研究如何將當(dāng)前流行的嵌入式技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)領(lǐng)域中的數(shù)據(jù)采集與記錄方面，是當(dāng)今工業(yè)過程測(cè)量控制領(lǐng)域發(fā)展的一個(gè)必然方向。 本論文所設(shè)計(jì)完成的嵌入式工業(yè)過程數(shù)據(jù)采集與記錄系統(tǒng)，是以32位ARM7微處理器S3C44B0X為核心，取代了傳統(tǒng)的單片機(jī)，并且引入了μClinux多任務(wù)實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)。采集到的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換等步驟處理后，顯示在高分辨率的彩色LCD上。在MiniGUI的支持下，通過豐富的圖形界面功能，以曲線或表格的形式顯示工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的變化趨勢(shì)，具有良好的人機(jī)界面。輸入功能通過點(diǎn)擊觸摸屏來實(shí)現(xiàn)，可以像使用Windows操作系統(tǒng)一樣，點(diǎn)擊菜單、滾動(dòng)條、列表框、按鈕等控件以完成相應(yīng)的操作。數(shù)據(jù)的記錄完全脫離PC機(jī)，顯示在LCD上的數(shù)據(jù)，可以實(shí)時(shí)的以文件的形式存儲(chǔ)在Nand Flash中，必要的時(shí)候通過USB接口用U盤導(dǎo)出。μClinux操作系統(tǒng)中移植了BOA網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和CGI腳本程序，因此具有動(dòng)態(tài)Web監(jiān)控功能，用戶可以在PC機(jī)上的瀏覽器中通過網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)監(jiān)測(cè)工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。 經(jīng)過測(cè)試，該系統(tǒng)可以穩(wěn)定可靠的運(yùn)行，完全實(shí)現(xiàn)了工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、人性化顯示、規(guī)范化操作、脫機(jī)化記錄和網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測(cè)等一系列功能，取代了傳統(tǒng)的底層智能儀表搭配PC機(jī)的構(gòu)架，將其功能合二為一，對(duì)工業(yè)企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和生產(chǎn)過程的現(xiàn)代化有著重要的作用。
標(biāo)簽： ARM 嵌入式 工業(yè)過程 數(shù)據(jù)采集
上傳時(shí)間： 2013-07-18
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本文的目的就是研究如何應(yīng)用FPGA這種大規(guī)模的可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)CCD（Charge Coupled Device，電荷耦合器件）數(shù)字圖像的實(shí)時(shí)采集及預(yù)處理。基于對(duì)實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)，本文主要研究工作及成果如下： 1.本論文詳細(xì)的介紹了圖像采集卡的結(jié)構(gòu)和基本工作原理。同時(shí)，針對(duì)高分辨率的CCD攝像機(jī)，探討了有關(guān)點(diǎn)目標(biāo)與CCD像元一一對(duì)應(yīng)的圖像采集及其硬件和軟件設(shè)計(jì)方法。 2.本文分析了星圖中弱小目標(biāo)、噪聲以及背景的特點(diǎn)，給出了點(diǎn)目標(biāo)的場(chǎng)景圖像的數(shù)學(xué)模型及復(fù)雜背景下點(diǎn)目標(biāo)檢測(cè)的預(yù)處理方法。針對(duì)星圖灰度分布的特點(diǎn)，采用高斯低通濾波算法和高通濾波算法對(duì)星圖進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)還對(duì)圖像掃描聚類算法進(jìn)行了研究與分析。 3.數(shù)字信號(hào)處理器常常因?yàn)樵趶?fù)雜性、運(yùn)算速度等方面的限制，難以實(shí)時(shí)的實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的檢測(cè)算法。本文采用FPGA技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜背景下弱點(diǎn)目標(biāo)的預(yù)處理算法，解決了計(jì)算、數(shù)據(jù)緩沖和存儲(chǔ)操作協(xié)調(diào)一致的問題，同時(shí)采用并行高密度加法器和流水線的工作方式，使整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和處理速度得以很大的提高，合理的解決了資源和速度之間的相互制約問題，并在實(shí)際中取得滿意的結(jié)果。
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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合成孔徑雷達(dá)的實(shí)時(shí)信號(hào)處理系統(tǒng),可以分成相對(duì)獨(dú)立的幾個(gè)階段,即A/D變換和緩存、距離向預(yù)處理器、方位向預(yù)處理器、距離向壓縮處理、轉(zhuǎn)置存儲(chǔ)器、方位向壓縮處理、逆轉(zhuǎn)置存儲(chǔ)器.合成孔徑雷達(dá)預(yù)處理的目的,就是緩解高處理數(shù)據(jù)率和低傳輸數(shù)據(jù)率的矛盾,使得在不太影響成像質(zhì)量的前提下,盡量減少傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率,有利于后續(xù)處理的硬件實(shí)現(xiàn),做到實(shí)時(shí)處理.論文結(jié)合電子所合成孔徑雷達(dá)實(shí)時(shí)成像處理系統(tǒng),設(shè)計(jì)開發(fā)了基于Xilinx Virtex-E FPGA的星載SAR高速預(yù)處理板,該信號(hào)處理板處理能力強(qiáng),結(jié)構(gòu)緊湊,運(yùn)行效率高;其硬件電路的設(shè)計(jì)思路和結(jié)構(gòu)形式有很強(qiáng)的通用性和使用價(jià)值.論文重點(diǎn)研究了預(yù)處理的核心部分—固定系數(shù)FIR濾波器的設(shè)計(jì)問題.而固定系數(shù)FIR濾波器的實(shí)現(xiàn)問題的重點(diǎn)又是FPGA內(nèi)部的固定系數(shù)FIP濾波器實(shí)現(xiàn)問題,針對(duì)FPGA內(nèi)部的查找表資源,我們選擇目前流行的分布式算法來實(shí)現(xiàn)FIR濾波器的設(shè)計(jì).對(duì)比于預(yù)處理器中其他濾波器設(shè)計(jì)方案,基于FPGA分布式算法的FIR濾波器的設(shè)計(jì),避免了乘累加運(yùn)算,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的速度并且節(jié)省了大量的FPGA資源.并且由于FPGA可編程的特性,所以可以靈活的改變?yōu)V波器的系數(shù)和階數(shù).所設(shè)計(jì)的電路簡(jiǎn)單高速,工作正常、可靠,完全滿足了預(yù)處理器設(shè)計(jì)的技術(shù)要求.隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù),高密度存儲(chǔ)器技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,一個(gè)全數(shù)字化的機(jī)載實(shí)時(shí)成像處理系統(tǒng)的研制,已經(jīng)不是非常困難的事情了.而在現(xiàn)有條件下,全數(shù)字化的高分辨率星載實(shí)時(shí)成像處理系統(tǒng)的研制,將是一個(gè)非常具有挑戰(zhàn)意義的課題,論文以星載SAR的預(yù)處理器設(shè)計(jì)為例,拋磚引玉,希望對(duì)未來全數(shù)字化星載實(shí)時(shí)成像處理系統(tǒng)的研制起到一定參考價(jià)值.
上傳時(shí)間： 2013-07-03
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信號(hào)發(fā)生器是控制系統(tǒng)的重要組成部分。研制出較高精度、可靠性、可調(diào)參數(shù)的數(shù)字量信號(hào)發(fā)生器，對(duì)于促進(jìn)我國(guó)航空、航天、國(guó)防以及工業(yè)自動(dòng)化等領(lǐng)域的發(fā)展均有重要意義。本文以直接頻率合成和偽隨機(jī)碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為中心，對(duì)擴(kuò)頻通信的基本理論、信號(hào)源的結(jié)構(gòu)、載波調(diào)制等問題進(jìn)行了深入的分析和研究，并給出了模塊的硬件實(shí)現(xiàn)方案。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)設(shè)計(jì)靈活、速度快，在數(shù)字專用集成電路的設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用。論文介紹了FPGA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，包括VHDL語言的基本語法結(jié)構(gòu)和FPGA器件的開發(fā)設(shè)計(jì)流程等等。詳細(xì)地分析了各類頻率合成器的基礎(chǔ)上提出采用直接數(shù)字式頻率合成原理(DDS)實(shí)現(xiàn)低相位噪聲、高分辨率、高精度和高穩(wěn)定度的信號(hào)源。研究了測(cè)距偽隨機(jī)碼的原理，確定選用移位序列作為系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼序列，并選取了符合本系統(tǒng)使用的移位序列擴(kuò)頻碼。分別給出并分析了相應(yīng)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)電路。 對(duì)于載波調(diào)制這一關(guān)鍵技術(shù)，提出了采用二進(jìn)制相移鍵控相位選擇法并相應(yīng)作了硬件實(shí)現(xiàn)。最后給出具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了的信號(hào)發(fā)生器的輸出波形。經(jīng)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，設(shè)計(jì)的信號(hào)發(fā)生器滿足要求，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、重量輕、體積小，具有良好的應(yīng)用前景。
標(biāo)簽： FPGA 擴(kuò)頻 模擬信號(hào)源
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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本文以直接頻率合成和偽隨機(jī)碼的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)為中心，對(duì)擴(kuò)頻通信的基本理論、信號(hào)源的總體結(jié)構(gòu)、載波調(diào)制、濾波器設(shè)計(jì)等問題進(jìn)行了深入的分析和研究，并給出了模塊的硬件實(shí)現(xiàn)方案。 首先介紹了FPGA技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，包括VHDL語言的基本語法結(jié)構(gòu)和FPGA器件的開發(fā)設(shè)計(jì)流程等等。詳細(xì)地分析了各類頻率合成器的基礎(chǔ)上提出采用直接數(shù)字式頻率合成器(DDS)實(shí)現(xiàn)低相位噪聲、高分辨率、高精度和高穩(wěn)定度的信號(hào)源。研究了測(cè)距偽隨機(jī)碼的原理，確定選用移位序列作為系統(tǒng)的擴(kuò)頻碼序列，并選取了符合本系統(tǒng)使用的移位序列擴(kuò)頻碼。分別給出并分析了相應(yīng)的FPGA硬件實(shí)現(xiàn)電路。 對(duì)于載波調(diào)制這一關(guān)鍵技術(shù)，提出了采用二進(jìn)制相移鍵控相位選擇法并相應(yīng)作了硬件實(shí)現(xiàn)。分析與研究了射頻寬帶濾波器應(yīng)具有的傳輸特性，通過分析巴特沃思濾波器、切比雪夫?yàn)V波器、橢圓濾波器和貝塞爾濾波器這幾種濾波器的頻譜特性，設(shè)計(jì)了發(fā)生器射頻寬帶濾波器。最后給出具體設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了的信號(hào)發(fā)生器的輸出波形。
標(biāo)簽： FPGA 擴(kuò)頻信號(hào) 發(fā)生器
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著信息技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號(hào)處理已經(jīng)逐漸發(fā)展成一門關(guān)鍵的技術(shù)科學(xué)。圖像處理作為一種重要的現(xiàn)代技術(shù)，己經(jīng)在通信、航空航天、遙感遙測(cè)、生物醫(yī)學(xué)、軍事、信息安全等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。圖像處理特別是高分辨率圖像實(shí)時(shí)處理的實(shí)現(xiàn)技術(shù)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展具有深遠(yuǎn)意義。另外，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列FPGA和高效率硬件描述語言Verilog HDL的結(jié)合，大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，加速了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)程，為圖像壓縮系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了硬件支持和軟件保障。 本文主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容： (1)結(jié)合某工程的具體需求，設(shè)計(jì)了一種基于FPGA的圖像壓縮系統(tǒng)，核心硬件選用XILINX公司的Virtex-Ⅱ Pro系列FPGA芯片，存儲(chǔ)器件選用MICRON公司的MT48LC4M16A2SDRAM，圖像壓縮的核心算法選用近無損壓縮算法JPEG-LS。 (2)用Verilog硬件描述語言實(shí)現(xiàn)了JPEG-LS標(biāo)準(zhǔn)中的基本算法，為課題組成員進(jìn)行算法改進(jìn)提供了有力支持。 (3)用Verilog硬件描述語言設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了SDRAM控制器模塊，使核心壓縮模塊能夠方便靈活地訪問片外存儲(chǔ)器。 (4)構(gòu)建了圖像壓縮系統(tǒng)的測(cè)試平臺(tái)，對(duì)實(shí)現(xiàn)的SDRAM控制器模塊和JPEG-LS基本算法模塊進(jìn)行了軟件仿真測(cè)試和硬件測(cè)試，驗(yàn)證了其功能的正確性。
標(biāo)簽： FPGA 圖像壓縮系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-04-24
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隨著多媒體技術(shù)發(fā)展，數(shù)字圖像處理已經(jīng)成為眾多應(yīng)用系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。圖像處理作為一種重要的現(xiàn)代技術(shù)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于軍事指揮、大視場(chǎng)展覽、跟蹤雷達(dá)、電視會(huì)議、導(dǎo)航等眾多領(lǐng)域。因而，實(shí)現(xiàn)高分辨率高幀率圖像實(shí)時(shí)處理的技術(shù)不僅具有廣泛的應(yīng)用前景，而且對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展也具有深遠(yuǎn)意義。 大視場(chǎng)可視化系統(tǒng)由于屏幕尺寸很大，只有在特制的曲面屏幕上才能使細(xì)節(jié)得到充分地展現(xiàn)。為了在曲面屏幕上正確的顯示圖像，需要在投影前實(shí)時(shí)地對(duì)圖像進(jìn)行幾何校正和邊緣融合。而現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)則是用硬件處理實(shí)時(shí)圖像數(shù)據(jù)的理想選擇，基于FPGA的圖像處理技術(shù)是世界范圍內(nèi)廣泛關(guān)注的研究領(lǐng)域。 本課題的主要工作就是設(shè)計(jì)一個(gè)以FPGA為核心的硬件系統(tǒng)，該系統(tǒng)可對(duì)高分辨率高刷新率(1024*768@60Hz)的視頻圖像實(shí)時(shí)地進(jìn)行幾何校正和邊緣融合。 論文首先介紹了圖像處理的幾何原理，然后提出了基于FPGA的大視場(chǎng)實(shí)時(shí)圖像融合處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和模塊功能劃分。系統(tǒng)分為算法與軟件設(shè)計(jì)，硬件電路設(shè)計(jì)和FPGA邏輯設(shè)計(jì)三個(gè)大的部分。本論文主要負(fù)責(zé)FPGA的邏輯設(shè)計(jì)。圍繞FPGA的邏輯設(shè)計(jì)，論文先介紹了系統(tǒng)涉及的關(guān)鍵技術(shù)，以及使用Verilog語言進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)的基本原則。 論文重點(diǎn)對(duì)FPGA內(nèi)部模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。仲裁與控制模塊是頂模塊的主體部分，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)狀態(tài)機(jī)和時(shí)序控制；參數(shù)表模塊主要實(shí)現(xiàn)SDRAM存儲(chǔ)器的控制器接口，用于圖像處理時(shí)讀取參數(shù)信息。圖像處理模塊是整個(gè)系統(tǒng)的核心，通過調(diào)用FPGA內(nèi)嵌的XtremeDSP模塊，高速地完成對(duì)圖像數(shù)據(jù)的乘累加運(yùn)算。最后論文提出并實(shí)現(xiàn)了一種基于PicoBlaze核的12C總線接口用于配置FPGA外圍芯片。 經(jīng)過對(duì)寄存器傳輸級(jí)VerilogHDL代碼的綜合和仿真，結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可以應(yīng)用在大視場(chǎng)可視化系統(tǒng)中完成對(duì)高分辨率高幀率圖像的實(shí)時(shí)處理。
標(biāo)簽： FPGA 實(shí)時(shí)圖像 處理系統(tǒng)
上傳時(shí)間： 2013-05-19
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圖像處理技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛，特別是工業(yè)檢測(cè)領(lǐng)域。然而，圖像處理技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)是圖像的獲取，為了更加靈活地設(shè)計(jì)各種應(yīng)用產(chǎn)品，本課題研究基于FPGA的面陣 CCD驅(qū)動(dòng)傳輸電路設(shè)計(jì)，利用該電路能夠獲取高質(zhì)量、高分辨率的圖像，為后續(xù)的圖像處理技術(shù)應(yīng)用打下基礎(chǔ)。本文首先介紹了研究意義、CCD圖像傳感器的發(fā)展以及FPGA的產(chǎn)生與發(fā)展，接著提出了面陣CCD成像系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案，然后針對(duì)關(guān)鍵電路的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳盡的分析和說明，這些電路包括時(shí)序發(fā)生電路、存儲(chǔ)器控制電路、USB接口電路以及電源調(diào)理電路。其中時(shí)序發(fā)生電路主要用于產(chǎn)生CCD正常工作所需的各種時(shí)序信號(hào)以及A/D變換芯片AD9824 所需的工作時(shí)序，這些時(shí)序都是由FPGA產(chǎn)生的，文中給出了FPGA邏輯設(shè)計(jì)的基本過程以及仿真波形。本系統(tǒng)采用SDRAM緩存圖像信號(hào)，為了完成SDRAM的寫入、讀出以及定時(shí)刷新，利用FPGA生成存儲(chǔ)器控制電路。系統(tǒng)采用USB接口與計(jì)算機(jī)通信，因此FPGA 中設(shè)計(jì)了相應(yīng)邏輯電路與CY7C68013A USB接口芯片實(shí)現(xiàn)信號(hào)握手及數(shù)據(jù)通信，進(jìn)而與 PC機(jī)通信。為了保證各個(gè)芯片正常工作，設(shè)計(jì)電源調(diào)理電路實(shí)現(xiàn)將輸入5V電源轉(zhuǎn)換成多種電壓向各個(gè)芯片供電。經(jīng)過初步調(diào)試，并根據(jù)仿真結(jié)果判斷驅(qū)動(dòng)傳輸電路基本達(dá)到設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：FPGA，CCD，A/D變換，SDRAM，USB，驅(qū)動(dòng)時(shí)序
上傳時(shí)間： 2013-04-24
上傳用戶：prczsf
· 摘要： 針對(duì)生物組織的電阻抗特性,給出了一種便攜式生物阻抗測(cè)量系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法;該系統(tǒng)采用DSP控制,進(jìn)行高分辨率多頻率點(diǎn)生物阻抗測(cè)量,根據(jù)Cole-Cole阻抗圓圖理論,對(duì)多頻率點(diǎn)阻抗進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合后可獲得測(cè)量范圍內(nèi)任意頻率生物電阻抗特性;實(shí)現(xiàn)了對(duì)生物電阻抗的快速、自動(dòng)測(cè)量;該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊,簡(jiǎn)單實(shí)用,試驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)穩(wěn)定可靠,具有足夠的精度,重復(fù)性好,在生物電阻抗研究工作中有
標(biāo)簽： 便攜式 阻抗測(cè)量 系統(tǒng)設(shè)計(jì)
上傳時(shí)間： 2013-07-16
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∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器是一種高精度的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，它和傳統(tǒng)的A/D轉(zhuǎn)換器不同，具有高分辨率、高集成度、造價(jià)低和使用方便的特點(diǎn)， 并且越來越廣泛地使用在一些高精度儀器儀表和測(cè)量設(shè)備中。文章從信號(hào)的過采樣、噪聲整形、數(shù)字抽取濾波等方面分析了∑-ΔA/D轉(zhuǎn)換器的工作原理，對(duì)人們?nèi)媪私?sum;-ΔA/D轉(zhuǎn)換器有一定的幫助。
標(biāo)簽： 模數(shù)轉(zhuǎn)換器 工作原理 分
上傳時(shí)間： 2013-11-25
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