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電能計量

雙信號快速測頻技術及FPGA實現

建立在數據率轉換技術之上的寬帶數字偵察接收機要求能夠實現高截獲概率、高靈敏度、近乎實時的信號處理能力。雙信號數據率轉換技術是寬帶數字偵察接收機關鍵技術之一，是解決寬帶數字接收機中前端高速ADC采樣的高速數據流與后端DSP處理速度之間瓶頸問題的可行方案。測頻技術以及帶通濾波，即寬帶數字下變頻技術，是實現數據率轉換系統的關鍵技術。本文首先介紹了寬帶數字偵察接收關鍵技術之一的數據率轉換技術，著重研究了快速、高精度雙信號測頻算法以及實驗系統硬件實現。論文主要工作如下： (1)分析了現代電子偵察環境下的信號特征，指出寬帶數字接收機必須滿足寬監視帶寬、流水作業以及近實時的響應時間。給出了一種頻率引導式的數字接收機方案，簡要介紹這種接收機的關鍵技術——快速、高精度頻率估計以及高效的數據率轉換。 (2)介紹了FFT技術在測頻算法中的應用，比較了FFT專用芯片及其優點和缺點，指出為了滿足實時處理要求，必須選用FPGA設計FFT模塊。 (3)在分析常規的插值算法基礎上，提出了一種單信號的快速插值頻率估計方法，只需三個FFT變換系數的實部構造頻率修正項，計算量低。該方法具有精度高、測頻速率快的特點。 (4)基于DFT理論和自相關理論，提出了結合FFT和自相關的雙信號頻率估計算法。該方法先用DFT估計其中一個信號的頻率和幅度，以此頻率對信號解調并對消該頻率成分，最后利用自相關理論估計出另一個信號的頻率。 (5)基于DFT理論和FFT技術，研究了信號平方與FFT結合的雙信號頻率估計算法。根據信號中兩頻率分量的幅度比，只需一次一維平方信號譜峰搜索，就可以得到雙信號的和頻與差頻分量的估計值，并利用插值技術提高測頻精度。該算法能夠精確地估計頻率間隔小的雙信號頻率，且容易地擴展到復信號，FPGA硬件實現容易。 (6)基于現代譜分析理論，研究了基于AR(2)模型的雙信號頻率估計算法。方法在利用AR(2)模型系數估計雙正弦信號頻率之和的同時，利用FFT快速測頻算法估計其中強信號分量的頻率值。算法仿真驗證和性能分析表明了提出的算法能快速高精度地估計雙信號頻率。 (7)給出了基于頻譜重心算法的雷達雙信號頻率估計的FPGA硬件實現架構，并進行了時序仿真。 (8)討論了雙信號帶寬匹配接收系統的硬件設計方案，給出了快速測頻及帶寬估計模塊設計。

標簽： FPGA 信號測頻

上傳時間： 2013-06-02

上傳用戶：youke111
基于提升機構的二維離散小波的FPGA設計

在衛星遙感設備中，隨著遙感技術的發展和對傳輸式觀測衛星遙感圖像質量要求的不斷提高，航天遙感圖像的分辨率和采樣率也越來越高，由此引起高分辨率遙感圖像數據存儲量和傳輸數據量的急劇增長，然而衛星信道帶寬有限。為了盡量保持高分辨率遙感圖像所具有的信息，必須解決輸入數據碼率和傳輸信道帶寬之間的矛盾。所以星載高分辨率遙感圖像數據的高保真、實時、大壓縮比壓縮技術就成了解決這一矛盾的關鍵技術。FPGA器件為實現數據壓縮提供了一種壓縮算法的硬件實現的一個理想的平臺。FPGA器件集成度高，體積小，通過用戶編程實現專門應用的功能。它允許電路設計者利用基于計算機的開發平臺，經過設計輸入，仿真，測試和校驗，直到達到預期的結果，減少了開發周期。小波變換能夠適應現代圖像壓縮所需要的如多分辨率、多層質量控制等要求，在較大壓縮比下，小波圖像壓縮質量明顯好于DCT變換，因此小波變換成為新一代壓縮標準JPEG2000的核心算法。同時，小波變換的提升算法結構簡單，能夠實現快速算法，有利于硬件實現，因此提升小波變換對于采用FPGA或ASIC來實現圖像變換來說是很好的選擇。本文針對衛星遙感圖像的數據流，主要研究可以對衛星圖像進行實時二維小波變換的方案。針對提升小波變換的VLSI結構和FPGA設計中的關鍵技術，從邊界延拓、濾波器結構、整數小波、定點運算、原位運算等方面進行了研究和討論，并且完成了針對衛星遙感圖像的分塊二維9/7提升小波變換的FPGA實現。采用VerIlog語言對設計進行了仿真驗證，并將仿真結果同matlab仿真結果進行了比較，比較結果表明該方案能實現對衛星遙感圖像數據流的二維提升小波變換的功能。同時QuartusII綜合結果也表明，系統時鐘能夠工作在很高的頻率，可以滿足高速實時對衛星圖像的小波變換處理。

標簽： FPGA 提升機二維離散小波

上傳時間： 2013-06-15

上傳用戶：00.00
基于ARMGPRS的無線智能巡檢終端設計研究

隨著當今生產力的發展和技術的進步，生產設備的自動化程度越來越高，傳統的監控手段已不能滿足生產自動化、智能化和網絡化的需求。智能巡檢終端作為生產安全的重要輔助設備，能在復雜環境下實現對多設備多信號量的實時采集和處理，可以作為解決生產設備安全運行的主要手段之一。近來年嵌入式技術以其強大的處理能力、高度的可靠性在微控制領域的應用越來越廣泛。無線通信技術，特別是GPRS無線網絡技術的快速發展。使互聯網等寬帶數據網絡與無線通信網絡實現互聯，能夠大大提高無線監控效率。在分析研究了當前國內、外設備巡檢系統研究現狀，并結合嵌入式技術和GPRS無線網絡通訊技術的基礎上，根據實際項目企業的具體生產要求，論文提出了一種基于GPRS無線通信技術與嵌入式技術的無線智能設備巡檢系統。本系統采用三星公司的ARM920TS3C2410芯片作為系統處理器，處理器從外部傳感器采集到的相關數據，如：溫度、濕度、壓力等，通過SIM—300GRPS無線通訊模塊的AT命令將數據通過無線網絡傳送到移動運營商GPRS網絡中，然后將數據傳送到生產監控中心(指定IP地址或域名)監控中心，監控中心可以通過專門軟件對從各監控點傳遞的數據作出分析處理，并通過GPRS網絡將相關控制命令反饋給各個監控點。本課題主要工作集中在兩個方面：一方面是GPRS無線收發設備硬件實現，在這一部分涉及到模塊硬件功能設計、無線模塊、嵌入式處理器的選型；另一方面是軟件設計，給出了系統軟件開發流程，完成了各模塊的開發工作。研究和試驗表明，該系統具有價格低廉、穩定可靠的特點，能滿足遠程無線數據傳輸的實際需求。

標簽： ARMGPRS 無線智能巡檢終端設計

上傳時間： 2013-06-01

上傳用戶：wxhwjf
基于ARMLinux平臺的嵌入式信息管理系統的研究與實現

隨著經濟的發展，生活節奏的加快以及信息技術的進步，人們越來越多的借助高性能的移動手持設備來完成日常工作，目前手持設備處理性能有了很大的提高，其所能處理的數據量也越來越大，傳統的文件系統管理數據方式已經越來越滿足不了需求，嵌入式數據庫就隨之誕生，為手持設備提供專業的數據管理。嵌入式數據庫的輕量級、被軟件產品包含、無需人工數據庫管理等特點使其適合被應用于各類嵌入式系統及手持設備中。使用嵌入式數據庫與使用文件系統進行客戶端數據管理相比更加靈活方便、可以高效地實時更新客戶端本地數據。使用數據庫完成大量數據的存儲和管理，同圖形界面軟件結合構成嵌入式系統應用開發的支撐系統。 SQLite數據庫作為一種開源的嵌入式數據庫，具有體積小，速度快，存儲量大，API使用方便等諸多的優點，目前已經成為被廣泛應用的嵌入式數據庫之一。同樣的，嵌入式圖形界面MINIGUI的開源版本也具有體積小，控件比較豐富，編程難度不高等優點，受到廣大嵌入式開發者的喜愛。本文的主要任務是將MINIGUI和SQLite進行有針對的裁剪或添加部分功能后移植到開發板上，然后將圖形界面和數據庫相結合在arm—linux平臺上建立一個具有基本功能的嵌入式信息管理系統。首先分析了系統所使用的硬件平臺并研究了軟件環境的搭建過程，包括移植Bootloader、移植linux內核、建立NFS網絡文件系統進行程序調試，然后分別給出了嵌入式圖形界面MINIGUI和嵌入式數據庫SQLite移植到開發板的過程和它們各自的開發技術，最后詳細研究了如何在MINIGUI中連接SQLite數據庫，從而將二者結合起來編程以實現本系統并給出了系統在開發過程中所遇到的關鍵問題的解決方案，包括屏幕旋轉及校正、設計軟鍵盤進行屏幕輸入、利用SQLite存儲圖片文件。從而證明了當前條件下在嵌入式系統中實現一個比較簡單的信息管理系統是完全可行的。最后討論了該領域存在的一些問題和今后需要進一步研究的課題。

標簽： ARMLinux 嵌入式信息管理系統

上傳時間： 2013-07-10

上傳用戶：visit8888
基于ARM的嵌入式流媒體播放器的實現

近年來，網絡音樂，特別是網絡電臺的風行，受到越來越多的大眾追捧。網絡音樂以其及時、海量、靈活、個性化、時尚的風格，吸引了越來越多消費者的加入和眾多商家的關注。但是，作為網絡音樂的終端--流媒體播放器，最直接面向大眾的窗口，卻顯得單一，大部分商家只提供PC上的流媒體播放器。正出于此，本課題把目光投向那些不使用PC或者不愿長時間使用PC的用戶，為他們量身定制流媒體播放設備，讓用戶不必使用PC也可享受網絡音樂帶來的快樂。本課題的研發正是基于上述背景，研發支持無線網絡的嵌入式多功能流媒體播放設備。本課題的研究目標是實現一個嵌入式流媒體播放器(亦稱為InternetRadio)，Internet Radio是一個可以在家中自由移動、任意擺放的網絡流媒體播放設備。只要處在有網絡環境中，Internet Radio的音樂平臺讓用戶不必打開計算機，就能接收全球數千個不同風格、不同國家的各種類型音樂電臺。除了可以直接透過因特網收聽網絡廣播外，還可以播放儲存于計算機硬盤或MP3設備中的音樂。本系統采用ARM920T作為處理器，基于嵌入式Linux操作系統、vTuner網絡電臺地址數據庫、Mplayer播放器軟件和FLTK界面開發工具來實現。系統實現了除一般意義的音頻流媒體播放和接收調頻廣播等功能之外，還增加了本地相框和網絡數碼相框Flickr在線分享的流行時尚元素。本論文具體分析了系統的硬件平臺，主要論述了軟件的實現，系統的主要軟件功能包括bootloader和嵌入式Linux系統的移植，根文件系統的構建，播放器軟件程序的研究、比較、移植和編寫，系統與網絡電臺地址數據庫vTuner和網絡相框Flickr的交互，Microwindows、Nxlib和FLTK的移植和基于FLTK的圖形界面開發，以及基于FLIK開發出良好的人機交互界面。作為項目的主要核心人員，作者負責系統的軟件架構設計、Linux系統的移植、播放器軟件的研究和開發、GUI開發工具和圖形庫的移植、圖片播放的實現、用戶與設備交互的實現和大部分界面程序的編碼等關鍵工作。

標簽： ARM 嵌入式流媒體播放器

上傳時間： 2013-07-10

上傳用戶：小楓殘月
基于ARM內核的小型化Bootloader的設計與實現

嵌入式系統發展到今天，應用越來越復雜，功能越來越強大，這就使得我們在嵌入式開發中必須加入對操作系統的支持，由此，產生了Bootloader的應用。作為嵌入式系統中的啟動模塊，Bootloader的作用就是引導和加載操作系統內核鏡像。Bootloader的設計與移植工作已經成為嵌入式系統開發中的重要環節。在實際的嵌入式系統開發項目中，人們經常選擇移植通用Bootloader，例如U-Boot到自己的目標板。U-Boot雖然支持多種嵌入式操作系統和處理器架構，功能設置高度靈活，設備驅動豐富，但U-Boot代碼組織結構過于龐大，啟動流程機理和文件間的依賴關系復雜，這使得采用U-Boot進行Bootloader的開發往往會不得要領；另一方面，嵌入式系統是資源受限的，為了更好的適應市場，嵌入式產品的開發極其重視成本。以U-Boot-1．1．4來說，其源代碼大小就有38．4M，移植后生成的可執行bin文件一般也要500K以上，這對于寶貴的Flash資源來說無疑是種浪費。論文以ARM內核處理器應用為切入點，設計了一種小型ARMBootloader-MicroBootloader。在理論上，通過對Bootloader的分析，總結了其主要功能、啟動過程，提出了Bootloader設計的典型框架，并按照這一典型框架對MicroBootloader進行了總體設計。在實現上，采用模塊化設計原則組織源文件，使得整個MicroBootloader組織結構清晰簡潔，便于維護與擴展，方便針對不同硬件平臺的移植進行修改。論文的創新點在于做到了代碼量大小與功能的平衡。整個文件組織只有37個文件，代碼總計為208K，生成的可執行bin文件僅35K。通過實驗驗證，MicroBootloader完全能夠完成Bootloader的基本功能，其擴展功能也能實現下載操作系統鏡像，并讓其在目標板上成功運行，具有一定的現實意義和后續應用開發價值。

標簽： Bootloader ARM 內核

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：qweqweqwe
基于ARM嵌入式孤立詞語音識別系統研究與實現

語音識別技術就是能使計算機“聽懂”人類的語言，然后根據其含義來執行相應的命令，從而實現為人類服務。隨著語音識別的深入研究，對它的技術應用主要有兩個方面：一個方向是大詞匯量連續語音識別系統，主要應用于計算機的聽寫機，以及與電話網或者互聯網相結合的語音信息查詢服務系統，這些系統都是在計算機平臺上實現的；另外一個重要的發展方向是小型化、便攜式語音產品的應用，這些應用系統大都使用專門的硬件系統實現。隨著后PC年代的到來，后一種發展將成為語音識別技術和嵌入式系統交叉研究的一個非常熱門的話題，將進一步推動語音識別技術往智能化方向發展。論文主要研究語音識別系統及其在ARM嵌入式平臺上的實現。根據嵌入式系統平臺的特性和系統的實際需求，對目標平臺的硬件和軟件系統進行適當的剪裁定制，并且對語音識別中的算法進行改進和優化，同時為了加強系統的交互性，增加了控制界面，為實際應用提供很好的人機交互操作。首先論文對嵌入式系統及嵌入式操作系統進行研究，通過實際比較后選用嵌入式Linux作為系統的操作系統；然后對語音識別技術進行研究，并根據實際要求，采用Mel倒譜參數作為系統語音參數提取算法，DTW作為系統識別的模式匹配方法，并根據ARM嵌入式平臺的要求，分別對上述兩個算法進行優化設計，同時利用QT跨平臺語言對應用控制程序進行代碼實現，并移植到目標板上，構建出一個完整的嵌入式語音識別系統。最后，對整個系統進行整體測試，通過實驗結果表明，系統達到了預期設計的便攜、智能及很好的交互性的目的。

標簽： ARM 嵌入式語音識別系統研究

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：1054154823
基于GPRS與ARM的集中抄表系統

集中抄表系統是一個集現代化管理、計算機應用、現代通訊技術、自動控制、信息等多學科技術于一體，實現電力營銷監控、電力營銷管理、營業抄收、數據采集和網絡連接等多種功能的一個完整的系統。本文設計了基于GPRS與ARM技術的集抄系統，充分利用GPRS通信實時在線、按流量計費、高速傳輸的優點。本系統采用的是華為的GTM900-B模塊，適用于小數據量傳送的場合，用戶無需實現PPP協議也可實現數據傳輸功能。基于GPRS與ARM的集中抄表系統包含三個主要的組成部分：基于.NET平臺的系統管理中心（主站），基于GPRS的通信網絡和基于ARM平臺的終端系統。系統管理中心負責系統數據的采集、存儲和分析等功能；終端系統實現遠程用電設備的信息采集和控制；通信網絡則在管理中心和終端系統間建立數據傳輸鏈路。基于GPRS與ARM的集中抄表系統豐富了以往系統原有的應用功能，提升了集中抄表系統的綜合性能。經過測試，本系統能夠順利的進行撥號，與主站進行正常的數據發送和接收，能正常的對電表數據進行采集和上位機管理命令下發，達到了預期的效果和設計要求。本系統已經在湖北石首，黃岡，黃石，十堰和湖南部分縣、市有一定規模的應用。在石首地區復雜的供電環境下，20個臺區所有電表的數據都能按時正確的收集到主站，終端也能正常響應主站下發的命令，實現設計的功能，證明了本系統運行穩定可靠，有利于配電網絡運行的安全性和經濟性管理，對加強用電管理和提高電網供電質量起到了積極的作用。

標簽： GPRS ARM 抄表系統

上傳時間： 2013-06-29

上傳用戶：jing911003
基于ARM嵌入式平臺的目標跟蹤系統的研究

近年來，隨著現代社會對軍用和民用設備需求的不斷擴大及要求的不斷提高，運動目標的識別和跟蹤技術已經迅速發展成為現代信息處理領域中一項非常重要的技術，并在許多領域內發揮著不可替代的作用，但是在面向應用的目標跟蹤系統卻不盡如人意，不能很好的滿足應用的要求。本文簡述了傳統的基于桌面PC機的目標跟蹤系統實現方法。目標跟蹤具有兩個突出的特點，一是計算數據量大，一是對處理速度要求高。傳統上，運動目標跟蹤系統的實現是基于桌面PC機，但工業應用的快速發展使傳統的目標跟蹤系統越來越不能滿足應用的需要。本文提出了一種基于ARM嵌入式平臺的目標跟蹤解決方案。研究了如何將嵌入式平臺和目標跟蹤結合起來，并對系統的設計思想和設計方法進行了詳述。首先進行了功能分析和總體設計，分析了將嵌入式平臺作為目標跟蹤解決方案的關鍵性問題，包括采用ARM嵌入式平臺的必要性，系統框架的設計，對于嵌入式處理器和操作系統的選擇：然后在總體設計的基礎上完成了系統的設計，包括軟硬件平臺的設計，完成了BootLoader的設計，Linux內核的定制，USB攝像頭驅動程序的設計和OpenCV視覺庫的建立；最后分析了目標跟蹤的過程，利用背景差法實現了運動的檢測，提取了行人的特征，利用Mean-Shift算法實現了對運動目標的跟蹤。本文提出的基于嵌入式平臺的目標跟蹤系統的應用潛力巨大，有待進一步的研究和探索。在論文最后對研究進行了總結和展望，提出了未來的研究方向。

標簽： ARM 嵌入式平臺目標跟蹤系統

上傳時間： 2013-05-27

上傳用戶：qiao8960
基于ARM的鋼廠實時能耗監測系統設計

近年來，隨著社會經濟的發展，社會對能源的需求量越來越大，對能源的依賴性也越來越強，而同時全球的能源儲備越來越少。尤其是中國，幾乎所有能源人均都不及世界的一半。2007年“兩會”，政府工作報告中明確提出把節能減耗作為工作切入點，并成立國務院節能減排工作領導小組。鋼廠作為工業耗能大戶，其節能減耗顯得尤為重要，舊的分散式能耗測量方法已不能滿足需要，提出新的能耗檢測方法迫在眉睫。本文的工作就是以此為大背景，針對鋼廠的能源消耗提出一種新型實時測量方法。系統以嵌入式為開發思路、WINCE操作系統丌發監測終端，包括數據采集、數據傳輸以及數據集中處理顯示三部分。數據采集主要依賴傳感器和單片機，將采集到的模擬數據轉換為數字量并按照協議要求進行格式打包，包括電參數采集、水參數采集和天然氣參數采集三部分；數據傳輸則采用傳統的RS485工業控制網絡；終端部分則以ARM為載體，WINCE為平臺，開發應用程序實時處理數據。文中詳細闡述了整個監測系統的硬件設計思路和軟件設計流程。介紹了數據檢測原理及過程，給出了底層和終端的系統通信協議及通信流程，同時通過對監測終端的描述詳細介紹了WINCE嵌入式操作系統的定制和在ARM9目標板上的移植，并詳細闡述了基于WINCE的EVC應用程序開發，給出了部分代碼。本次設計提出了一種新的鋼廠能耗數據集中實時采集技術，并完成了系統整體設計。經過測試運行，各項技術性能指標已經達到了設計的要求。

標簽： ARM 能耗監測系統設計

上傳時間： 2013-04-24

上傳用戶：ve3344