高端湿热环境试验箱的温湿度控制器有着如下特点:①、人机接口模块大多采用彩色液晶屏和触摸屏;②、控制器存储容量大,可存储大量温湿度数据;⑧、温湿度数据测量精度高;④、温湿度控制精度高,具有自调整能力,可根据试验条件的变化调节控制器内部参数。⑤、辅助功能多,如RS232串口通讯、USB通讯、以太网通讯等,方便和PC机的连接。此种类型的温湿度控制器国内生产较少。 本文在综述国内温湿度控制技术的基础上,提出了基于ARM9芯片的高性能温湿度控制的设计方法。本文主要针对以下几个方面进行了研究:研究试验箱内热力学过程并建立温湿度控制系统的简化数学模型;分析温湿度控制箱的控制方法,选择合理的温湿度测量方案,提出了减少误差的方法;分析温湿度控制器的功能需求,完成了基于ARM的温湿度控制器的硬件设计和调试;选择了温湿度控制系统的控制算法,并在设计的硬件平台上实现;最后对控制效果进行了试验分析。 本论文各章节主要内容概述如下: 第1章综述了湿热环境试验设备技术和嵌入式系统技术进展,提出了课题的研究内容、难点和创新点。 第2章分析了湿热环境试验箱温湿度控制的控制算法,分析了被控空气的热力学过程,得出简化数学模型。 第3章对温度、湿度测量系统及其误差消除方法进行分析,提出基于AD7711的高精度温湿度测量方案。 第4章分析温湿度控制器的需求,完成温湿度控制器硬件平台的设计。 第5章研究温湿度控制系统的控制算法,在硬件平台上实现PID继电自整定算法。 第6章对温湿度控制的实际控制效果进行试验分析。 第7章总结与展望。
上传时间: 2013-04-24
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视频监控系统是一门集计算机技术、通信技术和数字视频技术于一体的综合系统。目前视频监控正向着数字化、网络化的方向发展。实现基于网络的视频监控系统的关键是一种嵌入式设备,它应该能够采集压缩视频数据并通过网络进行传输。 本文介绍了一种基于嵌入式Linux的网络视频监控系统的设计和实现方法。首先从整体上分析了网络视频监控系统的总体设计方案,给出了视频服务器的硬件框架和软件体系,并重点讨论了在ARM处理器上实现MPEG-4压缩编码的方法。其次在ARM硬件平台成功构建了armlinux嵌入式系统:包括引导程序Bootloader的设计、修改配置linux内核以及制作JFFS2文件系统。其中创新地提出了从nandflash启动U-BOOT具体设计方法。为了完成系统进一步的视频采集工作,系统实现了USB数码摄像头的驱动。在应用程序开发过程中,首先设计了基于Vide04Linux的视频采集程序,并采用mmap(内存映射)方式截取图片。其次重点分析了MPEG-4编码模型XVID程序中的运动估计部分,并研究了半像素快速搜索算法,从而减少了搜索点数提高了运算速度。最后利用开源JRTPLIB库实现视频数据流的RTP传送。 整个设计都是在深圳旋极公司研制的SUPER-ARM硬件平台上进行的,linux内核采用2.4.18。其中MPEG-4编码优化测试是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本课题为在ARM平台实现网络视频监控的设计做了有益的探索性尝试,对今后进一步完成远程嵌入式视频监控系统的设计有着积极的意义。
上传时间: 2013-07-21
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本文是四川省教育厅重点项目“经济型网络同步课堂关键技术研究与装备开发”关键技术的一部分,主要内容是实现嵌入式视频采集与存储。通过构建基于ARM微处理器和开源Linux操作系统的平台,实现视频数据的通用USB移动存储设备存储,达到经济型的目标。 本文详细介绍了整个系统平台研究开发和设计实现的过程。论文讨论了ARM微处理器在嵌入式系统中的应用,实现了SDRAM存储系统、Flash存储系统、串口、USB接口、IIC接口等模块的原理设计;分析了高速印制电路板设计中的难点并予以克服,实现了印制电路板设计。 论文介绍了Linux作为嵌入式操作系统的特点与优势,实现了将其完整移植到一个新硬件平台;论文同时还实现了引导代码、根文件系统、驱动程序等内容;视频采集与存储应用,设计采用缓冲区的方法保证其衔接,采用Linux线程机制进行多任务调度,最终实现了视频采集存储功能。 本系统充分结合了计算机科学、嵌入式技术和数字视频技术等前沿领域的众多理论和成果,体现了学科交叉与技术集成的创新。
上传时间: 2013-06-02
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汽车仪表是驾驶员与汽车进行交流的重要窗口,也是汽车高新技术的重要部分。传统汽车仪表多使用指针型显示器件为主,如步进电机、十字线圈,辅以液晶显示,显示的信息量相对较少,且结构复杂。一方面随着汽车电子化程度的不断提高,进行技术创新,研制开发新一代汽车仪表产品;另一方面,由于能源和环保问题,汽车也将从内燃机汽车发展到包括纯电动汽车(BEF)、混合电动汽车(HEV)以及燃料电池汽车(FCV)的新能源汽车时代,因此结合新能源汽车信息量多、电子化程度高的特点,开发新一代汽车智能仪表具有重要的现实和长远意义。 本文正是在这样的背景下,以同济大学汽车学院自主研发的ROVER燃料电池轿车为研究对象,进行了汽车智能仪表的一些功能研究与开发。所做的主要工作有: (1)根据要实现的功能确定所需的硬件资源,选择合适的嵌入式硬件系统。 (2)嵌入式操作系统的选择和二次开发。在选择操作系统时要考虑到系统的硬件可移植性、实时性、对内存的需求以及提供哪些开发工具等。 (3)应用软件的开发。主要是仪表界面设计,包括数字图形显示,动画显示,数据库开发等。 (4)基于无线数据传输模块下的GPRS无线通讯实验。包括客户端和服务器端系统配置,动态域名解析等。 该仪表已应用于ROVER燃料电池轿车,实践表明,在嵌入式平台上显示车载信息,同传统仪表相比具有较大的优势。可满足小型化、轻量化的要求;造型美观,可动画显示、可读性、可视性强;可实现一表多用。从软件方面来讲,引入了操作系统的概念,增强了代码的可读性、可维护性、可扩展性以及灵活性;信息显示自由度高,显示界面人性化,可定制;即使更换硬件平台,也只需对操作系统和底层驱动程序进行少量的移植工作,而无需修改与硬件无关的应用代码。
上传时间: 2013-04-24
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近些年来,FPGA已经成为现代电子、半导体行业的最重要组成部分之一,针对FPGA的综合技术的研究是电子设计自动化技术的重要研究方向。逻辑综合是FPGA综合的重要步骤,它包括逻辑优化和工艺映射。本文主要研究了针对一种新型ALM(Adaptive Logic Model)结构FPGA的工艺映射算法。 论文首先对已有FPGA逻辑综合技术进行了全面的总结,从逻辑优化和工艺映射两个方面分析了传统算法对ALM结构FPGA的适应性,通过分析我们得出结论,传统的逻辑优化算法仍然能够适用于ALM结构FPGA的逻辑综合,而工艺映射算法则需要进行改进。 在以上分析的基础上,根据ALM结构的特点,论文提出了一种以面积优化为主,同时考虑延迟的针对ALM结构FPGA的工艺映射算法——ALMmap。该算法包括几个子算法,递减迭代装箱算法能够很好的适应ALM结构的灵活性;通过ALM装箱算法并加入共享输入处理,将多个LUT装入一个ALM结构中;再汇聚路径的处理有助于提高效率和减少面积;算法在已有的多级分解算法基础上考虑了延迟因素,在不降低面积优化效果的同时降低了延迟;通过全局优化从全局范围对面积进行了进一步的优化。 最后,我们对ALMmap算法与传统算法进行了测试与比较,通过实验数据表明,ALMmap能够很好的发挥ALM结构的灵活性,考虑延迟的多级分解算法能够很好的降低延迟,与传统基于K-LUT的工艺映射算法相比,具有更好的面积与延迟综合性能。
上传时间: 2013-06-24
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伴随着多媒体显示和传输技术的发展,人们获得了越来越高的视听享受。从传统的模拟电视,到标清、高清、全高清。与显示技术发展结伴而行的是显示接口技术的发展,从模拟的AV端子,S-Video和VGA接口,到数字显示的DVI接口,技术上经历了一个从模拟到数字,从并行到串行,从低速到高速的发展过程。 HDMI是最新的高清晰度多媒体接口,它的规范由Silicon Image等七家公司提出,具有带宽大,尺寸小,传输距离长和支持正版保护等功能,符合当今技术的发展潮流,一经推出,就获得了巨大的成功。成为平板显示器、高清电视等设备的标准接口之一,并获得了越来越广泛的应用。 从上世纪80年代XILINX发明第一款FPGA芯片以来,FPGA就以其体系结构和逻辑单元灵活,运算速度快,编程方便等优点广泛应用与IC设计、系统控制、视频处理、通信系统、航空航天等诸多方面。 本文利用ALTERA的一款高端FPGA芯片EP2S180F1508C3为核心,配合Silicon Image的专用HDMI接收芯片搭建了一个HDMI的接收显示平台。针对HDMI带宽宽,数据量大的特点,使用了新型的DDR2 SDRAM作为视频信号的输入和输出缓冲。在硬件板级设计上,针对HDMI和DDR2的相关高速电路,采用了一系列的高速电路设计方法,有效的避免了信号的反射,串扰等不良现象。同时在对HDMI规范和DDR2 SDRAM时序规范的深入研究的基础上,在ALTERA的开发平台QUARTUSII上编写了系统的顶层模块和相关各功能子模块,并仿真通过。 论文的主要工作和创新点表现在以下几个方面: 1、论文研究了最新的HDMI接口规范和新型存储器件DDR2的时序规范。 2、论文搭建的整个系统相当庞大,涉及到相关的规范、多种芯片的资料、各种工具软件的使用、原理图的绘制和PCB板的布局布线,直至后期的编程仿真,花费了作者大量的时间和精力。 3、论文首次使用FPGA来处理HDMI信号且直接驱动显示器件,区别于-般的ASIC方案。 4、论文对高速电路特别是的DDR2布局布线,采用了一系列的专门措施,具有一定的借鉴价值。
上传时间: 2013-06-22
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本文的设计采用FPGA来实现π/4DQPSK调制解调。采用π/4DQPSK的调制解调方式是基于频带利用率、误比特率(即抗噪性)和实现复杂性等综合因素的考虑;采用FPGA进行实现是考虑到高速的数据处理以及AD和DA的高速采样。 本课题主要包含以下几个方面的研究: 首先对π/4DQPSK技术的应用发展情况做简单介绍,并对其调制解调原理进行了详细的阐述。在理解原理的基础上,将调制解调进行模块化划分,提出了实现的思路和方法。其中包括串并转换,差分相位编码,内插,成形滤波器,正交调制,带通滤波器及希尔伯特变换,解调,位同步,载波同步,差分相位解码。 其次在FPGA上实现了π/4DQPSK的大部分模块。其中调制端的各个模块的功能都已经实现,并综合在一起,下载到开发板上进行了在线仿真。其中成形滤波器的设计大大降低了FPGA的资源开销,是本次设计的创新;解调端对载波同步和位同步提出了设计思路,具体的实现还需要进一步的研究;接口电路的测试和在线仿真已经完成。 最后提出了硬件实现的方案以及三种芯片的选型与设计,给出了简要的电路图和时序图。
上传时间: 2013-08-03
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激光测距是随着激光技术的出现而发展起来的一种精密测量技术,因其良好的精确度特性广泛地应用在军事和民用领域。但传统的激光测距系统大多采用分立的单元电路搭建而成,不仅造成了开发成本较高,电路较复杂,调试困难等诸多问题,而且这种系统体积和重量较大,严重阻碍了激光测距系统的普及应用,因此近年来激光测距技术向着小型化和集成化的方向发展。本文就旨在找出一种激光测距的集成化方案,将激光接收电路部分集成为一个专用集成电路,使传统的激光测距系统简化成三个部分,激光器LD、接收PD和一片集成电路芯片。 本文设计的激光测距系统基于相位差式激光测距原理,综合当前所有的测相技术,提出了一种基于FPGA的芯片运用DCM的动态移相功能实现相位差测量的方法。该方法实现起来方便快捷,无需复杂的过程计算,不仅能够达到较高的测距精度,同时可以大大简化外围电路的设计,使测距系统达到最大程度的集成化,满足了近年来激光测距系统向小型化和集成化方向发展的要求,除此,该方法还可以减少环境因素对测距误差的影响,降低测距系统对测试环境的要求。本论文的创新点有: 1.基于方波实现激光的调制和发射,简化了复杂的外围电路设计; 2.激光测距的数据处理系统在一片FPGA芯片上实现,便于系统的集成。 在基于DCM的激光测距方案中,本文详细的叙述了利用DCM测相的基本原理,并给出了由相位信息得到距离信息的计算过程,然后将利用不同测尺测得的结果进行合成,并最终将距离的二进制信息转换成十进制显示出来。本文以Xilinx公司Virtex-II Pro开发板做为开发平台,通过编程和仿真验证了该测距方案的可行性。在采用多次测量求平均值的情况下,该测距方案的测距精度可以达到3mm,测距量程可达100m。该方案设计新颖,可将整个的数据处理系统在FPGA芯片中实现,为最终的专用集成芯片的设计打下了基础,有利于测距系统的集成单片化。
上传时间: 2013-06-20
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基于单片机的红外门进控制系统设计与制作:我们所做的创新实验项目“基于单片机的红外门控系统”已基本完成,现将其工作原理简要说明。该系统主要分为两大部分:一是红外传感器部分。二是单片机计数显
上传时间: 2013-04-24
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软件无线电DDC(数字下变频)系统作为前端ADC与后端通用DSP器件之间的桥梁,通过降低数据流的速率,把低速数据送给后端通用DSP器件进行处理,其性能的优劣将对整个软件无线电系统的稳定性产生直接影响。采用专用DDC芯片完成数字下变频,虽然具有抽取比大、性能稳定等优点,但价格昂贵,灵活性不强,不能充分体现软件无线电的优势。FPGA工艺发展迅速,处理能力大大增强,相对于ASIC、DSP来说具有吞吐量高、开发周期短、可实现在线重构等诸多优势。正因为这些优点,使得FPGA在软件无线电的研究和开发中起着越来越重要的作用。 本次设计的目标是在一块FPGA芯片上实现单通道数字下变频系统。现阶段主要对软件无线电数字下变频器的FPGA实现方法进行了研究分析,重点完成了其主要模块的设计和仿真以及初步的系统级验证。 论文首先对软件无线电数字下变频的国内外现状进行了分析,然后对FPGA实现数字下变频设计的优势作了阐述。在对软件无线电理论基础、数字信号处理的相关知识深入研究的基础上重点研究软件无线电数字下变频技术。对数字下变频的NCO、混频、CIC、HB、FIR模块的实现方法进行深入研究,在:MATLAB中设定整体系统方案、完成模块划分和接口定义,并对部分模块建立数学模型并仿真、对模块的性能进行优化。从数字下变频的系统层次上考虑了各模块彼此问的性能制约,从而选择合理配置、优化系统结构以获得模块间的性能均衡和系统性能的最优化。最后通过使用编写'Verilog程序和调用部分lP Core相结合的方法完成数字下变频各个模块的设计并完成仿真和调试。结果表明设计的思想和结构是正确的,在下一步工作中主要完成系统的板级调试。
上传时间: 2013-04-24
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