本文的目的就是研究如何应用FPGA这种大规模的可编程逻辑器件实现CCD(Charge Coupled Device,电荷耦合器件)数字图像的实时采集及预处理。基于对实时图像处理系统的研究与设计,本文主要研究工作及成果如下: 1.本论文详细的介绍了图像采集卡的结构和基本工作原理。同时,针对高分辨率的CCD摄像机,探讨了有关点目标与CCD像元一一对应的图像采集及其硬件和软件设计方法。 2.本文分析了星图中弱小目标、噪声以及背景的特点,给出了点目标的场景图像的数学模型及复杂背景下点目标检测的预处理方法。针对星图灰度分布的特点,采用高斯低通滤波算法和高通滤波算法对星图进行预处理,同时还对图像扫描聚类算法进行了研究与分析。 3.数字信号处理器常常因为在复杂性、运算速度等方面的限制,难以实时的实现复杂的检测算法。本文采用FPGA技术,实现了复杂背景下弱点目标的预处理算法,解决了计算、数据缓冲和存储操作协调一致的问题,同时采用并行高密度加法器和流水线的工作方式,使整个系统的数据交换和处理速度得以很大的提高,合理的解决了资源和速度之间的相互制约问题,并在实际中取得满意的结果。
上传时间: 2013-07-03
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CAN-bus(Corltroller Area Network)即控制器局域网,是国际上应用最广泛的现场总线之一。它是一种多主方式的串行通讯总线,在工业控制通讯方面拥有高位速率,高抗电磁干扰性,而且能够检测出产生的任何错误。作为一种灵活,可靠的通讯系统,CAN总线已被广泛运用于各个工业控制现场。 基于FPGA+DSP的CAN总线通讯系统设计主要目标是完成CAN总线的多节点可靠高速性传输,通过各节点之间的数据通信以及结点处理单元内部对数据的处理实现整个通信系统间各个单元的协同工作。 本论文中的 CAN 总线通讯系统是完成红外目标探测系统和控制系统与图像处理系统的实时通信,其硬件部分采用 DSP+FPGA 作为核心通讯处理单元,通过对 DSP硬件编程和FPGA逻辑模块的设计实现了在处理单元外部CAN总线多节点之间的信息可靠性传输以及处理单元内部DSP和FPGA基于SPI的串行通信,从而完成了在FPGA中对CAN总线数据的处理和运用。
上传时间: 2013-05-23
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正交频分复用(OFDM)技术是一种多载波数字调制技术,它具有频谱利用率高、抗多径能力强等特点,在宽带无线多媒体通信领域中受到了广泛的关注。 OFDM系统可分为连续工作模式和突发工作模式。在IEEE802.11a、HiperLANType2等无线局域网标准中采用了OFDM的突发工作模式,该模式下的接收机首先对符合某种特定格式的帧做出检测。本文介绍了一种基于最小错误概率准则的帧检测算法,提出了该算法的FPGA实现方案。 同步技术是OFDM最关键的技术之一,它包括载波频率同步和符号同步。载波频率同步是为了纠正接收端相对于发送端的载波频率偏移,以保证子载波间的正交性;符号同步确定OFDM符号有用数据信息的开始时刻,也就是确定FFT窗的开始时刻。本文首先介绍了一种基于自相关的载波频率同步算法,给出了它的FPGA实现方案,重点讲述了其中用到的Cordic算法及其实现;然后介绍了分别基于互相关和自相关的两种符号同步算法,给出了各自的FPGA实现方案,从实现的角度比较了两种算法的优缺点,并且在FPGA设计中体现了面积复用和流水线操作的设计思想。 文章最后介绍了系统调试的情况,总结出一种ChipScopePro与Matlab相结合的调试方法,该方法在FPGA调试方面具有一定的通用性。
上传时间: 2013-07-16
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本课题是江苏省“十一五”工业攻关项目“总线化智能多参数高精度检测及控制仪表开发与产业化(BE2006090)”。本项目要求多环境参数测控、多总线接口,选择具有丰富接口的高速处理器作为本项目的核心。为满足多参数测控精度和多网络接口通讯可靠性,嵌入式设计是应用系统的理想选择。本文所研究的多参数测控装置是以三星公司生产的32位ARM微处理器S3C2410为核心的嵌入式系统,该系统能实时地获取水环境参数,为水环境和多总线接口提供基本的数据和控制信息。 本文详细地介绍了MODBUS和CAN-BUS总线协议和通讯原理,阐述了水产养殖几个重要环境参数一溶解氧、温度、PH值的检测算法原理、以及传感器调理电路和温度、溶解氧的控制策略,进行了测控系统的硬件架构和各个模块的原理设计,实现了操作系统的移植,编写了驱动程序。在基于QT/E环境下实现了系统的测控和总线通讯部分上层软件设计。提出并实施了系统测试方案,成功地完成了测控系统的硬件、软件测试、以及通信功能测试和现场在线测试。 本论文的研究开发工作是在实践的基础上完成的,实验结果证明该系统充分利用了S3C2410芯片提供的资源,具有高性能、低功耗、低成本的优点,在各个方面的性能比传统的水环境参数测控系统有很大提高,通过测试实现了预期的各种功能,完全达到预期要求。
上传时间: 2013-06-28
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随着超声检测理论逐渐成熟,以及现代集成电路的快速发展,超声检测技术以其快速、准确、无污染、低成本等特点,成为国内外应用广泛、发展迅速、使用频率最高的一种无损检测技术。其中超声仪器的发展水平直接影响着超声检测技术的发展。数字化、图像化、小型化和实时化等是超声检测仪器的发展趋势。传统的超声检测系统中,PC机存在难以适应恶劣的工作环境,体积大,携带不方便,功耗大,数据传输率不高等问题,并且大部分便携式超声探伤仪缺乏对复杂数字信号处理算法的支持,因此开发与设计一种高性能、小型化的便携式超声探伤检测系统尤为重要。 ARM的数字信号处理能力和DSP的系统控制能力都有其各自弱点,所以文中提出了一种基于ARM与DSP双CPU方案的便携式超声探伤仪,充分利用了ARM与DSP的处理性能,接口简单。ARM利用DSP的主机接口与DSP通信,不会打断DSP的正常运行。本方案为复杂的信号处理算法提供硬件支持,可以有效的提高便携式超声探伤仪器的信号处理能力。 超声探伤回波中的缺陷信号往往与系统的电噪声、金属组织噪声混在一起,影响超声检测回波的信噪比。粗晶材料由于其微观结构对超声的强烈散射,造成严重的材料噪声和信号衰减,致使超声检测灵敏度和信噪比严重下降。目前,对粗晶材料的检测仍然是超声检测技术的一大难题。采用信号处理技术提高超声检测能力和信噪比是无损检测领域的重要研究课题。本文在设计具备复杂信号处理能力的便携式探伤仪的基础上,进行了适合在便携式仪器上实现的小波变换算法的研究,尝试提高便携式仪器对粗晶材料缺陷的检测能力。
上传时间: 2013-04-24
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以嵌入式计算机为技术核心的嵌入式系统是继网络之后,又一个IT领域新的技术发展方向。由于嵌入式系统具有体积小、性能强、功耗低、可靠性高等特点,目前已经广泛的应用在国防、消费电子、信息家电、网络通信、工业控制等领域。其中具有代表意义的是32位的控制器和嵌入式操作系统的应用。 本文是以弧焊机器人的焊缝跟踪系统为例,研究了基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和32位ARM微处理器的嵌入式系统的实现。该焊缝跟踪应用系统实例实现的功能是使弧焊机器人能及时检测并自动纠正当前焊接点与焊缝之间出现的偏差,以提高弧焊机器人的智能化水平。 论文首先介绍了32位的ARM控制器工作原理,然后介绍了嵌入式操作系统的工作原理以及焊缝信号的处理原理,在此基础上设计了弧焊机器人焊缝跟踪系统的硬件电路,最后完成了嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ在S3C44BOX上的移植工作,并且编写和调试了控制软件。基本上达到了控制要求。
上传时间: 2013-04-24
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随着人们物质文化生活水平的提高和科学技术的快速发展,智能家居已成为一个发展趋势。智能家居系统采用传感技术、计算机技术和信息传输与处理技术,能给用户提供全方位的服务,同时对住房内的情况进行远程监控和实时管理。安防系统是智能家居中的一个重要的组成部分。传统的安防系统都是基于单片机设计实现的,它难以满足现代家居中网络家电功能,针对这些问题,设计并实现了一种基于ARM和蓝牙的安防系统。 (1) 深入研究了安防系统中视频监控的研究现状与发展趋势,分析了嵌入式Linux操作系统的优、缺点以及选择内核版本为Linux2.6的原因,指出了选题研究的目的和意义。 (2) 从网络拓扑结构和几种重要协议这两个方面入手,阐述了智能家居中的重要技术——蓝牙。 (3) 根据智能家居的功能要求,设计了一种智能家居中的安防系统,论述了ARM9嵌入式微处理器S3C2410的原理以及性能,阐述了安防系统中的NANDFLASH模块、SDRAM模块、RS232串口模块、以太网模块、USB、USB蓝牙、USB摄像头的组成原理以及设计与实现方法。 (4) 根据系统软件环境的需求,构建了嵌入式Linux系统软件平台,论述了交叉编译环境和NFS开发调试环境的建立,移植S3C2410下启动引导程序VIVI,移植嵌入式操作系统Linux(内核版本为2.6.14),阐述了系统相关设备驱动的移植(NAND FLASH、USB、USB摄像头、USB蓝牙)、文件系统的使用,分析了Linux下蓝牙无线通信的实现过程。 (5) 在搭建的嵌入式Linux系统软件平台上,论述了在Windows XP下远程登录到Linux操作系统的方法,阐述了在Linux下使用V4L编程来截取摄像头图象,使用SOCKET编程将截取到的图象传送到室内PC机上,远程监控电脑登录到此PC机上,利用IE浏览器来实现对现场环境的监控。 (6) 结合实验测试环境和测试数据,进行了视频监控系统的性能测试,分析了测试结果并针对出现的问题给出了改进措施。 通过对安防系统的实验测试表明,系统能够很好地检测不法分子的入侵,并通过远程视频监控方式来告知用户,系统运行稳定,达到了预期的设计目标。
上传时间: 2013-04-24
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本文通过对一台工业仪表通信协议进行分析,介绍了用VB6.0开发微机实时数据采集程序的编程技术。关键词:VB;MSComm控件;通信协议;实时;数据采集Abstract: The pap
上传时间: 2013-06-03
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常用元件的使用与功能检测,帮助我们更好的认识元器件。
上传时间: 2013-05-27
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详细分析了光电检测系统的各个组成部分,阐述了A/D转换器AD7714芯片在光电检测系统中的应用,最后给出了AD7714与AT89C52的接口电路图、程序流程图以及关键的子程序。光电检测技术已广
上传时间: 2013-06-11
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