發(fā)電機(jī)互感器是電力系統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行電能計(jì)量和繼電保護(hù)的重要設(shè)備之一，其伏安特性與發(fā)電機(jī)安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行密切相關(guān)。針對(duì)目前傳統(tǒng)基于8位單片機(jī)所開發(fā)的伏安特性測(cè)試系統(tǒng)的不足，利用流行的嵌入式處理技術(shù)，選取性價(jià)比高的ARM內(nèi)核處理器LPC2214和性能穩(wěn)定的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ作為開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)伏安特性測(cè)試系統(tǒng)。 該系統(tǒng)主要包括在線測(cè)試、設(shè)置參數(shù)、查詢數(shù)據(jù)、串口通訊等功能。本文完成了上述功能的軟件設(shè)計(jì)和開發(fā)，尤其是在線測(cè)試功能中對(duì)于伏案特性曲線顯示方案的設(shè)計(jì)，本文在深入研究顯示模塊的工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合系統(tǒng)的顯示要求，改進(jìn)了伏案特性顯示方法，從而使得本系統(tǒng)不僅能夠?qū)崟r(shí)顯示伏安特性曲線，并且能夠動(dòng)態(tài)顯示測(cè)量曲線，為系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。此外，基于系統(tǒng)與上位機(jī)之間的串口通訊功能，利用LabWindow/CVI7.0開發(fā)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)虛擬環(huán)境，以滿足用戶對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)一步分析的需求。 經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試證明，該系統(tǒng)不僅減少了傳統(tǒng)測(cè)試中所用的儀器數(shù)量，特別在簡(jiǎn)化發(fā)電機(jī)互感器的測(cè)試流程，增加現(xiàn)場(chǎng)操作的自動(dòng)化程度，提高互感器測(cè)試的精度等方面表現(xiàn)突出，從而為提升發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作率創(chuàng)造了有利條件。
標(biāo)簽： ARM 發(fā)電機(jī) 互感器 伏安特性
上傳時(shí)間： 2013-06-26
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嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)建立在嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式硬件系統(tǒng)平臺(tái)之上,具有起點(diǎn)高、概念新、實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。它涉及嵌入式硬件設(shè)計(jì)、嵌入式操作系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、人臉識(shí)別算法等領(lǐng)域的研究；嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)攜帶方便、安裝快捷、機(jī)動(dòng)性強(qiáng),可廣泛應(yīng)用于各類門禁系統(tǒng)、戶外機(jī)動(dòng)布控的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)等特殊場(chǎng)合,因此對(duì)嵌入式人臉識(shí)別的研究工作具有突出的理論意義和廣泛的應(yīng)用前景。 本文是上海市經(jīng)委創(chuàng)新研究項(xiàng)目《射頻識(shí)別RFID系統(tǒng)-自動(dòng)識(shí)別和記錄人群的身份》(編號(hào)：04-11-2)與上海市科委AM基金項(xiàng)目《基于ARM和RFID芯片的自組織安全監(jiān)控系統(tǒng)的研制》(編號(hào)：0512)的主要研究?jī)?nèi)容之一。論文從構(gòu)建自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)所需解決的若干關(guān)鍵問題入手,重點(diǎn)探討了基于嵌入式ARM微處理器的實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)、關(guān)鍵特征定位、高效的人臉特征描述、魯棒的人臉識(shí)別分類器及自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)等問題的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)表現(xiàn)在以下方面： 1實(shí)現(xiàn)了結(jié)合膚色校驗(yàn)的Haar特征級(jí)聯(lián)分類器嵌入式實(shí)時(shí)人臉檢測(cè),提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級(jí)聯(lián)分類器人眼檢測(cè)算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法。 復(fù)雜背景中的人臉檢測(cè)是自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)首先要解決的關(guān)鍵問題,通過對(duì)基于膚色模型和基于Haar特征級(jí)聯(lián)強(qiáng)分類器的人臉檢測(cè)算法的分析研究,綜合兩個(gè)算法的優(yōu)點(diǎn),提出了基于膚色模型校驗(yàn)和Haar特征級(jí)聯(lián)強(qiáng)分類器的嵌入式實(shí)時(shí)人臉檢測(cè)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法不僅解決了復(fù)雜背景中的類膚色和類人臉結(jié)構(gòu)問題,而且具有較高的檢測(cè)率和較快的檢測(cè)速度,同時(shí)對(duì)光照、尺度等變化條件下的人臉檢測(cè)也具有較強(qiáng)的魯棒性。 人眼檢測(cè)與瞳孔定位在人臉歸一化和有效人臉特征抽取等方面起著非常重要的作用,為了快速檢測(cè)人眼并精確定位人眼瞳孔中心,論文提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級(jí)聯(lián)分類器人眼檢測(cè)算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法,首先利用人眼檢測(cè)分類器在人臉區(qū)域內(nèi)完成對(duì)人眼位置的檢測(cè),然后通過對(duì)檢測(cè)到的人眼進(jìn)行遮罩掩磨、簡(jiǎn)單圖像形態(tài)學(xué)變換及橢圓擬合實(shí)現(xiàn)瞳孔中心的精確定位。測(cè)試結(jié)果表明該算法只需幾百毫秒便能完成人眼檢測(cè)與瞳孔中心定位整個(gè)過程,在保證檢測(cè)速度較快的同時(shí),還能確保較高的定位精度。 2 針對(duì)傳統(tǒng)線性判別分析法存在的小樣本問題(sss),通過調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法及相應(yīng)的人臉識(shí)別方法人臉識(shí)別中的小樣本問題使線性判別分析算法的類內(nèi)散布矩陣發(fā)生嚴(yán)重退化,導(dǎo)致問題無法求解。本文在人臉識(shí)別小樣本問題的基礎(chǔ)上,通過調(diào)整Fisher判別準(zhǔn)則,利用類間散布矩陣的補(bǔ)空間巧妙地避開類內(nèi)散布矩陣的求逆運(yùn)算,通過訓(xùn)練集每類樣本的樣本數(shù)信息自適應(yīng)改變調(diào)整參數(shù),實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)線性判別分析算法,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法能有效解決人臉識(shí)別中的小樣本問題。 3 提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,有效地解決了Gabor特征抽取維數(shù)過高的問題。 Gabor小波對(duì)圖像的光照、尺度變化具有較強(qiáng)魯棒性,是一種良好的人臉特征表征方法。但維數(shù)過高的Gabor特征造成應(yīng)用系統(tǒng)的維數(shù)災(zāi)難,為解決Gabor特征的維數(shù)災(zāi)難問題,論文第四章提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,該算法不僅有效地降低了人臉特征向量維數(shù),縮小了人臉特征庫的規(guī)模,同時(shí)降低了核心算法的時(shí)間和空間復(fù)雜度,而且具有與傳統(tǒng)Gabor特征抽取算法同樣的魯棒性。 4 結(jié)合有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取、自適應(yīng)線性判別分析算法和基于支持向量機(jī)分類策略,提出并實(shí)現(xiàn)了基于支持向量機(jī)的嵌入式人臉識(shí)別和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)支持向量機(jī)通過引入核技巧對(duì)訓(xùn)練樣本進(jìn)行學(xué)習(xí)構(gòu)造最小化錯(cuò)分風(fēng)險(xiǎn)的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強(qiáng)大的非線性和高維處理能力,而且具有更強(qiáng)的泛化能力。本文研究了支持向量機(jī)的多類分類策略和訓(xùn)練方法,并結(jié)合論文中提出的基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征提取算法、自適應(yīng)線性判別分析算法,首次在基于Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式ARM平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)了具有較強(qiáng)魯棒性的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)。 5 提出并初步實(shí)現(xiàn)了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案為解決嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)在海量人臉庫中進(jìn)行識(shí)別的難題,論文提出并初步實(shí)現(xiàn)了基于客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案。 客戶機(jī)(嵌入式平臺(tái))完成對(duì)人臉圖像的檢測(cè)、歸一化處理和人臉特征提取,然后通過無線網(wǎng)絡(luò)將提取后的人臉特征數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端,由服務(wù)器在海量人臉庫中完成人臉識(shí)別,并將識(shí)別后的結(jié)果通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)娇蛻魴C(jī)顯示輸出,從而實(shí)現(xiàn)基于客戶機(jī)/服務(wù)器無線網(wǎng)絡(luò)模型的嵌入式遠(yuǎn)距離人臉識(shí)別方案。 6 結(jié)合我們開發(fā)的基于ARM的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng),從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度探討了在嵌入式系統(tǒng)中進(jìn)行人臉識(shí)別應(yīng)用設(shè)計(jì)的思路及應(yīng)該注意的問題雖然嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)的性能很大程度上取決于高效的人臉特征描述和魯棒的人臉識(shí)別核心算法。但是,嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想對(duì)嵌入式人臉識(shí)別系統(tǒng)的性能影響同樣值得重視。本文第六章重點(diǎn)闡述了嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路,并結(jié)合我們自主開發(fā)的嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別系統(tǒng)和嵌入式人像比對(duì)系統(tǒng)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)的角度探討了嵌入式人臉識(shí)別應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的關(guān)鍵技術(shù)問題。 結(jié)合本文提出的算法我們?cè)赑C上完成對(duì)人臉識(shí)別分類器的訓(xùn)練,然后在嵌入式ARM開發(fā)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了嵌入式自動(dòng)人臉識(shí)別、嵌入式人像比對(duì)兩個(gè)便攜式人員身份認(rèn)證系統(tǒng),經(jīng)測(cè)試運(yùn)行效果良好。所提出的人臉識(shí)別算法不僅具有一定的理論參考價(jià)值,而且對(duì)于嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用開發(fā)、AFR應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)也具有一定的借鑒意義。
標(biāo)簽： ARM 架構(gòu) 嵌入式 人臉識(shí)別
上傳時(shí)間： 2013-05-18
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隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實(shí)現(xiàn)，能夠獨(dú)立工作的溫度檢測(cè)和顯示系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可靠性和實(shí)時(shí)性相對(duì)較差，溫度測(cè)量的精度和準(zhǔn)確度較低，而且大多采用有線方式對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行控制，這不利于應(yīng)用的擴(kuò)展。近年來，嵌入式系統(tǒng)和無線通信技術(shù)(特別是短消息業(yè)務(wù))受到遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)領(lǐng)域研究者的密切關(guān)注，成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。本文提出了一種將帶有I2C總線的ARM嵌入式微處理器和短消息業(yè)務(wù)(SMS)用于溫度檢測(cè)系統(tǒng)中的方法，實(shí)現(xiàn)了溫度的多點(diǎn)監(jiān)測(cè)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： (1)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)。采用以ARM微處理器LPC2290芯片為核心的嵌入式工控板，通過對(duì)Benq無線通信模塊M22的控制，接收并識(shí)別監(jiān)測(cè)中心發(fā)過來的短消息內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)了多點(diǎn)溫度的采集及顯示；采用八個(gè)帶有I2C總線接口的數(shù)字溫度傳感器LM75，組成八點(diǎn)溫度采集電路：利用帶有I2C總線接口的LED驅(qū)動(dòng)器件ZLG7290及共陰式數(shù)碼管為溫度顯示電路，保證了溫度測(cè)量的精度和準(zhǔn)確度。 (2)多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)。根據(jù)整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的特點(diǎn)，提出了軟件設(shè)計(jì)的總體思路，并以ADS1.2為集成開發(fā)環(huán)境，將μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)代碼移植到LPC2290中；采用分層體系思想，使用標(biāo)準(zhǔn)C語言編寫程序，結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)管理、信號(hào)量等機(jī)制，并調(diào)用相關(guān)的應(yīng)用程序接口函數(shù)(API函數(shù))，設(shè)計(jì)了包括溫度采集、溫度顯示、短消息接收與發(fā)送等多個(gè)子程序。 (3)監(jiān)測(cè)中心軟件設(shè)計(jì)。為了增強(qiáng)系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)管理功能，使用Visual C++6.0及ADO數(shù)據(jù)庫技術(shù)編寫了監(jiān)測(cè)中心軟件人機(jī)交互界面，通過串口使另一M22無線通信模塊同監(jiān)測(cè)中心上位機(jī)的通信，實(shí)現(xiàn)了在PC機(jī)上發(fā)送短消息指令對(duì)下位機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，并將接收到的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Access數(shù)據(jù)庫中以便分析處理。 嵌入式技術(shù)和短消息業(yè)務(wù)在一定程度上提高了多點(diǎn)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的測(cè)量精度、可靠性、穩(wěn)定性和實(shí)時(shí)性，對(duì)改進(jìn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制方式和數(shù)據(jù)傳輸方式有一定的意義，也為對(duì)嵌入式應(yīng)用項(xiàng)目的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽： ARM 多點(diǎn) 溫度監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-08
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H.264作為新一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，相比上一代視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)MPEG2，在相同畫質(zhì)下，平均節(jié)約64﹪的碼流。該標(biāo)準(zhǔn)僅設(shè)定了碼流的語法結(jié)構(gòu)和解碼器結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)靈活性極大，其規(guī)定了三個(gè)檔次，每個(gè)檔次支持一組特定的編碼功能，并支持一類特定的應(yīng)用，因此。H.264的編碼器的設(shè)計(jì)可以根據(jù)需求的不同而不同。 H.264雖然具有優(yōu)異的壓縮性能，但是其復(fù)雜度卻比一般編碼器高的多。本文對(duì)H.264進(jìn)行了編碼復(fù)雜度分析，并統(tǒng)計(jì)了整個(gè)軟件編碼中計(jì)算量的分布。H.264中采用了率失真優(yōu)化算法，提高了幀內(nèi)預(yù)測(cè)編碼的效率。在該算法下進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測(cè)時(shí)，為了得到一個(gè)宏塊的預(yù)測(cè)模式，需要進(jìn)行592次率失真代價(jià)計(jì)算。因此為了降低幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇的計(jì)算復(fù)雜度，本文改進(jìn)了幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法。實(shí)踐證明，在PSNR值的損失可以忽略不計(jì)的情況下，該算法相比原算法，幀內(nèi)編碼時(shí)間平均節(jié)約60﹪以上，對(duì)編碼的實(shí)時(shí)性有較大幫助。 為了實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)編碼，考慮到FPGA的高效運(yùn)算速度和使用靈活性，本文還研究了H.264編碼器基本檔次的FPGA實(shí)現(xiàn)。首先研究了H.264編碼器硬件實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，并對(duì)影響編碼速度，且具有硬件實(shí)現(xiàn)優(yōu)越性的幾個(gè)重要部分進(jìn)行了算法研究和FPGA.實(shí)現(xiàn)。本文主要研究了H.264編碼器中整數(shù)DCT變換、量化、Zig-Zag掃描、CAVLC編碼以及反量化、逆整數(shù)DCT變換等部分。分別對(duì)這些模塊進(jìn)行了綜合和時(shí)序仿真，并將驗(yàn)證后通過的系統(tǒng)模塊下載到Xilinx virtex-Ⅱ Pro的FPGA中，進(jìn)行了在線測(cè)試，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)輸入的殘差數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)壓縮編碼的功能。 本文對(duì)H.264編碼器幀內(nèi)預(yù)測(cè)模式選擇算法的改進(jìn)，算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，對(duì)軟件編碼的實(shí)時(shí)性有很大幫助。本文對(duì)在單片F(xiàn)PGA上實(shí)現(xiàn)H.264編碼器做出了探索性嘗試，這對(duì)H.264編碼器芯片的設(shè)計(jì)有著積極的借鑒性。
標(biāo)簽： FPGA 264 幀內(nèi)預(yù)測(cè) 算法優(yōu)化
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步進(jìn)電機(jī)是將電脈沖信號(hào)變換成角位移或直線位移的執(zhí)行部件。步進(jìn)電機(jī)可以直接用數(shù)字信號(hào)驅(qū)動(dòng)，使用非常方便。一般電動(dòng)機(jī)都是連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)的，而步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則有定位和運(yùn)轉(zhuǎn)兩種基本狀態(tài)，當(dāng)有脈沖輸入時(shí)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)一步一步地轉(zhuǎn)動(dòng)，每給它一個(gè)脈沖信號(hào)，它就轉(zhuǎn)過一定的角度。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的角位移量和輸入脈沖的個(gè)數(shù)嚴(yán)格成正比，在時(shí)間上與輸入脈沖同步，因此只要控制輸入脈沖的數(shù)量、頻率及電動(dòng)機(jī)繞組通電的相序，便可獲得所需的轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)動(dòng)方向。在沒有脈沖輸入時(shí)，在繞組電源的激勵(lì)下氣隙磁場(chǎng)能使轉(zhuǎn)子保持原有位置處于定位狀態(tài)。因此非常適合于單片機(jī)控制。步進(jìn)電機(jī)還具有快速啟動(dòng)、精確步進(jìn)和定位等特點(diǎn)，因而在數(shù)控機(jī)床，繪圖儀，打印機(jī)以及光學(xué)儀器中得到廣泛的應(yīng)用。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)已成為除直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)以外的第三類電動(dòng)機(jī)。傳統(tǒng)電動(dòng)機(jī)作為機(jī)電能量轉(zhuǎn)換裝置，在人類的生產(chǎn)和生活進(jìn)入電氣化過程中起著關(guān)鍵的作用。步進(jìn)電機(jī)可以作為一種控制用的特種電機(jī)，利用其沒有積累誤差(精度為100%)的特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。
標(biāo)簽： 單片機(jī)控制 步進(jìn)電機(jī) 調(diào)速系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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ISO和ITU-T制定的一系列視頻編碼國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的推出，開創(chuàng)了視頻通信和存儲(chǔ)應(yīng)用的新紀(jì)元。從H.261視頻編碼建議，到H.262/3、MPEG-1/2/4等都有一個(gè)共同的不斷追求的目標(biāo)，即在盡可能低的碼率(或存儲(chǔ)容量)下獲得盡可能好的圖像質(zhì)量。 本課題的研究建立在目前主流的壓縮算法的基礎(chǔ)上，綜合出各種標(biāo)準(zhǔn)中實(shí)現(xiàn)途徑的共性和優(yōu)勢(shì)，將算法的主體移植于FPGA(FieldProgrammableGateArray)平臺(tái)上。憑借該種類嵌入式系統(tǒng)配置靈活、資源豐富的特點(diǎn)，建立一個(gè)可重構(gòu)的內(nèi)核處理模塊。進(jìn)一步的完善算法(運(yùn)算速度、精度)和外圍系統(tǒng)后，就可作為專用視頻壓縮編碼器進(jìn)行門級(jí)電路設(shè)計(jì)的原型，構(gòu)建一個(gè)片上可編程的獨(dú)立系統(tǒng)。 編碼器設(shè)計(jì)有良好的應(yīng)用前景，通過使用離散余弦變換和熵編碼，對(duì)運(yùn)動(dòng)圖像從空間上進(jìn)行壓縮編碼，使得編碼后的數(shù)據(jù)流適合于傳輸、通信、存儲(chǔ)和編輯等方面的要求。同時(shí)，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)將解碼的工作量大幅度降低，功能模塊在作適當(dāng)?shù)母膭?dòng)后可為解碼器的參考設(shè)計(jì)使用。 研究所涉及的各功能模塊都進(jìn)行了系統(tǒng)性的仿真和綜合，滿足工程樣機(jī)的前期研發(fā)需要。
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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該文利用FPGA技術(shù),設(shè)計(jì)了全概率寬帶數(shù)字接收機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并在其上提出了數(shù)字接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的可行性方法,以及對(duì)這些方法的驗(yàn)證.該文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新有以下幾個(gè)方面.提出了并行結(jié)構(gòu)算法的工程實(shí)現(xiàn),討論了解決前端采樣的高速數(shù)據(jù)流遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(jié)構(gòu)特點(diǎn),使濾波器能夠以高效的形式實(shí)現(xiàn),也使得后端的混頻能夠工作在一個(gè)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(dá)到了現(xiàn)有通用DSP器件的處理能力的要求.針對(duì)多相濾波下變頻與短數(shù)據(jù)快速測(cè)頻算法的特點(diǎn),用FPGA搭建了其實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?并利用微機(jī)EPP接口,對(duì)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)板進(jìn)行控制并與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活對(duì)各種實(shí)現(xiàn)方法加以驗(yàn)證、比較.同時(shí)也給調(diào)試帶來了方便,可以每個(gè)模塊單獨(dú)調(diào)試而不用改變硬件結(jié)構(gòu),使調(diào)試效率大大提高.該平臺(tái)也可用來對(duì)其他數(shù)字處理算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)性分析與實(shí)驗(yàn).參考軟件無線電設(shè)計(jì)的概念和國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),提出了多項(xiàng)濾波下變頻結(jié)構(gòu)的FPGA實(shí)現(xiàn).傳統(tǒng)的DDC通過數(shù)字混頻、濾波、抽取實(shí)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(diào)諧信道,使用先抽取,后低通濾波,再混頻的數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu),高效實(shí)現(xiàn)了變載頻帶通信號(hào)數(shù)字下變頻.結(jié)合多相濾波下變頻結(jié)構(gòu)、算法對(duì)測(cè)頻精度及速度的要求,提出了短數(shù)據(jù)快速測(cè)頻算法的具體實(shí)現(xiàn),使用流水線的設(shè)計(jì)方法,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率,在盡可能短的時(shí)間內(nèi)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(shí)現(xiàn)除了純粹的算法模塊外,還包括測(cè)試用的外圍模塊,以及運(yùn)行于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上的控制模塊、緩存、數(shù)據(jù)控制等.這些模塊也用FPGA來實(shí)現(xiàn).
標(biāo)簽： FPGA 寬帶 實(shí)驗(yàn) 射頻
上傳時(shí)間： 2013-06-22
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語音識(shí)別技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向之一,小詞匯量非特定人孤立詞語音識(shí)別是語音識(shí)別領(lǐng)域中一個(gè)具有廣泛應(yīng)用背景的分支,在家電遙控、智能玩具、人機(jī)交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價(jià)值.語音識(shí)別芯片從20世紀(jì)90年代開始出現(xiàn),目前的語音識(shí)別芯片都是以DSP為核心集成的語音識(shí)別系統(tǒng),算法主要通過軟件實(shí)現(xiàn),為了提高速度和降低成本,下一代語音識(shí)別芯片將設(shè)計(jì)成軟硬件協(xié)同實(shí)現(xiàn),本文的目的是使用全硬件方法實(shí)現(xiàn)語音識(shí)別算法,為軟硬件協(xié)同實(shí)現(xiàn)的方案提供參考.本論文主要完成了以下工作:(1)在選定的FPGA平臺(tái)上,完成了整個(gè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì).(2)對(duì)于硬件中難于實(shí)現(xiàn)而且占用較多資源的乘法器、求對(duì)數(shù)、求平方根以及快速傅立葉變換等關(guān)鍵模塊,本文都根據(jù)電路的具體特點(diǎn),給出了巧妙的實(shí)現(xiàn)方案,完成了算法需要的功能.(3)設(shè)計(jì)中使用了模塊復(fù)用和流水線技術(shù).(4)根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果,給出了各個(gè)模塊占用的硬件資源和運(yùn)行速度.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)能夠正常工作,在速度和面積方面都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求.
上傳時(shí)間： 2013-06-12
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常模信號(hào)是一類非常重要的信號(hào)，而專門應(yīng)用于常模信號(hào)的常模算法[1]具有復(fù)雜度較低、實(shí)現(xiàn)起來比較簡(jiǎn)單、對(duì)陣列模型的偏差不敏感等顯著的優(yōu)點(diǎn)。因此，常模算法引起了眾多學(xué)者的廣泛關(guān)注。近年來，常模算法在多用戶檢測(cè)領(lǐng)域[2]的研究越來越受到諸多學(xué)者的關(guān)注。不僅如此，常模算法在其他領(lǐng)域也是備受矚目，如常模算法在盲均衡以及波束形成等領(lǐng)域的應(yīng)用也是目前研究的熱點(diǎn)。除此之外，常模算法已經(jīng)不僅僅局限在應(yīng)用于常模信號(hào)，也可應(yīng)用于多模信號(hào)[3]等。 本文對(duì)常模算法在多用戶檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用以及FPGA[4]實(shí)現(xiàn)作了較多的研究工作，共分六章進(jìn)行闡述。第一章為緒論，介紹了論文相關(guān)背景和本文的結(jié)構(gòu)；第二章首先對(duì)常模算法作了理論分析，并改進(jìn)了傳統(tǒng)的2-2型常模算法，我們稱之為M2-2CMA，它在誤碼率性能上有一些改善；之后在MATLAB平臺(tái)上搭建了仿真平臺(tái)，分析了常模算法在多用戶檢測(cè)中的應(yīng)用；第三章研究了相關(guān)文獻(xiàn)，簡(jiǎn)單介紹了FPGA概念及其設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)方法，并對(duì)VerilogHDL以及Quartus軟件做了簡(jiǎn)要介紹；第四章則詳細(xì)介紹了常模算法的FPGA實(shí)現(xiàn)，用一種基于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的方法確定了數(shù)據(jù)位長(zhǎng)及精度，提出了其實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)框圖，并詳細(xì)闡述了各主要模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，同時(shí)給出了最后的報(bào)告文件以及最高數(shù)據(jù)處理速度；第五章則在MATLAB平臺(tái)和QuartuslI的基礎(chǔ)上搭建了一個(gè)仿真平臺(tái)，借助于平臺(tái)分析了2-2型常模算法移植到FPGA平臺(tái)后的性能，對(duì)不同的精度對(duì)系統(tǒng)性能的影響做了討論，也統(tǒng)計(jì)了不同信噪比、多址干擾下的誤碼率性能。最后一章是對(duì)全文的總結(jié)和對(duì)未來的展望。
上傳時(shí)間： 2013-06-23
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文章開篇提出了開發(fā)背景。認(rèn)為現(xiàn)在所廣泛應(yīng)用的開關(guān)電源都是基于傳統(tǒng)的分立元件組成的。它的特點(diǎn)是頻率范圍窄、電力小、功能少、器件多、成本較高、精度低，對(duì)不同的客戶要求來“量身定做”不同的產(chǎn)品，同時(shí)幾乎沒有通用性和可移植性。在電子技術(shù)飛速發(fā)展的今天，這種傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源已經(jīng)很難跟上時(shí)代的發(fā)展步伐。 隨著DSP、ASIC等電子器件的小型化、高速化，開關(guān)電源的控制部分正在向數(shù)字化方向發(fā)展。由于數(shù)字化，使開關(guān)電源的控制部分的智能化、零件的共通化、電源的動(dòng)作狀態(tài)的遠(yuǎn)距離監(jiān)測(cè)成為了可能，同時(shí)由于它的智能化、零件的共通化使得它能夠靈活地應(yīng)對(duì)不同客戶的需求，這就降低了開發(fā)周期和成本。依靠現(xiàn)代數(shù)字化控制和數(shù)字信號(hào)處理新技術(shù)，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。 在數(shù)字化領(lǐng)域的今天，最后一個(gè)沒有數(shù)字化的堡壘就是電源領(lǐng)域。近年來，數(shù)字電源的研究勢(shì)頭與日俱增，成果也越來越多。雖然目前中國(guó)制造的開關(guān)電源占了世界市場(chǎng)的80％以上，但都是傳統(tǒng)的比較低端的模擬電源。高端市場(chǎng)上幾乎沒有我們份額。 本論文研究的主要內(nèi)容是在傳統(tǒng)開關(guān)電源模擬調(diào)節(jié)器的基礎(chǔ)上，提出了一種新的數(shù)字化調(diào)節(jié)器方案，即基于DSP和FPGA的數(shù)字化PID調(diào)節(jié)器。論文對(duì)系統(tǒng)方案和電路進(jìn)行了較為具體的設(shè)計(jì)，并通過測(cè)試取得了預(yù)期結(jié)果。測(cè)試證明該方案能夠適合本行業(yè)時(shí)代發(fā)展的步伐，使系統(tǒng)電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。同時(shí)該方案也可用于相關(guān)領(lǐng)域。 本文首先分析了國(guó)內(nèi)外開關(guān)電源發(fā)展的現(xiàn)狀，以及研究數(shù)字化開關(guān)電源的意義。然后提出了數(shù)字化開關(guān)電源的總體設(shè)計(jì)框圖和實(shí)現(xiàn)方案，并與傳統(tǒng)的開關(guān)電源做了較為詳細(xì)的比較。本論文的設(shè)計(jì)方案是采用DSP技術(shù)和FPGA技術(shù)來做數(shù)字化PID調(diào)節(jié)，通過數(shù)字化PID算法產(chǎn)生PWM波來控制斬波器，控制主回路。從而取代傳統(tǒng)的模擬PID調(diào)節(jié)器，使電路更簡(jiǎn)單，精度更高，通用性更強(qiáng)。傳統(tǒng)的模擬開關(guān)電源是將電流電壓反饋信號(hào)做PID調(diào)節(jié)后--分立元器件構(gòu)成，采用專用脈寬調(diào)制芯片實(shí)現(xiàn)PWM控制。電流反饋信號(hào)來自主回路的電流取樣，電壓反饋信號(hào)來自主回路的電壓采樣。再將這兩個(gè)信號(hào)分別送至電流調(diào)節(jié)器和電壓調(diào)節(jié)器的反相輸入端，用來實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。同時(shí)用來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的過流過壓保護(hù)、電流和電壓值的顯示。電壓、電流的給定信號(hào)則由單片機(jī)或電位器提供。再次，文章對(duì)各個(gè)模塊從理論和實(shí)際的上都做了仔細(xì)的分析和設(shè)計(jì)，并給出了具體的電路圖，同時(shí)寫出了軟件流程圖以及設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的地方。整個(gè)系統(tǒng)由DSP板和ADC板組成。DSP板完成PWM生成、PID運(yùn)算、環(huán)境開關(guān)量檢測(cè)、環(huán)境開關(guān)量生成以及本地控制。ADC板主要完成前饋電壓信號(hào)采集、負(fù)載電壓信號(hào)采集、負(fù)載電流信號(hào)采集、以及對(duì)信號(hào)的一階數(shù)字低通濾波。由于整個(gè)系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，要求采樣速率相當(dāng)高。本系統(tǒng)采用FPGA來控制ADC，這樣就避免了高速采樣占用系統(tǒng)資源的問題，減輕了DSP的負(fù)擔(dān)。DSP可以將讀到的ADC信號(hào)做PID調(diào)節(jié)，從而產(chǎn)生PWM波來控制逆變橋的開關(guān)速率，從而達(dá)到閉環(huán)控制的目的。 最后，對(duì)數(shù)字化開關(guān)電源和模擬開關(guān)電源做了對(duì)比測(cè)試，得出了預(yù)期結(jié)論。同時(shí)也提出了一些需要改進(jìn)的地方，認(rèn)為該方案在其他相關(guān)行業(yè)中可以廣泛地應(yīng)用。模擬控制電路因?yàn)槭褂迷S多零件而需要很大空間，這些零件的參數(shù)值還會(huì)隨著使用時(shí)間、溫度和其它環(huán)境條件的改變而變動(dòng)并對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和響應(yīng)能力造成負(fù)面影響。數(shù)字電源則剛好相反，同時(shí)數(shù)字控制還能讓硬件頻繁重復(fù)使用、加快上市時(shí)間以及減少開發(fā)成本與風(fēng)險(xiǎn)。在當(dāng)前對(duì)產(chǎn)品要求體積小、智能化、共通化、精度高和穩(wěn)定度好等前提條件下，數(shù)字化開關(guān)電源有著廣闊的發(fā)展空間。本系統(tǒng)來基本上達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。能夠滿足較高精度的設(shè)計(jì)要求。但對(duì)于高精度數(shù)字化電源，系統(tǒng)還有值得改進(jìn)的地方，比如改進(jìn)主控器，提高參考電壓的精度，提高采樣器件的精度等，都可以提高系統(tǒng)的精度。 本系統(tǒng)涉及電子、通信和測(cè)控等技術(shù)領(lǐng)域，將數(shù)字PID算法與電力電子技術(shù)、通信技術(shù)等有機(jī)地結(jié)合了起來。本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案不僅可以用在電源控制器上，只要是相關(guān)的領(lǐng)域都可以采用。
標(biāo)簽： FPGA DSP 數(shù)字化 開關(guān)電源
上傳時(shí)間： 2013-06-21
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