光伏陣列是光伏系統(tǒng)的重要組成部分，它決定了光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，同時也是光伏系統(tǒng)成本的主要部分。因此合理配置光伏陣列，提高光伏陣列的利用效率一直是光伏系統(tǒng)設(shè)計的研究重點，也是降低光伏系統(tǒng)發(fā)電成本的重要措施。本文采用了可變電子負載現(xiàn)場測試方法，設(shè)計并研制出基于PHILIPS公司的LPC2214的光伏陣列測試儀樣機。本文主要工作及創(chuàng)新在于： 1.在基于LPC2214測試控制部分的硬件電路設(shè)計中，為電壓和電流的采樣各設(shè)置了四路不同量程的采樣通道。采樣時系統(tǒng)自動選擇最合適的量程，提高電壓和電流大范圍測量時的精度； 2.通過對系統(tǒng)進行一次預(yù)采樣來確定光伏陣列的開路電壓和短路電流。預(yù)采樣的方法只需要使可變電子負載完成一次由阻值為零到阻值為無窮大的操作； 3.對測試得到的數(shù)據(jù)首先將電壓值進行從小到大的升序重組，其對應(yīng)的電流值采用lagrange中值法對進行數(shù)字濾波處理，從而消除由于偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾所引起的采樣值偏差； 4.對輔助電源、測試控制電路和液晶顯示進行了一體化的設(shè)計，使光伏陣列特性的測量和顯示可以在本測試儀上一次完成； 5.本測試儀樣機可以利用光伏陣列的數(shù)學模型以及測量的實時數(shù)據(jù)對光伏陣列的特性曲線進行預(yù)估和分析。 通過對光伏陣列進行實際測量，得到的實驗結(jié)果表明：該樣機測試系統(tǒng)運行穩(wěn)定、攜帶方便、測量精度較高、一次完整的測試只需14ms左右，測試速度快，并且測量得到的伏安特性可以在液晶上直接以曲線的形式顯示，使測得的陣列特性更為直觀，能滿足工程應(yīng)用的需要。
標簽： 光伏陣列 特性曲線 測試設(shè)備
上傳時間： 2013-04-24
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快速傅立葉變換(FFT)技術(shù)是數(shù)字信號處理中的核心技術(shù)，它已廣泛應(yīng)用于數(shù)字信號處理的各個領(lǐng)域，長期以來一直是一個重要的研究課題。近年來，專用數(shù)字信號處理器以其優(yōu)化的硬件結(jié)構(gòu)和優(yōu)良的性能價格比為FFT的實現(xiàn)提供了一種有效的途徑，其中最具有代表性的是美國TI公司的TMS320系列DSP。 本文首先分析了常用FFT算法原理，并進行了算法的討論和比較，然后詳細論述了以浮點型DSP為核心的實現(xiàn)FFT算法的硬件平臺的設(shè)計。平臺的硬件電路主要包括數(shù)據(jù)采集部分、數(shù)據(jù)處理部分、數(shù)據(jù)存儲部分和數(shù)據(jù)顯示部分。其中采集部分采用12位高速的A/D轉(zhuǎn)換芯片MAX197，數(shù)據(jù)處理部分采用32位浮點型DSP芯片-TMS320VC33，數(shù)據(jù)存儲部分采用了大容量的FLASH芯片——K9F2808UOA，數(shù)據(jù)顯示部分采用PHILIPS公司的高亮度、寬視角的TFT彩色液晶顯示屏。 為了擴展系統(tǒng)的通信能力，通信接口我們選擇CAN總線。軟件部分選用了頻率抽取基2FFT、分裂基FFT和實序列FFT算法，用C語言進行編程。最后部分是進行軟硬件的聯(lián)合調(diào)試，并在此基礎(chǔ)上進行了FFT算法實現(xiàn)。 論文結(jié)尾以實際的實驗曲線分析驗證了算法的正確性，同時針對實驗中產(chǎn)生的誤差找出了原因，并提出了解決的方法。實驗結(jié)果表明采用浮點DSP實現(xiàn)FFT算法方便且有較高的實時性，可以應(yīng)用到電力系統(tǒng)諧波分析、振動測試及鐵路檢測等各個領(lǐng)域。
標簽： DSP FFT 浮點
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隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展，實時圖像處理在多媒體、圖像通信等領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)用。FPGA就是硬件處理實時圖像數(shù)據(jù)的理想選擇，基于FPGA的圖像處理專用系統(tǒng)的研究將成為信息產(chǎn)業(yè)的新熱點。 @@ 本文詳細介紹了一種基于FPGA開發(fā)板的實時圖像采集與顯示系統(tǒng)，該系統(tǒng)由前端視頻采集單元、圖像存儲單元、圖像顯示單元三部分組成。它的主要功能有：對攝像頭送來的視頻數(shù)據(jù)進行采集，并采用PHILIPS公司的專用視頻解碼芯片SAA7113將模擬視頻轉(zhuǎn)化成數(shù)字視頻；將采集進來的數(shù)據(jù)存儲到FPGA開發(fā)板內(nèi)嵌的SDRAM中；采用PHILIPS公司的專用視頻編碼芯片SAA7121將數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換為模擬信號送顯示器輸出。 @@ 系統(tǒng)在Quartus II 5.0、Model Sim6.0軟件平臺下開發(fā)并在硬件上得到實現(xiàn)，達到預(yù)期效果。FPGA實現(xiàn)圖像采集顯示是一種有效，簡便、經(jīng)濟的方法，因此該課題具有廣闊的應(yīng)用前景和市場價值。 @@關(guān)鍵詞：FPGA，I2C總線，視頻采集，SDRAM，視頻顯示
標簽： FPGA 視頻采集 顯示系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-06
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I2C(Inter Integrated Circuits)是PHILIPS公司開發(fā)的用于芯片之間連接的串行總線，以其嚴格的規(guī)范、卓越的性能、簡便的操作和眾多帶I2C接口的外圍器件而得到廣泛的應(yīng)用并受到普遍的歡迎。 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)設(shè)計靈活、速度快，在數(shù)字專用集成電路的設(shè)計中得到了廣泛的應(yīng)用。本論文主要討論了如何利用Verilog/FPGA來實現(xiàn)一個隨機讀/寫的I2C接口電路，實現(xiàn)與外圍I2C接口器件E2PROM進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)讀、寫等功能，傳輸速率實現(xiàn)為100KBps。在Modelsim6.0仿真軟件環(huán)境中進行仿真，在Xilinx公司的ISE9.li開發(fā)平臺上進行了下載，搭建外圍電路，用Agilem邏輯分析儀進行數(shù)據(jù)采集，分析測試結(jié)果。 首先，介紹了微電子設(shè)計的發(fā)展概況以及設(shè)計流程，重點介紹了HDL/FPGA的設(shè)計流程。其次，對I2C串行總線進行了介紹，重點說明了總線上的數(shù)據(jù)傳輸格式并對所使用的AT24C02 E2PROM存儲器的讀／寫時序作了介紹。第三，基于Verilog _HDL設(shè)計了隨機讀/寫的I2C接口電路、測試模塊和顯示電路；接口電路由同步有限狀態(tài)機(FSM)來實現(xiàn)；測試模塊首先將數(shù)據(jù)寫入到AT24C02的指定地址，接著將寫入的數(shù)據(jù)讀出，并將兩個數(shù)據(jù)顯示在外圍LED數(shù)碼管和發(fā)光二極管上，從而直觀地比較寫入和輸出的數(shù)據(jù)的正確性。FPGA下載芯片為Xilinx SPARTAN Ⅲ XC3S200。第四，用Agilent邏輯分析儀進行傳輸數(shù)據(jù)的采集，分析數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r序，從而驗證電路設(shè)計的正確性。最后，論文對所取得的研究成果進行了總結(jié)，并展望了下一步的工作。
標簽： FPGAHDL I2C 隨機
上傳時間： 2013-06-27
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隨著交通工具的迅猛發(fā)展，智能交通系統(tǒng)(Intelligent TransportationSystems，簡稱ITS)在交通管理中受到廣泛的關(guān)注。而在ITS中，車牌識別(LicensePlate Recognition，簡稱LPR)是其核心技術(shù)。車牌識別系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)采集和車牌識別算法兩個部分組成。由于車牌清晰程度、攝像機性能、氣候條件等因素的影響，牌照中的字符可能出現(xiàn)不清楚、扭曲、缺損或污跡干擾，這都給識別造成一定難度。因此，在復(fù)雜背景中快速準確地進行車牌定位成為車牌識別系統(tǒng)的難點。 本文研究和設(shè)計了一種集圖象采集，圖象識別，圖象傳輸?shù)扔谝惑w的實時嵌入式系統(tǒng)。該平臺包括硬件系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用程序開發(fā)兩個方面，充分利用TI公司的C6000系列DSP強大的并行運算能力、以及FPGA的靈活時序邏輯控制技術(shù)，從硬件方面實現(xiàn)系統(tǒng)的高速運行。 本文的主要工作有兩部分組成，具體如下： (1) 在硬件設(shè)計方面：實現(xiàn)由A/D、電源、FPGA、DSP以及SDRAM和FLASH所組成的車牌識別系統(tǒng)；設(shè)計并完成系統(tǒng)的原理圖和印制板圖；完成電路板調(diào)試，以及完成FPGA．在高速圖像采集中的veriIog應(yīng)用程序開發(fā)。 (2) 在軟件開發(fā)方面：完成PHILIPS公司的SAA7113H的配置代碼開發(fā)，以及DSP底層的部分驅(qū)動程序開發(fā)。 該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)25幀每秒的數(shù)字視頻流圖像數(shù)據(jù)的輸出，并由FPGA負責完成一幅720×572數(shù)據(jù)量的圖像采集。DSP負責系統(tǒng)的嵌入式操作，包括系統(tǒng)的控制和車牌識別算法的實現(xiàn)。 目前，嵌入式車牌識別系統(tǒng)硬件平臺已經(jīng)搭建成功，系統(tǒng)軟件代碼程序也已經(jīng)開發(fā)完成。本系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)高速圖像采集、嵌入式操作與車牌識別算法、UART數(shù)據(jù)通信等功能，具有速度快、穩(wěn)定性高、體積小、功耗低等特點，為車牌識別算法提供一個較好的驗證平臺。
標簽： FPGA DSP 車牌識別系統(tǒng)
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USB(UniversalSerialBus，通用串行總線)是當今消費電子產(chǎn)品和儀器設(shè)備中應(yīng)用最廣的接口協(xié)議之一，然而目前國內(nèi)的USB芯片只有極少數(shù)幾款，產(chǎn)品研究善處于起步階段，絕大部分產(chǎn)品主要由國外的IC設(shè)計芯片廠商如Cypress、NEC等一些國際著名公司提供。因而，如果能夠自主開發(fā)設(shè)計USB芯片以替代國外同類產(chǎn)品，將會有很好的市場前景和利潤空間。 本論文課題是針對基于FPGA(FieldProgrammableGateArray，現(xiàn)場可編程門陣列器件)的數(shù)字電子產(chǎn)品應(yīng)用設(shè)計一種實際可復(fù)用的USB接口引擎軟核。該軟核主要是用于處理USB標準協(xié)議包的通信處理，通過外接MCU(MultipointControlUnit，微控制器)就可以實現(xiàn)完整的USB接口通訊功能。它的功能相當于一些USB引擎的專用芯片如：PHILIPS的PDIUSBD12等，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、靈活性高、復(fù)用設(shè)計方便。 功能仿真和綜合測試結(jié)果顯示本論文所設(shè)計的接口引擎軟核符合設(shè)計要求，并且軟核的性能和市場上同類產(chǎn)品基本一致。本論文的創(chuàng)新之處在于：1、從可配置性角度出發(fā)設(shè)計了低速、全速、高速三種可選模式；2、支持最多31個可配置端點；3、采用了可綜合、可移植的RTL(RegisterTransferLevel，寄存器傳輸級)代碼設(shè)計規(guī)則，同時也開發(fā)了可綜合的驗證測試代碼；4、完全由硬件實現(xiàn)USB通信功能。
標簽： FPGA USB 接口
上傳時間： 2013-07-18
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非接觸式IC卡是IC卡領(lǐng)域的一項新興的技術(shù)，它是射頻識別技術(shù)和IC卡技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。由于非接觸式IC卡具有操作快捷、抗干擾性強、工作距離遠、安全性高、便于一卡多用等優(yōu)點，在自動收費、身份識別和電子錢包等領(lǐng)域具有接觸式所無法比擬的優(yōu)越性，具有廣闊的市場前景。非接觸式IC卡讀卡器是非接觸式IC卡應(yīng)用系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一。基于實際項目的需要，本課題開發(fā)了一種讀寫距離在10cm左右的非接觸式IC卡讀卡器，它可以應(yīng)用于電子消費場合，如公交和地鐵電子售票，食堂售飯等場合。 本文首先研究了用于本系統(tǒng)的基本理論，包括射頻識別技術(shù)、ARM處理器體系結(jié)構(gòu)和嵌入式系統(tǒng)，然后基于這些理論，給出了非接觸式IC卡讀卡器的設(shè)計方案。系統(tǒng)由三個部分組成：第一部分是讀卡器的收發(fā)模塊，選用PHILIPS公司的高集成度非接觸式讀寫芯片MF RC500設(shè)計射頻收發(fā)模塊，對射頻芯片接口電路設(shè)計做了詳細的論述；第二部分是核心控制模塊，以PHILIPS公司的ARM7芯片LPC2292為核心，對電源供應(yīng)電路、存儲器電路、通信接口電路、LED顯示電路等設(shè)計做了一定的描述，并給出了電路。第三部分是系統(tǒng)的程序設(shè)計，采用移植嵌入式系統(tǒng)并添加任務(wù)的模式來實現(xiàn)讀卡器的各功能。通過對軟硬件的調(diào)試實現(xiàn)了非接觸式IC卡讀卡器的硬件與軟件平臺的構(gòu)建。
標簽： ARM 非接觸式 IC卡 讀卡器
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隨著通信技術(shù)飛速發(fā)展和直放站的廣泛應(yīng)用，直放站監(jiān)控系統(tǒng)在實時監(jiān)測直放站的工作狀態(tài)和遠程控制方面發(fā)揮了重大作用，然而當前的直放站監(jiān)控系統(tǒng)多采用單片機作為主控制器，通過GSM網(wǎng)絡(luò)或PSTN網(wǎng)絡(luò)傳輸監(jiān)控數(shù)據(jù)，隨著直放站監(jiān)控系統(tǒng)日益復(fù)雜化，目前的直放站監(jiān)控系統(tǒng)顯得處理速度慢，處理的任務(wù)有限，遠程傳輸數(shù)據(jù)效率不高；為了改善當前直放站監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)有的這些缺點，采用新的主控制器ARM7系列芯片，利用新的傳輸數(shù)據(jù)技術(shù)GPRS，設(shè)計并實現(xiàn)了一款光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)。 在充分研究當前直放站監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀和實現(xiàn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)《中國移動直放站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)需求規(guī)范》對監(jiān)控參數(shù)和功能設(shè)置的要求，論證了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)的整體設(shè)計方案和監(jiān)控終端的實現(xiàn)架構(gòu)，選擇了PHILIPS的ARM7芯片LPC2134作為主控制器，選擇了SIMCOM300作為遠程通信模塊；詳細介紹了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端的硬件電路設(shè)計，闡釋了監(jiān)控終端嵌入軟件的設(shè)計思路流程，分析了如何把嵌入式軟件開發(fā)技術(shù)和GPRS遠程數(shù)據(jù)傳輸?shù)募夹g(shù)運用到項目實踐中去，說明了監(jiān)控系統(tǒng)中所用的通信協(xié)議，并且利用VC++開發(fā)環(huán)境，采用SOCKET網(wǎng)絡(luò)編程技術(shù)和ADO數(shù)據(jù)庫開發(fā)技術(shù)，設(shè)計了光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控中心應(yīng)用軟件。 經(jīng)過實驗驗證，該設(shè)備運行結(jié)果良好，提高了光纖直放站的穩(wěn)定性和可靠性，光纖直放站監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端處理任務(wù)的能力得到增強，遠程傳輸數(shù)據(jù)速度變快，傳輸數(shù)據(jù)所耗費用降低，為光纖直放站系統(tǒng)的監(jiān)控提供了一種新的設(shè)計實現(xiàn)。
標簽： GPRS ARM 光纖直放站 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-08-02
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智能城市公交系統(tǒng)為解決城市交通擁堵、空氣污染，降低交通事故提供了解決方案，并在世界各國達成廣泛的共識。我國政府為改善城市公共交通系統(tǒng)投入了大量的財力對公交系統(tǒng)進行升級和改造，智能調(diào)度、自動報站、車輛監(jiān)控等新技術(shù)應(yīng)用于城市公交系統(tǒng)中。IEEE802.15.4/ZigBee標準的制定，不僅為工業(yè)控制、家居自動化控制和遙測遙控等領(lǐng)域提供了一種無線互聯(lián)互通的標準，而且給智能公交系統(tǒng)帶來了新的生機，為智能交通系統(tǒng)及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了有力的契機。 本文給出了IEEE802.15.4/ZigBee標準的介紹，給出了協(xié)議棧框架結(jié)構(gòu)，從物理層到應(yīng)用層進行了分析，并將ZigBee技術(shù)與其他無線通信技術(shù)做了比較，分析了ZigBee技術(shù)應(yīng)用的場合。 在查閱大量參考文獻的基礎(chǔ)上，，設(shè)計了基于ZigBee技術(shù)的智能公交系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)，分析了始發(fā)站、中間站、終點站的功能，并嘗試采用挪威Chipcon公司的ZigBee—CC2430無線模塊來代替GPS技術(shù)實現(xiàn)公交車輛自動報站。 在始發(fā)站停車場監(jiān)控系統(tǒng)中，重點研究ZigBee定位機制，研究了多邊定位算法、幾何算法、加權(quán)質(zhì)心算法等，并改進現(xiàn)有的定位算法，并使用MATLAB工具進行仿真分析，實現(xiàn)了基于ZigBee技術(shù)的公交車定位系統(tǒng)；在中間站電子站牌設(shè)計中采用能量檢測算法實現(xiàn)了與車載終端的通訊，編寫了電子站牌和公交車載終端的通信協(xié)議并實地測試了自動報站功能。 最后設(shè)計了以PHILIPS公司的ARM7芯片LPC2364為微處理器的智能公交車載終端，并給出了各部分的硬件電路設(shè)計。
標簽： ZigBeeARM 智能公交系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-25
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電液控制作為液壓控制的一個新分支，因為其本身的特點正得到越來越廣泛的應(yīng)用。電液控制系統(tǒng)的發(fā)展對電液控制技術(shù)提出了更高的要求，這必將促進電液控制技術(shù)的發(fā)展。本文在教研室多年電液控制經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，提出開發(fā)通用型電液系統(tǒng)數(shù)字控制器。 通過對電液控制技術(shù)的研究，了解電液系統(tǒng)的一般構(gòu)成，結(jié)合多個具體實例，本文提出數(shù)字式電液控制器概念，以ARM微處理器為硬件核心，采用多種智能控制算法解決電液系統(tǒng)閉環(huán)控制問題。 數(shù)字控制器以PHILIPS公司的32位ARM7微處理器LPC2292為硬件核心，配有高速AD、DA轉(zhuǎn)換器。硬件設(shè)計注重通用性，具有多種輸入、輸出通道，可以采集和輸出多種、多個模擬量信號和數(shù)字量信。具有多種通信接口，可以實現(xiàn)近距離監(jiān)控或者遠距離操控。人機交互通道豐富，具有報警、狀態(tài)指示、參數(shù)顯示等功能。采用光電隔離、獨立電源、屏蔽外殼等措施保證控制器具有良好的穩(wěn)定性、可靠性。軟件設(shè)計采用UC/OS-II嵌入式操作系統(tǒng)，內(nèi)部集成多種智能控制算法，保證電液系統(tǒng)閉環(huán)控制取得良好的效果。開發(fā)模擬試驗系統(tǒng)，可以模擬電液系統(tǒng)現(xiàn)場的各種信號和閉環(huán)回路，實現(xiàn)實驗室調(diào)試。采用Visual Basic開發(fā)上位機軟件，配合控制器完成參數(shù)修改、保存，繪制實時監(jiān)控曲線，控制硬件等功能。 控制器解決了電液系統(tǒng)多樣性難題，客服模擬控制的缺點。研發(fā)出模糊自整定PID算法，它成功解決了閉環(huán)控制過程中設(shè)定信號不斷變化的難題。經(jīng)過多次現(xiàn)場調(diào)試，目前控制器已經(jīng)成功應(yīng)用于國內(nèi)多家企業(yè)的輪胎耐久性試驗機和密煉機兩種電液系統(tǒng)，在這兩種系統(tǒng)中成功取代進口國外模擬控制器，并且控制效果好于國外模擬控制器。關(guān)鍵詞：電液系統(tǒng)；ARM7；UC/OS-II；模糊自整定
標簽： ARM 微處理器 電液系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-31
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