基于FPGA的智能小車系統(tǒng)就是本地計(jì)算機(jī)通過(guò)接入Internet小車實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端工作現(xiàn)場(chǎng)、危險(xiǎn)工作地段等特殊環(huán)境進(jìn)行監(jiān)視和控制的系統(tǒng)。智能小車是智能行走機(jī)器人的一種,這種智能小車可以適應(yīng)不同環(huán)境,不受溫度、濕度、空間、磁場(chǎng)輻射、重力等條件的影響,可以在人類無(wú)法進(jìn)入或生存的環(huán)境中完成人類無(wú)法完成的探測(cè)任務(wù)。適用于國(guó)防及民用多個(gè)領(lǐng)域。整個(gè)系統(tǒng)以遙控小車裝置為基礎(chǔ),通過(guò)配置在上面的攝像頭實(shí)現(xiàn)圖像的采集及對(duì)行車道的檢測(cè),通過(guò)配置的紅外測(cè)溫儀探測(cè)環(huán)境和目標(biāo)的溫度,具有一定的智能性。其明顯的優(yōu)點(diǎn)是可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制小車運(yùn)行及采集現(xiàn)場(chǎng)的溫度、圖像等相關(guān)信息,完成人類在特定條件下無(wú)法完成的工作。對(duì)人類的科學(xué)研究、探索未知領(lǐng)域、遠(yuǎn)程監(jiān)控等有著重要的意義。 論文在深入研究SOPC和嵌入式操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,提出了基于FPGA的智能小車遠(yuǎn)程監(jiān)控方案。采用FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn),可以充分利用現(xiàn)有的IP核,功能擴(kuò)展容易,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)成本低,上市時(shí)間快,修改方便,甚至可以遠(yuǎn)程重構(gòu)系統(tǒng)。與單片機(jī)相比,集成度高,可靠性好,調(diào)試和維護(hù)方便。 論文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)部分:在對(duì)智能小車功能分析的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了硬件系統(tǒng),并在FPGA上構(gòu)建了基于Nios Ⅱ的嵌入式系統(tǒng),配置了SPI、串行口和以太網(wǎng)接口模塊和驅(qū)動(dòng)程序,以及各種存儲(chǔ)器。移植了μClinux操作系統(tǒng),配置嵌入式Web服務(wù)器,編寫(xiě)CGI程序,設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè);并對(duì)行車道檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了研究,在DSP Builder中構(gòu)建了該模塊,并在Matlab中進(jìn)行了仿真。在研究數(shù)碼相機(jī)模塊和紅外測(cè)溫模塊的基礎(chǔ)上,編寫(xiě)了圖像采集和溫度測(cè)量程序以及小車運(yùn)動(dòng)控制程序,并對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了調(diào)試,初步達(dá)到通過(guò)Internet實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的目的。
上傳時(shí)間: 2013-08-05
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隨著城市居民住房的發(fā)展,樓房用表需求量不斷增大,傳統(tǒng)的把多個(gè)電能表掛在一起的計(jì)量方式越來(lái)越顯出它的弊端;即體積大,成本高,工程造價(jià)高,不利于新型住房的集中用電管理。多用戶、多功能智能電表不僅能很好地解決上述問(wèn)題,還能實(shí)現(xiàn)很多智能化的功能。 多用戶多功能智能電能表可同時(shí)計(jì)量48戶居民的用電量。該電能表采用2塊LPC2294控制,以完成數(shù)據(jù)的通信和采集;采用2塊ARM,以減輕CUP的負(fù)擔(dān),提高系統(tǒng)的多功能化和智能化。相對(duì)于單用戶電表,多用戶電表有多達(dá)32路以上通道,采用同一系統(tǒng)進(jìn)行分時(shí)處理,該系統(tǒng)采用12位A/D轉(zhuǎn)換芯片AD8364,能保證數(shù)據(jù)采集的精度和速度。上位機(jī)還能實(shí)現(xiàn)與銀聯(lián)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng),可遠(yuǎn)程控制用戶的用電。多用戶、多功能電能表在靈活性、多功能化、智能化、精度等方面都有優(yōu)勢(shì)。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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多功能車輛總線一類設(shè)備是一個(gè)在列車通信網(wǎng)(TCN,TrainCommunication Network)中普遍使用的網(wǎng)絡(luò)接口單元。目前我國(guó)的新式列車大多采用列車通信網(wǎng)傳輸列車中大量的控制和服務(wù)信息。但使用的列車通信網(wǎng)產(chǎn)品主要為國(guó)外進(jìn)口,因此迫切需要研制具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的列車通信網(wǎng)產(chǎn)品。 論文以一類設(shè)備控制器的設(shè)計(jì)為核心,采取自頂向下的模塊設(shè)計(jì)方法。將設(shè)備控制器分為同步層和數(shù)據(jù)處理層來(lái)分別實(shí)現(xiàn)對(duì)幀的發(fā)送與接收處理和對(duì)幀數(shù)據(jù)的提取與存儲(chǔ)處理。 同步層包含幀的識(shí)別模塊、曼徹斯特譯碼模塊、曼徹斯特編碼與幀封裝三個(gè)模塊。幀識(shí)別模塊檢測(cè)幀的起始位并對(duì)幀類型進(jìn)行判斷。譯碼模塊根據(jù)采集的樣本值來(lái)判斷曼徹斯特編碼的值,采樣的難點(diǎn)在于非理想信號(hào)帶來(lái)的采樣誤差,論文使用結(jié)合位同步的多點(diǎn)采樣法來(lái)提高采樣質(zhì)量。幀分界符中的非數(shù)據(jù)符不需要進(jìn)行曼徹斯特編碼,編碼時(shí)在非數(shù)據(jù)符位關(guān)閉編碼電路使非數(shù)據(jù)符保持原來(lái)的編碼輸出。 數(shù)據(jù)處理層以主控單元(MCU,Main Control Unit)和通信存儲(chǔ)器為設(shè)計(jì)核心。MCU是控制器的核心,對(duì)接收的主幀進(jìn)行分析,判斷是從通信存儲(chǔ)器相應(yīng)端口取出應(yīng)答從幀并發(fā)送,還是準(zhǔn)備接收從幀并存入通信存儲(chǔ)器。通信存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備的通信數(shù)據(jù),合適的地址分配能簡(jiǎn)化MCU的控制程序,論文固定了通信存儲(chǔ)器端口大小使MCU可以根據(jù)一個(gè)固定的公式進(jìn)行端口的遍歷從而簡(jiǎn)化了MCU程序的復(fù)雜度。數(shù)據(jù)在傳輸中由于受到干擾和沖突等問(wèn)題而出現(xiàn)錯(cuò)誤,論文采用循環(huán)冗余檢驗(yàn)碼結(jié)合偶檢驗(yàn)擴(kuò)展來(lái)對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)控制。 最后,使用FPGA和硬件描述語(yǔ)言Verilog HDL開(kāi)發(fā)出了MVB一類設(shè)備。目前該一類設(shè)備已運(yùn)用在SS4G電力機(jī)車的制動(dòng)控制單元(BCU.Brake Control Unit)中并在鐵道科學(xué)研究院通過(guò)了TCN通信測(cè)試。一類設(shè)備的成功研制為列車通信網(wǎng)中總線管理器等高類設(shè)備的開(kāi)發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
上傳時(shí)間: 2013-07-27
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當(dāng)今的船用導(dǎo)航雷達(dá)具有數(shù)字化、多功能、高性能、多接口、網(wǎng)絡(luò)化。同時(shí)要求具有高可靠性、高集成度、低成本,信號(hào)處理單元的小型化,產(chǎn)品更新周期短。要同時(shí)滿足上述需求,高集成度的器件應(yīng)用是必須的。同時(shí)開(kāi)發(fā)周期要短,需求軟件的可移植性要強(qiáng),并且是模塊化設(shè)計(jì),現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列器件(FPGA)已經(jīng)成為設(shè)計(jì)首選。 現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列是基于通過(guò)可編程互聯(lián)連接的可配置邏輯塊(CLB)矩陣的可編程半導(dǎo)體器件。與為特殊設(shè)計(jì)而定制的專用集成電路(ASIC)相對(duì),F(xiàn)PGA可以針對(duì)所需的應(yīng)用或功能要求進(jìn)行編程。雖然具有一次性可編程(OTP)FPGA,但是主要是基于SRAM的,其可隨著設(shè)計(jì)的演化進(jìn)行重編程。CLB是FPGA內(nèi)的基本邏輯單元。實(shí)際數(shù)量和特性會(huì)依器件的不同而不同,但是每個(gè)CLB都包含一個(gè)由4或6個(gè)輸入、一些選型電路(多路復(fù)用器等)和觸發(fā)器組成的可配置開(kāi)關(guān)矩陣。開(kāi)關(guān)矩陣是高度靈活的,可以進(jìn)行配置以便處理組合邏輯、移位寄存器或RAM。當(dāng)今的FPGA已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了先前版本的基本性能,并且整合了常用功能(如RAM、時(shí)鐘管理和:DSP)的硬(ASIC型)塊。由于具有可編程特性,所以FPGA是眾多市場(chǎng)的理想之選。它高集成度,以及用于設(shè)計(jì)的強(qiáng)大軟件平臺(tái)、IP核、在線升級(jí)可滿足需求。 本文介紹了基于FPGA實(shí)現(xiàn)船用導(dǎo)航雷達(dá)數(shù)字信號(hào)處理的設(shè)計(jì),這是一個(gè)具體的、已經(jīng)完成并進(jìn)行小批量生產(chǎn)的產(chǎn)品,對(duì)指導(dǎo)實(shí)踐具有一定意義。
標(biāo)簽: 導(dǎo)航雷達(dá) 數(shù)字信號(hào)處理
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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多層PCB電路板設(shè)計(jì)方法,詳盡的介紹了多層板的設(shè)計(jì),圖文并茂。(PROTEL)
上傳時(shí)間: 2013-06-20
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隨著Internet的不斷發(fā)展,人們希望日常生活中所用到的嵌入式設(shè)備都能夠很方便地實(shí)現(xiàn)Intemet接入,這對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)提出了新的挑戰(zhàn),要求低成本、多功能、高性能。這些是目前嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)的熱點(diǎn)。 可編程邏輯器件FPGA在過(guò)去的幾十年中取得了飛速發(fā)展,從最初的幾千門到現(xiàn)在的幾百萬(wàn)門,可靠性與集成度不斷提高,而功耗和成本卻在不斷降低,具有很高的性價(jià)比。再加上開(kāi)發(fā)周期短、對(duì)開(kāi)發(fā)人員的要求相對(duì)較低的優(yōu)點(diǎn),因此被大量應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中。 本文是基于FPGA高性價(jià)比、可靈活配置的特點(diǎn),也是當(dāng)前流行的“微控制器+FPGA”的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)方式,所以我們提出了基于FPGA的實(shí)現(xiàn)方案。本文通過(guò)在FPGA中硬件實(shí)現(xiàn)嵌入式TCP/IP協(xié)議(包括UDP、IP、ARP、TCP等網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)以及以太網(wǎng)MAC協(xié)議,并提供標(biāo)準(zhǔn)MII接口,通過(guò)外接PHY實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接。最終成功地通過(guò)了驗(yàn)證。 基于FPGA的實(shí)現(xiàn)可以有效地降低成本,同時(shí)可以在其中集成其他功能模塊,提高整個(gè)系統(tǒng)的集成度,減小PCB版圖面積和布線復(fù)雜度,有利于提高系統(tǒng)可靠性。因此,本研究課題對(duì)嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)有很大的實(shí)用價(jià)值。
標(biāo)簽: TCPIP FPGA 嵌入式 協(xié)議
上傳時(shí)間: 2013-07-08
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基于FPGA的UHF多協(xié)議RFID基帶信號(hào)處理
標(biāo)簽: FPGA RFID UHF 多協(xié)議
上傳時(shí)間: 2013-07-18
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隨著嵌入式技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,通過(guò)嵌入Web服務(wù)器來(lái)管理和控制設(shè)備成為嵌入式設(shè)備管理的一種發(fā)展趨勢(shì)。越來(lái)越多的嵌入式系統(tǒng)將Web服務(wù)器引入其中,可方便有效地管理這些掛接在網(wǎng)絡(luò)上的嵌入式設(shè)備,用戶可以使用瀏覽器通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)來(lái)控制它們。本文所設(shè)計(jì)的嵌入式Web服務(wù)器就是基于HTTP協(xié)議和TCP/IP協(xié)議上的一種界面友好的Web服務(wù)器。 本文首先介紹了嵌入式Web系統(tǒng)的基本概念、歷史和發(fā)展?fàn)顩r,同時(shí)闡述了設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)嵌入式Web服務(wù)器的關(guān)鍵技術(shù)和相關(guān)的理論基礎(chǔ)。然后介紹了本系統(tǒng)的軟硬件開(kāi)發(fā)平臺(tái)及其建立:選擇了一款具有優(yōu)秀網(wǎng)絡(luò)性能并且開(kāi)源的操作系統(tǒng)—uClinux,為其在宿主機(jī)上搭建開(kāi)發(fā)和編譯環(huán)境,并介紹了如何進(jìn)行內(nèi)核配置;確定使用以S3C44BOX為處理器的開(kāi)發(fā)平臺(tái)為系統(tǒng)硬件平臺(tái),并提出了嵌入式Web服務(wù)器的實(shí)現(xiàn)方案。本系統(tǒng)在boa服務(wù)器的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)Web技術(shù),完成了真正的人機(jī)交互功能,用戶可以通過(guò)Web瀏覽器監(jiān)控嵌入式設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)嵌入式產(chǎn)品數(shù)據(jù)進(jìn)行更有效的管理,在基于ARM的嵌入式Web服務(wù)器中內(nèi)嵌一小型數(shù)據(jù)庫(kù)sqlite,用戶能夠借此在嵌入式產(chǎn)品中方便地插入、刪除或修改數(shù)據(jù),在服務(wù)器端應(yīng)用程序中調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)提供的API函數(shù)完成服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)與更新,進(jìn)一步擴(kuò)展嵌入式Web服務(wù)器的功能。為了使所設(shè)計(jì)的嵌入式Web服務(wù)器能動(dòng)態(tài)保存少量的數(shù)據(jù),本文對(duì)uClinux系統(tǒng)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母膭?dòng),實(shí)現(xiàn)了一個(gè)可讀寫(xiě)的文件系統(tǒng),使JFFS2文件系統(tǒng)在嵌入式Web服務(wù)器中得到應(yīng)用。文章最后將該嵌入式Web服務(wù)器應(yīng)用于智能家居管理,給出了智能家居管理數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn),并探討了該嵌入式Web服務(wù)器潛在的應(yīng)用前景。
上傳時(shí)間: 2013-07-29
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電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T 645-2007:多功能電能表通信協(xié)議。
上傳時(shí)間: 2013-04-24
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本文利用Verilog HDL 語(yǔ)言自頂向下的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)多功能數(shù)字鐘,突出了其作為硬件描述語(yǔ)言的良好的可讀性、可移植性和易理解等優(yōu)點(diǎn),并通過(guò)Altera QuartusⅡ 4.1 和ModelSim
標(biāo)簽: Verilog HDL 多功能 數(shù)字
上傳時(shí)間: 2013-07-21
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