距的特點,提出采用多頭脈沖激光測距和多周期脈沖測量的技術方案。該方案可有效提高系統測距精度和測量范圍,降低系統成本。 3) 基于上述方案,完成了基于FPGA的多頭脈沖激光測距系統的各功能模塊的詳細設計、功能仿真、綜合優化及板級測試實驗。實驗表明,各主要功能模塊基本達到預期設計要求,為測距系統的后期開發奠定了基礎。 4) 完成了激光測距傳感器外圍光電轉換電路、電源轉換電路及通訊接口的設計、制作、安裝及實驗室調試。 5) 最后對論文研究工作進行了總結,提出了系統的不足之處和進一步研究工作的方向。
上傳時間: 2013-05-24
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隨著計算機技術和通信技術的迅速發展,數字視頻在信息社會中發揮著越來越重要的作用,視頻傳輸系統已經被廣泛應用于交通管理、工業監控、廣播電視、銀行、商場等多個領域。同時,FPGA單片規模的不斷擴大,在FPGA芯片內部實現復雜的數字信號處理系統也成為現實,因此采用FPGA實現視頻壓縮和傳輸已成為一種最佳選擇。 本文將視頻壓縮技術和光纖傳輸技術相結合,設計了一種基于無損壓縮算法的多路數字視頻光纖傳輸系統,系統利用時分復用和無損壓縮技術,采用串行數字視頻傳輸的方式,可在一根光纖中同時傳輸8路以上視頻信號。系統在總體設計時,確定了基于FPGA的設計方案,采用ADI公司的AD9280和AD9708芯片實現A/D轉換和D/A轉換,在FPGA里實現系統的時分復用/解復用、視頻數據壓縮/解壓縮和線路碼編解碼,利用光收發一體模塊實現電光轉換和光電轉換。視頻壓縮采用LZW無損壓縮算法,用Verilog語言設計了壓縮模塊和解壓縮模塊,利用Xilinx公司的IP核生成工具Core Generator生成FIFO來緩存壓縮/解壓縮單元的輸入輸出數據,光纖線路碼采用CIMT碼,設計了編解碼模塊,解碼過程中,利用數字鎖相環來實現發射與接收的幀同步,在ISE8.2和Modelsim仿真環境下對FPGA模塊進行了功能仿真和時序仿真,并在Spartan-3E開發板和視頻擴展板上完成了系統的硬件調試與驗證工作,實驗證明,系統工作穩定,圖像清晰,實時傳輸效果好,可用于交通、安防、工業監控等多個領域。 本文將視頻壓縮和線路碼編解碼在FPGA里實現,利用FPGA的并行處理優勢,大大提高了系統的處理速度,使系統具有集成度高、靈活性強、調試方便、抗干擾能力強、易于升級等特點。
上傳時間: 2013-06-27
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