高性能低成本的图像采集和处理系统在自动测量、设备检测、安全监控等工业测控领域需求巨大。相比于CMOS图像传感器，CCD图像传感器在灵敏度、分辨率、噪声控制以及技术成熟度等方面具有明显优势。发达国家对于基于CCD图像传感器的高性能图像采集和处理系统的开发已经具有了一定的经验和成功先例，而在我国，相关的技术开发还比较薄弱。因此，通过对基于CCD图像传感器的高性能图像采集和处理系统进行研究和开发，迅速掌握核心技术，积累必要的技术储备和经验，对满足我国在相关领域的需求有着重要意义。本文研究了CCD图像传感器的发展历程、结构及工作原理、性能特点，并与CMOS图像传感器进行了比较。详细分析了SONY公司的大面阵CCD图像传感器，并以此器件为核心完成了图像采集和处理系统的设计。选用CYPRESS公司的LC4256V型CPLD（Complex Programmable Logic Device）芯片和TI公司的MSP430F149型MCU（Micro Controller Unit）芯片共同构成系统的核心处理平台。以CPLD为设计载体，使用Verilog硬件描述语言实现了驱动时序设计，完成了对CCD图像传感器的控制。对CYPRESS公司的CY7C68013型USB器件进行了固件程序、驱动程序和应用程序开发，实现了高速数据传输。硬件上采用了模块化设计，并充分考虑了抗干扰措施。实际测试表明，上述系统工作稳定，具有良好的灵活性和可扩展性。
上传时间： 2022-06-23
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引言随着射频技术的发展，基于ISO14443A协议的近场距离识别技术越来越多的应用于民用产品中，最常见的如公共交通、身份识别、门禁监控等众多领域。为使应用系统的开发人员快速开发射频识别产品，本文设计了一种实用型射频读写模块，该模块具有天线识别距离大、用户接口灵活和操作简单等特点。该模块采用MFRC522作为射频读写芯片，该芯片支持ISO14443A的多层协议；在内部嵌入天线，同时支持使用外部天线的功能。分别从硬件和软件两方面对系统设计进行详细的介绍：硬件方面给出系统总体框图，并对主要芯片和天线设计进行介绍；软件方面则重点介绍ISO14443A协议和接口编程，最后结合应用实例，展示了模块通用和易用等特点。1硬件电路设计本文设计的射频模块为基于MFRC522射频读写芯片，适用于支持ISO14443A协议的所有非接触式卡。硬件系统由射频读写芯片MFRC522、单片机LPC931、电源模块和天线电路组成，系统硬件框图如图1所示。
上传时间： 2022-06-24
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本文依托煤矿安全生产实际情况，以井下人员定位系统的需求为背景，结合嵌入式和RFID技术进行井下人员定位系统的开发。根据系统实际需求，使用三星公司的S3C2440系列的ARM处理器构建的平台，以Linux为操作系统，以CAN总线技术为传输方案进行井下人员定位系统的硬件设计、软件平台搭建及软件系统的开发。本文首先分析了井下人员定位系统的实际需求，设计了系统的总体网络架构，在分析系统工作原理的基础上，对RFID和CAN总线技术做了详细的研究。在给出系统总体方案后，设计了井下人员定位系统硬件电路，包括射频读卡器、射频卡以及CAN总线传输模块等电路设计。在软件设计和开发上，详细描述了嵌入式Linux系统软件平台的搭建，包括交叉编译环境的建立、引导程序BootLoader的加载、内核及驱动的移植以及根文件系统的制作；研究了RFID射频读卡程序的设计和嵌入式数据库SQLite的开发，采用nRF2401芯片实现了读卡器对射频卡上人员信息的接收及实时更新，并对RFID系统防冲突问题进行了分析与研究，给出了解决方案：最后开发设计CAN总线传输网络，采用MCP2515芯片实现了ARM9平台的CAN总线接口扩展，并为CAN总线控制器编写和移植了驱动程序，实现井下人员信息向地面监测计算机的传输。至此完成了井下人员定位系统的搭建。本文最后对全文的研究成果和存在的不足进行了系统的总结和分析，并对进一步的研究提出展望。
上传时间： 2022-06-25
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AR0231AT7C00XUEA0-DRBR（RGB滤光）安森美半导体推出采用突破性减少LED闪烁 (LFM)技术的新的230万像素CMOS图像传感器样品AR0231AT，为汽车先进驾驶辅助系统(ADAS)应用确立了一个新基准。新器件能捕获1080p高动态范围(HDR)视频，还具备支持汽车安全完整性等级B(ASIL B)的特性。LFM技术(专利申请中)消除交通信号灯和汽车LED照明的高频LED闪烁，令交通信号阅读算法能于所有光照条件下工作。AR0231AT具有1/2.7英寸(6.82 mm)光学格式和1928(水平) x 1208(垂直)有源像素阵列。它采用最新的3.0微米背照式(BSI)像素及安森美半导体的DR-Pix™技术，提供双转换增益以在所有光照条件下提升性能。它以线性、HDR或LFM模式捕获图像，并提供模式间的帧到帧情境切换。 AR0231AT提供达4重曝光的HDR，以出色的噪声性能捕获超过120dB的动态范围。AR0231AT能同步支持多个摄相机，以易于在汽车应用中实现多个传感器节点，和通过一个简单的双线串行接口实现用户可编程性。它还有多个数据接口，包括MIPI(移动产业处理器接口)、并行和HiSPi(高速串行像素接口)。其它关键特性还包括可选自动化或用户控制的黑电平控制，支持扩频时钟输入和提供多色滤波阵列选择。封装和现状：AR0231AT采用11 mm x 10 mm iBGA-121封装，现提供工程样品。工作温度范围为-40℃至105℃(环境温度)，将完全通过AEC-Q100认证。
标签： 图像传感器
上传时间： 2022-06-27
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龙芯系列微处理器是中国拥有自主知识产权的中央处理器，中科院计算所从 2001 年开始研制龙芯系列处理器，于 2010 年正式成立龙芯中科技术有限公司，主要产品包括龙芯 1 号 CPU、龙芯 2 号 CPU 以及龙芯3 号 CPU。本书基于龙芯俱乐部与龙芯中科合作开发的，南京龙众创芯电子科技有限公司承制的智龙开发板，围绕龙芯 1 号芯片 LS1C 进行嵌入式系统开发讲解。本书内容共分 3 篇。基础篇包含实验平台和开发环境的搭建。中级篇为 Linux 基础应用编程，包含线程、信号、网络等基本操作。高级篇包含开发板硬件编程、驱动程序编写等高级操作。附录为嵌入式常用资料和智龙开发板的电路原理图。本书结合实践案例及应用场景，按照嵌入式系统的开发流程组织教材内容，使读者能熟练掌握从开发环境搭建到编写完整工程的流程。同时提供内核源码及实例代码，并给出测试结果，方便教师教学参考。本书不仅用于 MIPS 架构的龙芯 1 号芯片的嵌入式系统开发，还可用于基于 Linux 操作系统的嵌入式系统学习，具有广泛的适用性。其中，在内核原理、应用程序编写方面，与同类 ARM 架构芯片相比，其开发过程是通用的，包括虚拟机编译、程序下载、调试、应用开发、内核裁减。本书适用于应用型本科、高职高专院校嵌入式系统的课程教学，也可作为相关开发人员的自学教材和参考手册。
上传时间： 2022-07-08
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本文在分析干式电力变压器绝缘结构和电场分布特点的基础上，建立了四种电场分析模型：二维和三维高压绕组电场分析模型、二维和三维端部电场分析模型。以SG10型H级绝缘空气自冷干式变压器为具体分析对象，采用ANSYS有限元分析软件对四个电场模型进行了有限元建模，并完成了有限元分析，得出相应的干式电力变压器绝缘的电场强度和分布分析结果。 在深入理解ANSYS有限元分析软件接口的基础上，编写了以APDL参数化语言为基础的命令流程序，并采用C++Builder6.0软件编写了实现模型修改和结果显示的程序，完成了干式电力变压器电场有限元分析系统的开发。应用该软件，用户可以对四个模型的绝缘结构尺寸、介电常数等参数直接进行修改，在调用ANSYS软件进行有限元分析后，可以得到非常直观的相应干式电力变压器绝缘的电场强度和分布结果，包括显示电场的最大电场强度值及其位置，以及用图像方式显示模型的电场强度矢量图利分布云图。本文工作对于研究干式电力变压器的电场分布以及绝缘合理设计具有工程意义。
上传时间： 2013-06-26
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现实生活中的语音不可避免的要受到周围环境的影响，背景噪声例如机械噪声、街头音乐噪音，其他说话者的话音等均会严重地影响语音信号的质量：此外传输系统本身也会产生各种噪声，因此接收端的信号为带噪语音信号。混叠在语音信号中的噪声按类别可分为环境噪声等的加法性噪声及电器线路干扰等的乘法性噪声；按性质可分为平稳噪声和非平稳噪声。 语音增强的根本目的就是净化语音质量。把不需要的噪音减低到最小程度。但是由于噪音的复杂性，很难归纳出一个统一的特征，因此不可能寻求一种算法完全适应于所有的噪音消除，因此语音增强是一个复杂的工程。 有关抗噪声技术的研究以及实际环境下的语音信号处理系统的开发，在国内外已经成为语音信号处理非常重要的研究课题，已经作了大量的研究工作，取得了丰富的研究成果。本文仅对加性噪声下的语音增强技术做了较为仔细的讨论，我们先给出语音信号处理的基本理论，它是语音增强算法研究和实现的理论基础，在此基础总结了自适应信号处理技术的特点以及在语音增强方面的应用。选取工程领域最常用的自适应LMS滤波算法和RLS滤波算法作为研究对象，提出了利用最小均方误差意义下自适应滤波器的输出信号与主通道噪声信号的等效关系，得到滤波器最佳自适应参数的方法，并分析了在平稳和非平稳噪声环境下，L M S滤波器族和R L S滤波器在不同噪音输入下的权系数收敛速度、权系数稳定性、跟踪输入信号的能力和信噪比的改善等特性。 研究了MATLAB语言程序设计和使用MALTLAB对语音算法进行仿真、并输入了多种实际环境下的噪音进行滤波仿真并对仿真的结果进行比较和分析。总结出了LMS、NLMS、SIGN-ERROR-LMS、RLS自适应滤波器在语音滤波方面的特点 和应用情况。 最后在MATLAB仿真的基础上，利用Altera公司的Cyclone2系列FPGA芯片和多种EDA工具，完成了L M S自适应滤波器的FPGA设计。 关键词：语音增强，背景噪音，自适应滤波器，LMS，RLS，FPGA
上传时间： 2013-04-24
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随着计算机技术的迅猛发展，受其影响的仪器行业也发生了巨大的变革，即仪器的手动操作使用改为计算机控制自动测试。随着自动测试技术和程控仪器的发展，除了要求物理硬件接口标准化外，也要求软件控制标准化。 硬件方面，从20世纪50代自动测试概念建立起，经过初期专用接口、半专用接口到20世纪80年代中期才普及推广开放式标准接口总线，如RS232串行通信接口总线、GPIB通用接口总线、PXI计算机外围仪器系统总线、VXI块式仪器系统总线等。 软件方面，1987年6月颁布的IEEE488．2（程控仪器消息交换协议）标准首先解决了数据结构方面的问题，但仍将大量的器件语义留给设计者自由定义。1990年4月，国际上九家仪器公司在IEEE488．2基础上提出了SCPI（Standard Commands for Programmable Instruments程控仪器标准命令），才使程控仪器器件数据和命令得到标准化。SCPI的总目标是缩短自动测试系统程序开发时间，保护仪器制造者和使用者双方的硬、软件投资，为仪器控制和数据利用提供广泛兼容的编码环境。 仪器接收到SCPI消息后进行响应：接收字符串消息、词法分析、语法分析、中间代码生成、优化和目标代码生成，语法分析模块的性能直接影响到程控执行效率。为了进一步简化仪器内语法分析模块、提高程控执行效率，本课题提出了在接口电路中加入解析模块的思想，可将控制器发送到仪器的SCPI消息即复杂的ASCII码字符串转变为简单的二进制代码。采用此解析模块将大大简化仪器设计者的软件工作，既能实现仪器语言标准化又能提高仪器对远程 控制的响应速度，这在研究实验室内的自制仪器时将是很有用的。 仪器接口有很多种，本课题主要讨论了RS232和GPIB两种接口。本设计中仪器接口板是独立于仪器的，与仪器单独使用微处理器，若要与仪器连接实现通信只需在两微处理器之间进行通信即可，这样做的目的是：一方面可以不影响仪器的设计和操作，一方面可以实现接口板的通用性和仪器的可换性。针对于RS232接口为一简单接口，我先将工作重心放在软件设计上，主要考虑怎样把复杂的ASCII码字符串解析为简单的二进制代码。针对于GPIB接口，软件设计的主要部分已完成，再把工作重心放在硬件设计上，采用性价比更高的CPID实现GPIB接口芯片NAT9914。为了观察解析结果还加入了LCD显示。本设计在开发通用的、低价的仪器接口板方面做了一个有益的尝试，为进一步的自动测试系统研究打下了基础。 关键词：仪器；SCPI；RS232接口；GPIB接口；CPLD
上传时间： 2013-04-24
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PID算法自从问世以来，一直受到广泛的关注。随着现代控制理论及智能控制技术的发展，PID算法也得到了长足的发展。结合传统的PID控制算法，针对特定的控制领域，出现了一些新的控制算法，模糊PID控制算法就是在此基础上渐渐形成并凸显其控制特色。 同时随着微电子技术的发展，现场可编程逻辑器件FPGA的发展及其EDA技术的日渐成熟，为集成控制芯片开拓了广阔的发展空间。FPGA的发展为基于硬件的算法模块的实现提供了可能性，同时节省了外围的电路，使算法模块的集成度大大提高。 本文针对当前国内外在算法研究方面的热点问题，对模糊PID算法进行了深入的分析和研究。通过对汽轮机调节系统的结构分析，对其进行了数学建模。采用某汽轮机的实际设计运行参数，利用Matlab仿真软件，对该汽轮机的数学模型进行了甩负荷动态特性仿真。仿真结果表明，模糊PID可以更好地解决汽轮发电机组在甩负荷过程中由于机组转子飞升量太大而导致危急保安装置动作，使得汽轮发电机组意外停机的问题，能够保证汽轮发电机组在意外甩负荷时机组正常的机械运转。根据模糊控制理论的特点及EDA技术和FPGA可编程逻辑器件的发展现状，提出了在FPGA上实现模糊PID算法的具体实现方案。在综合分析算法特性的基础上，选择Altera公司生产的CycloneⅡ系列中的EP2C35F672C6作为目标芯片，利用分层模块化设计思想，在Altera公司提供的QuartusⅡ开发环境中，利用原理图设计输入和VHDL设计输入相结合的方式实现了模糊PID控制算法，同时分别对实现的各个功能模块和整个算法模块进行了功能时序仿真。根据仿真结果分析，该设计实现了的模糊PID控制功能。 该控制算法模块的FPGA实现很好的避免了因CPU或者其它问题导致算法程序跑飞、程序死循环、复位不可靠等问题，提高了控制的可靠性。同时加强了模块的通用性，减少了系统硬件开发周期，节省了外围设备的电路，降低了设计开发成本。
上传时间： 2013-07-21
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为适应组合导航计算机系统的微型化、高性能度的要求，拓宽导航计算机的应用领域，本文设计出一种基于浮点型DSP(TMS320C6713)和可编程逻辑阵列器件(FPGA： EP1C12N240C8)协同合作的导航计算机系统。 论文在阐述了组合导航计算机的特点和应用要求后，提出基于DSP和FPGA的组合导航计算机系统方案。该方案以DSP为导航解算处理器，由FPGA完成IMU信号的采集和缓存以及系统控制信号的整合；DSP通过EMIF接口实现和FPGA通信。在此基础上研究了各扩展通信接口、系统硬件原理图和PCB的开发，且在FPGA中使用调用IP核来实现FIR低通滤波数据处理机抖激光陀螺的机抖振动的影响。其次，详细阐述了利用TI公司的DSP集成开发环境和DSP/BIOS准实时操作系统开发多任务系统软件的具体方案。本文引入DSP/BIOS实时操作系统提供的多任务机制，将采集处理按照功能划分四个相对独立的任务，这些任务在DSP/BIOS的调度下，按照用户指定的优先级运行，大大提高系统的工作效率。最后给了DSP芯片Bootloader的制作方法。 导航计算机系统研制开发是软、硬件研究紧密结合的过程。在微型导航计算机系统方案建立的基础上，本文首先讨论了系统硬件整体设计和软件开发流程；其次针对导航计算机系统各个功能模块以及多项关键技术进行了设计与开发工作，涉及系统数据通信模块、模拟信号采集模块和数据存储模块；最后，对导航计算机系统进行了联合调试工作，并对各个模块进行了详细的功能测试与验证，完成了微型导航计算机系统的制作。 以DSP/FPGA作为导航计算机硬件平台的捷联式惯性导航实时数据系统能够满足系统所要求的高精度、实时性、稳定性要求，适应了其高性能、低成本、低功耗的发展方向。
上传时间： 2013-04-24
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