數(shù)據(jù)采集是信號與信息系統(tǒng)中一個重要的組成部分，也是數(shù)字信號處理的關鍵環(huán)節(jié)。本論文主要介紹一種基于FPGA的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，提出一種由高速A/D轉換芯片、高性能FPGA和PCI總線接口組成的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)方案及其的硬件電路實現(xiàn)方法。該系統(tǒng)利用AD器件對信號進行放大、差分轉換和模數(shù)轉換，利用FPGA設計內部模塊和時鐘信號來進行電路控制及實現(xiàn)數(shù)據(jù)緩存、數(shù)據(jù)傳遞等功能，最后通過PCI邏輯接口把暫存在FPGA的數(shù)據(jù)傳送到PC主機。FPGA作為采集系統(tǒng)的核心部件，完成了內部數(shù)字電路設計，使系統(tǒng)具有很高的可適應性、可擴展性和可調試性。 本論文從研究數(shù)據(jù)采集的理論出發(fā)，重點研究了A/D模數(shù)轉換、FPGA芯片設計及PCI總結接口設計，完成了系統(tǒng)的各級電路硬件設計，并通過系統(tǒng)仿真驗證了系統(tǒng)的可行性。
標簽： FPGA 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-04-24
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近紅外光譜法是血液成分無創(chuàng)檢測方法中的熱點，也是取得成果最多的方法之一。但是，個體差異和測量條件是影響近紅外光譜血液成分無創(chuàng)檢測的一個較突出的問題。而動態(tài)光譜法就是針對這個問題而提出的一種全新的近紅外無創(chuàng)血液成分濃度檢測方法。它從原理上消除了個體差異和測量條件等對光譜檢測的影響，為基于近紅外光譜法的血液成分無創(chuàng)檢測方法進入臨床應用去除了一個較為關鍵的障礙。因此，本文根據(jù)動態(tài)光譜檢測原理設計了基于FPGA的動態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 在分析了動態(tài)光譜數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的性能要求后，采用DALSA的高性能線陣CCD IL-C6-2048C作為光電轉換器件；根據(jù)CCD輸出數(shù)據(jù)的高速度和信號微弱及含有噪聲等特點，選用了高速、高精度、并帶有相關雙采樣芯片的圖像處理芯片AD9826作為模數(shù)轉換器件；以FPGA及其內嵌的NIOSⅡ處理器作為核心控制器，并用LabVIEW對采集得到的數(shù)據(jù)進行顯示。 在FPGA中，利用Verilog HDL語言編寫了CCD和AD9826的控制時序；利用兩塊雙口RAM組成乒乓操作單元，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)的緩存，避免利用NiosⅡ處理器直接讀取時的頻繁中斷。將NIOSⅡ處理器系統(tǒng)嵌入到FPGA中，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的管理。NiOSⅡ處理器利用中斷方式讀取緩存單元中的數(shù)據(jù)、經對數(shù)變換后傳遞給計算機。其中緩存數(shù)據(jù)的讀取及對數(shù)變換均采用自定義組件的方式將硬件單元添加到NIOSⅡ系統(tǒng)中，編程時直接調用。NIOSⅡ系統(tǒng)通過串口將處理后的數(shù)據(jù)傳遞給LabVIEW， LabVIEW對數(shù)據(jù)簡單處理后顯示，以實時觀察采樣數(shù)據(jù)是否正確。 最后對系統(tǒng)進行了實驗測試，實驗結果表明，系統(tǒng)能夠很好的采集并顯示數(shù)據(jù)，能夠初步完成光信號的檢測。
標簽： FPGA 動態(tài) 光譜數(shù)據(jù)
上傳時間： 2013-04-24
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圖像采集系統(tǒng)是數(shù)字圖像信號處理過程中不可缺少的重要部分，它將前端相機所捕獲的模擬信號轉化為數(shù)字信號，或者直接從數(shù)字相機中獲取數(shù)字信號，然后通過高速的計算機總線傳回計算機，憑借計算機的強大的運算、數(shù)據(jù)存儲與處理等操作能力，可以方便快捷地對信號進行分析處理，具有人機友好、功能靈活、可移植性強等優(yōu)點。隨著對數(shù)據(jù)傳送速度要求的提高，PCI總線以其高的數(shù)據(jù)傳輸率，即插即用，低功耗等眾多優(yōu)點，得到廣泛的應用。本文針對PCI總線接口電路使用的廣泛性，介紹了PLX公司橋接芯片PCI9054主模式的工作原理和中斷機制，采用可編程邏輯器件FPGA實現(xiàn)與PCI9054的本地接口的信號轉換，給出了邏輯實現(xiàn)方案和仿真圖。本文針對FPGA中各功能模塊的邏輯設計進行了詳細分析，并對每個模塊都給出了精確的仿真結果。同時，文中還在其它章節(jié)詳細介紹了系統(tǒng)的硬件電路設計、并行接口設計、PCI接口設計、PC端控制軟件設計以及用于調試過程中的SignalTapⅡ嵌入式邏輯分析儀的使用方法，并且也對系統(tǒng)的仿真結果和測試結果給出了分析及討論。最后還附上了系統(tǒng)的PCB版圖、FPGA邏輯設計圖、實物圖及注釋詳細的相關源程序清單。在文章的軟件設計部分介紹了WinDriver驅動開發(fā)工具，利用WinDriver工具，在WindowsXP系統(tǒng)下實現(xiàn)設備的驅動程序開發(fā)，完成主模式數(shù)據(jù)傳輸和設備中斷的功能。
上傳時間： 2013-06-09
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在現(xiàn)代工業(yè)測控領域，人們對數(shù)據(jù)采集的要求越來越高；不僅要求高速、高精度還要求采集設備便攜化、網絡化和智能化，此外還需要友好的人機界面。傳統(tǒng)的8/16位單片機因資源極度受限，難以滿足上述要求；而PCI或ISA數(shù)據(jù)采集卡，則存在著安裝麻煩、價格昂貴且電磁兼容性差等缺點。32位嵌入式微處理器的出現(xiàn)很好地解決了上述矛盾，本文的研究正是基于ARM的嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設計。 本文以齒輪箱或機械轉軸的振動信號為采集對象設計了基于ARM處理器和嵌入式Linux的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)硬件平臺以S3C2410主控板和自行研制的振動信號調理板為核心，在此基礎上擴展了UART、RS485、USB、TCP/IP以及單總線通信接口，適應多種條件下的數(shù)據(jù)傳輸。同時系統(tǒng)提供了LCD顯示和觸摸屏輸入模塊，具備良好的人機交互功能。軟件方面，搭建Linux交叉開發(fā)環(huán)境，實現(xiàn)了基于Linux操作系統(tǒng)的Bootloader的移植。最后，根據(jù)課題需要，完成了A/D采樣和單總線驅動程序的設計。 本嵌入式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)存儲容量大，硬件接口豐富，軟件資源配置靈活，設計方案具有很好的通用性和可擴展性。
標簽： ARM 處理器 數(shù)據(jù)采集 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-05-28
上傳用戶：D&L37
嵌入式圖像采集系統(tǒng)具有體積小、成本低、穩(wěn)定性高等優(yōu)點，在遠程監(jiān)控、可視電話、計算機視覺、網絡會議等領域應用廣泛。為克服傳統(tǒng)基于單片機的圖像采集系統(tǒng)的種種不足，本文提出了一種新的解決方案，利用高速的ARM9嵌入式微處理器S3C2410A為硬件核心，搭配USB攝像頭，結合Linux構建了一套嵌入式的圖像采集系統(tǒng)。USB攝像頭有著容易購買、性價比高等優(yōu)點，但長期以來將其直接應用于嵌入式系統(tǒng)卻很困難。隨著ARM微處理器的廣泛應用，嵌入式系統(tǒng)的性能得到了極大的提升。人們逐漸將操作系統(tǒng)引入其中，方便系統(tǒng)的管理和簡化應用程序的開發(fā)。Linux是一個免費開源的優(yōu)秀操作系統(tǒng)，將其移植到嵌入式系統(tǒng)中能夠對系統(tǒng)進行高效地管理、極大地方便應用程序的開發(fā)。嵌入式的Linux操作系統(tǒng)繼承了Linux的優(yōu)良特性，還有著節(jié)約資源，實時性強等優(yōu)點。在本方案中以嵌入式Linux操作系統(tǒng)為基礎，借助其對USB、網絡等的強大支持能力來構建高度靈活的圖像采集系統(tǒng)。通過利用Linux操作系統(tǒng)內建的video4Linux對攝像頭進行編程，實現(xiàn)了將USB攝像頭采集到的視頻數(shù)據(jù)進行顯示和存為圖片的功能。本文中具體講述了嵌入式的軟硬件平臺的構建，USB攝像頭的驅動開發(fā)，圖像采集應用程序的實現(xiàn)等。本文提出的嵌入式圖像采集方案適用于市面上絕大多數(shù)流行的USB攝像頭，還能把得到的圖像通過以太網傳輸以實現(xiàn)遠程的監(jiān)控。這套方案利用應用程序編程接口video4linux所提供的數(shù)據(jù)結構、應用函數(shù)等，實現(xiàn)了在Linux環(huán)境下采集USB攝像頭圖像數(shù)據(jù)的功能，并運用嵌入式的GUI開發(fā)工具Qt/Embedded來編寫最終的應用程序實現(xiàn)了美觀的用戶界面。充分運用Linux操作系統(tǒng)和其工具的強大功能來實現(xiàn)圖像采集，對基于Linux內核的后續(xù)圖像應用開發(fā)具有實用意義。本系統(tǒng)完全基于開放的平臺和模塊化的實現(xiàn)方法，具有良好的可移植性，可方便地進行各種擴展。這種方案所實現(xiàn)的圖像采集系統(tǒng)成本低，靈活性高，性能好，是一種優(yōu)良的解決方案。本文詳細介紹了這種基于Linux系統(tǒng)和S3C2410A平臺的嵌入式圖像采集系統(tǒng)。
標簽： ARM USB 嵌入式 圖像采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：再見大盤雞
在實際工程中，往往有大量分布廣泛的現(xiàn)場數(shù)據(jù)需要遠程采集傳輸。數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)已經在實現(xiàn)自動化過程中發(fā)揮了重大作用。但還存在采集通道少、速率低、數(shù)據(jù)傳輸方式不靈活，操作復雜，對測試環(huán)境要求較高等問題。如何建立起新一代靈活、高效、高速、多通道、實用性強、覆蓋面廣、適應復雜監(jiān)測環(huán)境的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)成為一個重要的工程問題。 隨著社會的發(fā)展和進步，環(huán)境和生態(tài)的惡化越來越明顯，日益威脅著人類的生存和發(fā)展。環(huán)境監(jiān)測是環(huán)境保護的重要組成部分和基礎性工作。國家環(huán)保部于2008年制定了《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術要求標準》。本文在分析數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢的基礎上，依照該標準，研究了一種多種信號標準兼容，多種采集通道可選的環(huán)境監(jiān)測用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)。課題來源于濟南大陸機電有限公司委托科研項目(項目編號：W0624)。本文主要進行了以下工作： (1)分析研究數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的重要意義。調研數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。分析環(huán)境監(jiān)測用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特點。 (2)以國家環(huán)境保護部制定的《污染源在線自動監(jiān)控(監(jiān)測)數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術要求標準》為依據(jù)，分析了環(huán)境監(jiān)測用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特殊功能需求，制定了系統(tǒng)技術參數(shù)。為解決系統(tǒng)核心板與功能板架構存在的接口防震性差，系統(tǒng)不穩(wěn)定等問題，提出功能主板與擴展接口板的系統(tǒng)架構。選用ARM9處理器S3C2440和嵌入式linux操作系統(tǒng)。 (3)以開發(fā)達到環(huán)保標準的數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)為目標，進行了系統(tǒng)硬件設計制作。分析了系統(tǒng)的地址空間。詳細分析了系統(tǒng)的擴展接口分配和地址空間分配，避免了總線等硬件資源的沖突。基于系統(tǒng)功能主板的總線擴展接口和GPIO擴展接口擴展了開關量采集單元、開關量輸出單元、串口單元、模擬量采集單元、人機交互單元等功能單元等電路。設計制作了印制電路板。 (4)研究嵌入式linux開發(fā)過程，分析嵌入式linux驅動與應用程序架構。構建了交叉的嵌入式linux開發(fā)環(huán)境。對環(huán)境監(jiān)測用數(shù)據(jù)采集傳輸系統(tǒng)的特定功能單元進行軟件開發(fā)。主要進行了總線操作、模擬量采集、RS-232串口數(shù)據(jù)傳輸、GPRS數(shù)據(jù)傳輸、智能儀表的RS-485通訊等驅動應用程序開發(fā)。
標簽： ARM 遠程數(shù)據(jù)采集 傳輸系統(tǒng)
上傳時間： 2013-07-10
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數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是整個地震勘探物理模擬實驗系統(tǒng)的關鍵環(huán)節(jié)。文章介紹運用FPGA 芯片控制，實現(xiàn)對高速模擬地震信號的數(shù)據(jù)采集技術，以及USB.2.0 接口總線軟硬件的實現(xiàn)技術。該系統(tǒng)具有采集精度高，傳輸速度
標簽： FPGA 模擬地震 信號采集 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-04-24
上傳用戶：ccsp11
對溫度、濕度、壓力等數(shù)據(jù)的采集在很多工農業(yè)生產中都普遍存在著。目前大部分的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用8位單片機作為控制器，由于單片機自身功能的限制，它的采樣速率，數(shù)據(jù)采集的方式等均受到一定的限制，而且它沒有自己的操作系統(tǒng)，可視性和可操作性相對比較差。因此，研究一種新型的、具有高速的采樣速率、多樣化的數(shù)據(jù)采集方式以及操作性非常強的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)非常的有必要。 本論文采用三星公司的ARM9內核的S3C2410作為主控制器，嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，通過S3C2410的RS-485、I2C總線來控制和傳輸由不同類型數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)；利用嵌入式圖形用戶界面GUI的編程工具Qt/E(Qt/Embedded)設計的用戶界面，結合開源嵌入式數(shù)據(jù)庫Sqlite3，實現(xiàn)對各種不同數(shù)據(jù)采集器的控制和數(shù)據(jù)的采集；利用Linux系統(tǒng)中的Video4linux編程實現(xiàn)對現(xiàn)場的視頻監(jiān)視；同時利用S3C2410的GPIO和中斷口設計的鍵盤能夠像PC鍵盤那樣方便的對用戶界面進行操作，整個系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的采集、傳輸、存儲、監(jiān)視等功能。此系統(tǒng)不但減少了使用處理器的數(shù)量，而且采樣速率，采樣精度等都有比較大幅度的提高，同時通過實時的視頻監(jiān)視還可以及時知道數(shù)據(jù)現(xiàn)場的情況，這些對復雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)采集尤為有利。 本論文的重點是完成用戶界面的設計、鍵盤驅動及與Qt/E的鍵值映射、RS-485及I2C總線驅動和視頻監(jiān)視的實現(xiàn)。本論文完成了整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的初步設計，在油氣田開采現(xiàn)場的數(shù)據(jù)采集中運行效果良好，雖功能尚待進一步完善，但具有一定的實用價值。
標簽： Linuz ARM 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-12
上傳用戶：hxy200501
隨著信息技術的迅速發(fā)展，計算機產業(yè)的發(fā)展已經到了所謂的后PC時代。在傳統(tǒng)的視頻采集中，系統(tǒng)一般由CCD攝像頭，采集卡組成，功能齊全，但價格高，體積大。嵌入式系統(tǒng)在各行業(yè)的應用，特別是工業(yè)現(xiàn)場、信息家電、機頂盒等方面的廣泛使用，使嵌入式系統(tǒng)的研究開發(fā)成為計算機領域的一個熱點。嵌入式圖像采集則彌補了上述的缺點，并且可以復雜環(huán)境下的圖像采集嵌入式Linux操作系統(tǒng)是從Linux衍生出來的一種操作系統(tǒng)，它支持眾多嵌入式處理器，并具有Unix的很多優(yōu)點，而成為當前主流的嵌入式操作系統(tǒng)。本文選擇三星系列的嵌入式處理器S3C2440，高速清晰攝像頭和一塊觸摸LCD組成，軟件則用嵌入式Linux為操作系統(tǒng)，在嵌入式開發(fā)板上先進行Linux的移植后完成，其次對攝像頭在ARM下的驅動進行修改和更新使其適應所采用的ARM開發(fā)板，再者完成驅動的加載和交叉編譯應用程序來完成對圖像的采集，最后從濾波算法和優(yōu)化所采集的圖片，使圖片完成各種場合實驗的要求。本系統(tǒng)體積小，占用內存低，模塊化的系統(tǒng)通過協(xié)調的工作，形成了一套完整的圖像采集系統(tǒng)，本文所用的ARM9系列的開發(fā)板完全是從底層開發(fā)開始，成本低，加上Linux并不是商業(yè)的軟件，以至有很好的擴展空間和廣泛的前景。
上傳時間： 2013-06-29
上傳用戶：372825274
船舶機艙中集中了船上大部分的設備裝置的儀表，是船舶航運的關鍵部分，隨著網絡、通訊技術以及電子制造工藝水平的快速發(fā)展，現(xiàn)代化船舶自動化程度越來越高，機艙的環(huán)境和自動監(jiān)控水平也得到大大的提高。但由于某些儀器儀表并沒有提供與計算機進行數(shù)據(jù)通信的接口，為了要實現(xiàn)檢測自動化，需要利用數(shù)字圖像處理技術來實現(xiàn)儀器儀表讀數(shù)的高速自動識別。 傳統(tǒng)的CCD圖像采集系統(tǒng)具有速度慢、功能簡單、體積大、功耗大等特點，不能滿足日益發(fā)展的機器視覺應用的需要，尤其是在一些新型應用領域比如嵌入式視覺、智能監(jiān)控方面的需要。本文利用ARM7的S3C44BOX處理器和CMOS圖像傳感器件設計并完成了一個數(shù)字圖像采集系統(tǒng)。系統(tǒng)充分考慮了ARM技術與CMOS圖像傳感技術的優(yōu)勢及特點，把圖像采集和圖像處理識別功能集中在一個模塊實現(xiàn)，具有功能豐富、處理能力強、接口靈活和擴展方便等優(yōu)點。系統(tǒng)的特色為：構建了基于S3C44BOX的圖像采集的硬件平臺；研究并移植了引導程序Bootloader和操作系統(tǒng)uClinux；實現(xiàn)了實時多任務的處理，從而大幅提高系統(tǒng)的管理能力。 本論文研究如何使用低成本的CMOS圖像傳感器構建一個嵌入式圖像識別系統(tǒng)的設計和解決方案。這種圖像采集系統(tǒng)帶圖像采集、識別、存儲、顯示等功能，體積很小，可做在一塊電路板上。除了可以做為單獨的圖像數(shù)據(jù)識別設備之外，也可以直接做為其它應用系統(tǒng)的一個智能集成部件使用。
上傳時間： 2013-05-26
上傳用戶：cursor
