在電力現(xiàn)代化建設中，提高發(fā)電機發(fā)電效率是其中重要的一環(huán)，氫氣作為導熱性冷卻介質廣泛的應用于發(fā)電設備，作為冷卻劑，它可以有效地提高其發(fā)電效率，但它又是一種易燃易爆氣體，所以使氫氣參數(shù)處于正常范圍，保證發(fā)電機高效、安全正常工作就變得至關重要，因此對氫氣參數(shù)進行實時監(jiān)測有著重要的意義。 本論文研究和開發(fā)了基于ARM和CPLD的氫氣參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)，首先簡要的分析了氫冷發(fā)電機系統(tǒng)對氫氣參數(shù)進行監(jiān)測的必要性以及當前電力系統(tǒng)氫氣參數(shù)監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展情況。然后提出了一種利用無線通信手機短消息業(yè)務SMS、工控總線Modbus通信協(xié)議和RR485總線、SD卡海量存儲等技術實現(xiàn)發(fā)電機系統(tǒng)多氫氣參數(shù)的現(xiàn)場實時監(jiān)測系統(tǒng)的設計方案。該方案以功能強大的ARM處理器作為系統(tǒng)的核心。采用高精度的16位AD轉換芯片，并使用兩種濾波算法的結合對信號進行數(shù)字濾波，滿足系統(tǒng)對氫氣參數(shù)采集精度的要求。同時系統(tǒng)結合CPLD技術，用于解決系統(tǒng)內微控器I/O口不足以及SD卡驅動的問題，本論文采用一片CPLD擴展I/O口，每一個擴展的I/O口都分配固定的地址，ARM微控器可以通過外部總線控制擴展I/O口的輸出電平。SD卡(Secure Digital Memory Card)中文翻譯為安全數(shù)碼卡，是一種基于半導體快閃記憶器的新一代記憶設備，具有低成本，大容量的特點，系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)存儲使用了SD卡作為存儲介質，系統(tǒng)并沒有直接使用ARM處理器讀寫SD卡，而是使用了擁有1270個邏輯單元的MAXⅡ1270 CPLD來驅動SD卡，在CPLD中使用VHDL語言設計了SD卡的總線協(xié)議，外部總線接口，SRAM的讀寫時序等，這樣既可以提高微處理器SD卡的讀寫速度，增強微處理器程序的移植性，又可以簡化微處理器讀寫SD卡的步驟并減少微處理器的負擔。 本論文的無線數(shù)據(jù)傳輸采用GSM無線通信技術的SMS業(yè)務遠傳現(xiàn)場數(shù)據(jù)，設計了GSM模塊的軟件硬件，實現(xiàn)了報警等數(shù)據(jù)的無線傳輸，系統(tǒng)的有線傳輸采用了基于Modbus通信協(xié)議的RS485總線通信方式，采用這兩種通信方式使系統(tǒng)的通信更加靈活、可靠。本論文最后分析了系統(tǒng)的不足并且提出了具體的改進方向。
上傳時間： 2013-05-26
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數(shù)字通信系統(tǒng)中，在實際信道上傳輸數(shù)字信號時，由于信道傳輸特性不理想及噪聲的影響，接收端所收到的數(shù)字信號不可避免地會發(fā)生錯誤。為了減小誤碼率，提高接收質量，必須采用差錯控制編碼。對于數(shù)字視頻通信系統(tǒng)這類高碼率，高要求的系統(tǒng)，為了提供優(yōu)良的圖象質量，采用差錯控制編碼尤為重要。 本文采用的DVB-T系統(tǒng)差錯控制技術是針對于數(shù)字視頻通信而設計的，提出了糾錯編碼結合交織技術的實現(xiàn)方案，即RS(204，188，8)截短碼、卷積交織、卷積碼三種技術的級聯(lián)。各技術中的參數(shù)設計為輸入的MPEG-2傳輸流(TS流)提供了便利，在編碼后可以保持傳輸流的幀結構和同步字節(jié)不改變，使接收端的同步捕獲和同步跟蹤成為可能。 本文首先簡要介紹了差錯控制技術，DVB-T系統(tǒng)，以及硬件實現(xiàn)所用到的FPGA實現(xiàn)方法。然后分別研究RS碼、卷積交織、卷積碼的編解碼原理，并提出了三類技術的硬件實現(xiàn)方案。其中，重點論述了RS碼解碼的硬件實現(xiàn)。將RS碼解碼分為四個模塊：伴隨式計算，BM迭代，錢搜索和錯誤值計算，分別講述每個模塊的電路設計方案并給出仿真結果。最后，將該差錯控制系統(tǒng)應用于一個輸出速率恒定的實際數(shù)字視頻通信系統(tǒng)中，按系統(tǒng)需要，加入了接口電路和速率控制的設計。
上傳時間： 2013-04-24
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在利益的驅使下，超限運輸在世界各地已成為了普遍現(xiàn)象。這給國家?guī)砹酥T多經(jīng)濟和社會問題。實踐證明動態(tài)稱重系統(tǒng)（WIM）能有效地抑制超限運輸，但同時也存在部分問題，這些問題的解決有賴于國家相關法規(guī)的出臺，也有賴于關鍵測量設備（WIM系統(tǒng)）性能的提高。 由于應變式稱重傳感器容易受到各種環(huán)境干擾，對環(huán)境適應性差，課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器，它具有很強的抗干擾性，利于提高系統(tǒng)測量精度。使用光纖傳感器的關鍵是波長解調技術，本文在比較了幾種常見解調技術的前提下，結合課題的實際情況選用了基于F-P腔可調諧濾波解調方法，文章在分析該解調方法原理的基礎上，設計了解調器中的各個硬件電路模塊；此外，為了提高數(shù)據(jù)采集、傳輸?shù)男剩恼逻€對數(shù)據(jù)緩沖電路進行了設計，在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術。 鑒于動態(tài)稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲，稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗知識的基礎上，將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結合應用在動態(tài)稱重系統(tǒng)中，為了驗證算法的有效性，利用MATLAB對實測數(shù)據(jù)進行了仿真分析，結果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態(tài)稱重系統(tǒng)性能指標的另一方面是提高系統(tǒng)運行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺，處理器時鐘可高達400MHz；軟件上采用了多用戶、多任務的Linux操作系統(tǒng)平臺。文章對操作系統(tǒng)linux2.6進行了合適的配置，成功地將它移植到了課題的ARM平臺上，并且在此操作系統(tǒng)上設計了基于MiniGUI的人機交互界面及波長解調和數(shù)據(jù)緩沖電路的驅動程序。
標簽： ARM 光纖傳感技術 動態(tài)稱重 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-26
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該文利用FPGA技術,設計了全概率寬帶數(shù)字接收機的實驗平臺,并在其上提出了數(shù)字接收機實現(xiàn)的可行性方法,以及對這些方法的驗證.該文的主要貢獻和創(chuàng)新有以下幾個方面.提出了并行結構算法的工程實現(xiàn),討論了解決前端采樣的高速數(shù)據(jù)流遠遠超過后端DSP處理能力問題的可行性方法.利用多相濾波下變頻的并行結構特點,使濾波器能夠以高效的形式實現(xiàn),也使得后端的混頻能夠工作在一個較低的速率上.經(jīng)過多相濾波下變頻處理后的數(shù)據(jù),在速率和數(shù)量上都有大幅減少,達到了現(xiàn)有通用DSP器件的處理能力的要求.針對多相濾波下變頻與短數(shù)據(jù)快速測頻算法的特點,用FPGA搭建了其實驗模型,并利用微機EPP接口,對實驗目標板進行控制并與其進行數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活對各種實現(xiàn)方法加以驗證、比較.同時也給調試帶來了方便,可以每個模塊單獨調試而不用改變硬件結構,使調試效率大大提高.該平臺也可用來對其他數(shù)字處理算法進行實現(xiàn)性分析與實驗.參考軟件無線電設計的概念和國內外相關文獻,提出了多項濾波下變頻結構的FPGA實現(xiàn).傳統(tǒng)的DDC通過數(shù)字混頻、濾波、抽取實現(xiàn)數(shù)字下變頻,在高速A/D和電子偵察環(huán)境條件下商用DDC不能使用.該文采用濾波器多相分解方法,按數(shù)字混頻序列劃分調諧信道,使用先抽取,后低通濾波,再混頻的數(shù)字下變頻結構,高效實現(xiàn)了變載頻帶通信號數(shù)字下變頻.結合多相濾波下變頻結構、算法對測頻精度及速度的要求,提出了短數(shù)據(jù)快速測頻算法的具體實現(xiàn),使用流水線的設計方法,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率,在盡可能短的時間內提供多相濾波下變頻所需的載頻位置信息.以上兩部分的FPGA實現(xiàn)除了純粹的算法模塊外,還包括測試用的外圍模塊,以及運行于實驗平臺上的控制模塊、緩存、數(shù)據(jù)控制等.這些模塊也用FPGA來實現(xiàn).
上傳時間： 2013-06-22
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隨著社會的進步，經(jīng)濟的發(fā)展以及我國入世以后汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，使得國內交通車輛與日劇增，隨之帶來的交通擁擠、交通堵塞、車輛盜竊等一系列問題成為人們生活中最直接的安全隱患。運用無線通信技術、ARM技術和GPS定位技術的車輛監(jiān)控系統(tǒng)可以有效的解決這些問題，滿足運輸效率和安全保障的需要，并且?guī)順O大的經(jīng)濟效益和社會效益。 通過對車輛監(jiān)控系統(tǒng)和相關技術的研究與分析，本文提出了基于ARM和GPS的車輛監(jiān)控系統(tǒng)研究。與傳統(tǒng)的單片機控制的車輛監(jiān)控系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)克服了單片機系統(tǒng)因其功能簡單、無操作系統(tǒng)、程序移植性差而只能滿足簡單控制的缺點，能實現(xiàn)復雜任務的監(jiān)控，例如顯示復雜的電子地圖、數(shù)據(jù)進行復雜計算、高端產(chǎn)品甚至有網(wǎng)絡互聯(lián)和Web瀏覽功能等等。同時該系統(tǒng)采用了GPRS無線通訊方式，具有資源利用率高、傳輸速率高、計費合理等特點，解決了以往采用SMS短消息通訊技術中存在的通訊費用高、消息延時和消息丟失等問題，提高了系統(tǒng)的實時性和可靠性。 論文首先介紹了在車輛監(jiān)控系統(tǒng)中應用的GPS全球衛(wèi)星定位技術和GPRS通用無線分組業(yè)務，在GPS定位技術中介紹了GPS系統(tǒng)組成、GPS信號和編碼、定位原理以及GPS誤差；在GPRS通訊技術中介紹了GPRS的概念、GPRS網(wǎng)絡的總體結構、GPRS的主要優(yōu)點及發(fā)展動向。 論文隨后分為車輛監(jiān)控系統(tǒng)總體結構與功能、車載端的研究與設計、監(jiān)控中心的研究與數(shù)據(jù)庫設計三大部分進行介紹。車輛監(jiān)控系統(tǒng)由車載端、監(jiān)控中心和兩者之間的通訊網(wǎng)絡三部分組成，車載端主要由GPS定位模塊、GPRS通信模塊和ARM數(shù)據(jù)處理與控制模塊這三大模塊構成；監(jiān)控中心包括Internet接入設備、中心服務器、監(jiān)控端計算機以及一些輔助設備等。車載端分布在各個移動車輛上，負責接受OPS衛(wèi)星定位信息，通過數(shù)據(jù)控制處理器解算出車輛所處的位置坐標，坐標數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后通過GPRS模塊，最后將數(shù)據(jù)通過通訊網(wǎng)絡GPRS發(fā)送到監(jiān)控中心的信息服務器，信息服務器將收到的車臺數(shù)據(jù)經(jīng)過預處理之后分發(fā)給監(jiān)控終端。
標簽： ARM GPS 車輛監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-06-14
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自上世紀90年代Linux首次應用于嵌入式系統(tǒng)，至今已過了近10年。10年間，隨著芯片技術、總線技術以及計算機技術的發(fā)展，嵌入式處理器也從8位單片機時代發(fā)展到了如今高低端處理器百花齊放的時代。32位、16位處理器的價格不再是那么高不可攀。在這種背景下，本課題擬研究一種適用于小規(guī)模現(xiàn)場的，低成本的，具有RS-232C和CAN總線通訊方式且可在線進行軟件更新的監(jiān)控系統(tǒng)。 現(xiàn)今，很多監(jiān)控系統(tǒng)都以裝有微軟操作系統(tǒng)的IPC作為監(jiān)督平臺，以單片機、PLC、DSP等作為DDC控制器，通過串口等方式通訊。其開發(fā)周期短，但成本總體較高，通訊方式單一。 本課題首先對幾種嵌入式處理器和嵌入式操作系統(tǒng)進行比較，確定了以ARM核的處理器和Linux作為本監(jiān)督平臺的處理器和操作系統(tǒng)；其次研究了Linux在ARM上的移植以及運行過程，包括引導加載程序vivi、Linux2.6內核、根文件系統(tǒng)、各種外設(包括觸摸屏與以太網(wǎng)等)驅動程序的移植，以及基于Qt/E的串口通訊的圖形用戶界面的開發(fā)；最后對CAN總線以及RS-232C通訊方式在ARM7核的處理器及單片機上的應用進行研究。 基于以上研究開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)督平臺以S3C2410處理器為核心，以Linux2.6內核為操作系統(tǒng)，以觸摸屏為主要人機界面，具有RS-232C和以太網(wǎng)通訊方式，其成本較低，體積較小，功能較為靈活；其DDC控制器由基于STC5410AD和ARM7核的LPC2119的兩塊控制板以及一塊RS-232C與CAN總線轉換板組成，其控制功能更加強大，通訊方式也更加多樣化；另外，監(jiān)督平臺與DDC控制器均可在線更新程序，降低了系統(tǒng)維護難度。 經(jīng)過實踐調試，本監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件均工作正常，實現(xiàn)了預期目標。本監(jiān)控系統(tǒng)可應用于電力、化工、機電等多個領域的現(xiàn)場，具有較強的通用性。
標簽： Linux ARM 監(jiān)控 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-08
上傳用戶：zhch602
LDPC(低密度奇偶校驗碼)編碼是提高通信質量和數(shù)據(jù)傳輸速率的關鍵技術。LDPC碼應用于實際通信系統(tǒng)是本課題的研究重點。實際通信要求在LDPC碼長盡量短、碼率盡量高及硬件可實現(xiàn)的前提下，結合連續(xù)相位MSK調制，滿足歸一化信噪比SNR=2dB時，系統(tǒng)誤碼率低于10-4。根據(jù)課題背景，本文主要研究基于FPGA的LDPC編碼器設計與實現(xiàn)。 LDPC碼的編碼復雜度往往與其幀長的平方成正比，編碼復雜度大，成為編碼硬件實現(xiàn)的一個障礙；論文針對實際系統(tǒng)的預期指標，通過對多種矩陣構造算法的預選方案及影響LDPC碼性能參數(shù)仿真分析，基于1/2碼率，1024和2048兩種幀長，設計了三種編碼器的備選方案，分別為直接下三角編碼器，串行準循環(huán)編碼器和二階準循環(huán)編碼器。 對于每種編碼器，分別設計了其整體結構，并對每種編碼器的功能模塊進行深入研究，設計完成后利用第3方軟件MODELSIM對編碼器進行了時序仿真；根據(jù)時序仿真結果和綜合報告對三種編碼方案進行比較，最終選擇串行準循環(huán)編碼器作為硬件實現(xiàn)的編碼方案。 最后，在FPGA中硬件實現(xiàn)了串行準循環(huán)編碼器并對其進行測試，利用MATLAB仿真程序和串口通信工具最終驗證了這種編碼器的正確性和硬件可實現(xiàn)性。
標簽： LDPC FPGA 編碼器 實現(xiàn)研究
上傳時間： 2013-08-02
上傳用戶：林魚2016
擴頻通信是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中的一種重要的通信方式，具有較強的抗干擾、抗多徑性能以及頻譜利用率高、多址通信等諸多優(yōu)點，得到了廣泛的應用。FPGA以其功能強大，開發(fā)過程投資少、周期短，可反復修改，保密性能好，開發(fā)工具智能化等特點成為當今硬件設計的重要方式。本文研究了直接序列擴頻系統(tǒng)，重點研究了擴頻部分和解擴部分，對擴頻碼的性能、匹配濾波器以及頻差相差的估計和修正等關鍵技術進行了詳細的分析和說明。在此基礎上，運用VHDL語言進行了FPGA部分的功能實現(xiàn)，給出了一些相關的仿真及測試結果。最后對該系統(tǒng)還需進一步研究的問題進行了簡要的介紹，對調試過程中的出現(xiàn)的一些問題進行了簡單的分析和小結。
上傳時間： 2013-05-26
上傳用戶：四只眼
碼元定時恢復(位同步)技術是數(shù)字通信中的關鍵技術。位同步信號本身的抖動、錯位會直接降低通信設備的抗干擾性能，使誤碼率上升，甚至會使傳輸遭到完全破壞。尤其對于突發(fā)傳輸系統(tǒng)，快速、精確的定時同步算法是近年來研究的一個焦點。本文就是以Inmarsat GES/AES數(shù)據(jù)接收系統(tǒng)為背景，研究了突發(fā)通信傳輸模式下的全數(shù)字接收機中位同步方法，并予以實現(xiàn)。 本文系統(tǒng)地論述了位同步原理，在此基礎上著重研究了位同步的系統(tǒng)結構、碼元定時恢復算法以及衡量系統(tǒng)性能的各項指標，為后續(xù)工作奠定了基礎。 首先根據(jù)衛(wèi)星系統(tǒng)突發(fā)信道傳輸?shù)奶攸c分析了傳統(tǒng)位同步方法在突發(fā)系統(tǒng)中的不足，接下來對Inmarsat系統(tǒng)的短突發(fā)R信道和長突發(fā)T信道的調制方式和幀結構做了細致的分析，并在Agilent ADS中進行了仿真。 在此基礎上提出了一種充分利用報頭前導比特信息的，由滑動平均、閾值判斷和累加求極值組成的快速報頭時鐘捕獲方法，此方法可快速精準地完成短突發(fā)形式下的位同步，并在FPGA上予以實現(xiàn)，效果良好。 在長突發(fā)形式下的報頭時鐘捕獲后還需要對后續(xù)數(shù)據(jù)進行位同步跟蹤，在跟蹤過程中本論文首先用DSP Builder實現(xiàn)了插值環(huán)路的位同步算法，進行了Matlab仿真和FPGA實現(xiàn)。并在插值環(huán)路的基礎上做出改進，提出了一種新的高效的基于移位算法的位同步方案并予以FPGA實現(xiàn)。最后將移位算法與插值算法進行了性能比較，證明該算法更適合于本項目中Inmarsat的長突發(fā)信道位同步跟蹤。 論文對兩個突發(fā)信道的位同步系統(tǒng)進行了理論研究、算法設計以及硬件實現(xiàn)的全過程，滿足系統(tǒng)要求。
上傳時間： 2013-04-24
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本課題涉及先進的FPGA技術引入到數(shù)控插補時某些算法的改進，主要目的是更好的利用FPGA具有系統(tǒng)芯片化、高可靠性、開發(fā)設計周期短等特點，及具有系統(tǒng)內可再編程的性能，來解決目前軟件插補速度慢而硬件插補設計復雜、調整和修...
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：gjzeus
