本文介绍了一种基于现场可编程门阵列FPGA器件的电子密码锁的设计方法。重点阐述了红外遥控电子密码锁的整体架构设计;介绍了一种由PT2248作为发送器,MIM-R1AA 38KHZ红外一体化接收解调器作为接收器的红外遥控系统的构建方法;详细说明了如何运用EDA技术自顶向下的设计方法,来实现基于XILINX公司出品的Spartan-3E系列FPGA芯片的红外遥控解码、密码锁的解锁、密码修改、报警提示及液晶显示等功能。在分析红外遥控电子密码锁各功能模块时,本论文详细阐述了各模块的功能及外部接口信号,给出了各模块的仿真波形以及整个系统的测试流程和测试结果。本论文在介绍Spartan-3E系列FPGA芯片的特点和性能的同时,利用Spartan-3E系列的XC3S500芯片中的KCPSM3和自行设计完成的状态机控制器分别实现液晶显示控制器,通过比较分析得知KCPSM3实现的控制器,在对FPGA的资源利用方面更加合理,实现更加便捷。 本论文利用红外遥控技术解锁,大大提高了电子密码锁的安全性能;采用FPGA开发设计,所有算法完全由硬件电路来实现,使得系统的工作可靠性大为提高,同时由于FPGA具有在系统可编程功能,当设计需要更改时,只需更改FPGA中的控制和接口电路,利用EDA工具将更新后的设计下载到FPGA中即可,无需更改外部电路的设计,大大提高了设计的效率。因此,采用FPGA开发的数字系统,不仅具有很高的工作可靠性,其升级与改进也极其方便。
上传时间: 2013-06-19
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随着网络技术和通信技术的突飞猛进,人们对通信的保密性能,抗干扰能力的要求越来越高,而且对信息隐蔽、多址保密通信等特性提出了更高的要求。这些要求的实现都离不开扩频通信技术的应用,而扩频通信芯片作为扩频通信网络的核心器件,自然也成了研究的重点。本论文旨在借鉴国内外相关研究成果,并以家庭电力线通信环境为背景,验证了一种CDMA码分多址通信的实现方案,并通过智能家庭系统展示了其应用效果。 本课题以构建家庭电力载波通信网络为目标,首先,以两块Cyclone系列FPGA开发板为基础,分别作为发送单元和接收单元,构建了系统的硬件开发平台;以QuartusⅡ 7.2为开发环境,运用Verilog硬件描述语言,编写扩频模块和解扩模块,并且进行了测试、仿真和综合,验证了通过专用芯片实现扩频通信系统的可行性。应用方面,采用电力线载波通信芯片,提出了一种由智能插线板和嵌入式网关构成的家电控制系统。用户通过WEB方式登陆嵌入式网关,智能插线板能够在嵌入式网关的控制下控制电器的电源、发送红外遥控指令,实现对家电的远程遥控。使用两块FPGA开发板,实现了扩频通信基本收发是本设计得主要成果;将扩频通讯技术、嵌入式Web技术引入到智能家庭系统的设计当中是本文的一个特点。 仿真和实验表明:采用电力线载波通信芯片组建家庭网络的方案可行,由智能插线板和嵌入式网关构成的家电控制系统能灵活、便捷地实施家电控制,并具有一定的节能效果。
上传时间: 2013-06-17
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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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本文在深入分析红外焦平面阵列热成像系统工作原理的基础上,根据红外图像处理系统的实际应用,研究了相应的图像处理算法,为使其实时实现,本文对算法基于FPGA的高效硬件实现进行了深入研究。首先对IRFRA器件的工作原理和读出电路结构进行了分析,叙述了相应的驱动电路设计原理和相关模拟电路的处理技术。然后,以本文设计的基于FPGA高速红外图像处理硬件系统为运行平台,针对红外温差成像图像高背景、低对比度的特点和系统中主要存在的非均匀性图案噪声,研究了非均匀性校正和直方图投影增强算法的实时实现技术。还将基于FPGA的红外图像处理的实现技术,拓展到一些空域、频域及基于直方图的图像处理基本算法。其中以红外增强算法作为重点,引入了一种易于FPGA实现、基于双阈值调节、可有效改善系统成像质量的增强算法。并在FPGA硬件平台上成功地实现了该算法。最后,本系统还将处理后的图像数据转化成了全电视信号,实时地显示在监视器上。实验结果表明,本文设计的系统,能够很好地完成大容量数据流的实时处理,有效地改善了图像质量,显著提高了图像显示效果。
上传时间: 2013-07-02
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随着红外焦平面阵列的不断发展,红外技术的应用范围将越来越广泛。焦平面面阵探测器的一个最大的缺点是固有的非均匀性。本文首先介绍了红外热成像技术的发展,讨论了红外焦平面阵列的基本原理和工作方式,分析了红外非均匀性产生的原因。其次研究了几种主要的非均匀校正方法以及焦平面阵列元的盲元检测和补偿的方法,对红外图像处理技术做了研究。 本文研究的探测器是法国ULIS公司的320×240非制冷微测辐射热计焦平面阵列探测器。主要研究对其输出信号进行非均匀性校正和图像增强。最后针对这一课题编写了基于FPGA的两点校正、两点加一点校正、全局非均匀校正算法和红外图像直方图均衡化增强程序,并对三种校正方法做了比较。
上传时间: 2013-08-03
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视频运动目标检测是数字视频信号处理、分析应用的一个重要领域,在民用和军事上有着广泛的应用,实现可靠、快速的运动目标检测系统有着非常重要的意义。 本文详细介绍了基于FPGA的视频运动目标检测系统的软硬件设计方法及其实现方案。首先介绍了视频信号的分类和性质,在此基础上,讨论分析了当前三种主要的运动目标检测算法的基本原理和优缺点;然后对运动目标检测系统的硬件设计制定了详细的方案,为系统的实现提供了稳定良好的硬件平台;最后,在前面分析研究的基础上,详细介绍了系统的FPGA硬件实现过程。 本文通过对视频运动目标检测算法的分析研究,采用了一种改进的帧间差分算法,并结合系统任务,最终开发了一种基于Altera公司CYCLONE系列FPGA芯片的实时视频运动目标检测系统。采用FPGA实现系统设计,可提高系统的处理速度,同时具有良好的灵活性和适应性。实际应用表明,本文所设计的运动目标检测系统能很好地检测出运动目标,并具有较好的抗干扰能力。
上传时间: 2013-04-24
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文中简单阐述了红外辐射机理,论述了红外焦平面阵列技术的发展状况。红外成像系统,尤其是红外焦平面阵列,由于探测器材料和制造工艺的原因,各像素点之间的灵敏度存在差别,甚至存在一些缺陷点,各个探测单元特征参数不完全一致,因而存在着较大的非均匀性,降低了图像的分辨率,影响了红外成像系统的有效作用距离。实时非均匀性校正是提高和改善红外图像质量的一项重要技术。 论文建立了描述其非均匀性的数学模型,分析了红外焦平面阵列非均匀性产生的原因及特点,讨论了几种常用的非均匀性校正的方法,指出了其各自的优缺点和适应场合。 根据红外探测器光谱响应的特点和基于参考源的两点温度非均匀性校正理论,采用FPGA+DSP实现红外成像系统实时非均匀性两点校正,设计完成了相应的红外焦平面阵列非均匀性校正硬件电路。对该系统中各个模块的功能及电路实现进行了详细的描述,并给出了相应的结构框图。同时给出了该图像处理器的部分软件流程图。该方法动态范围大而且处理速度快,适用于红外成像系统实时的图像处理场合。实践表明,该方案取得了较为满意的结果。
上传时间: 2013-04-24
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随着微电子技术的发展,国内外红外成像技术也得到了广泛的应用和研究。各国军方针对现代战争和未来信息战的新形势,对热成像技术提出了更高的要求,希望今后能研制出性能更佳、体积更小、分辨率和灵敏度更高、作用距离更远、价格更低的红外成像系统。 CCD 成像系统的关键技术是 CCD 器件设计和图像处理。本课题通过对CCD 图像处理技术的研究,采用嵌入式 Nios Ⅱ+FPGA 的工作方式,充分发挥嵌入式 Nios Ⅱ处理器灵活性和 FPGA 处理速度快的优点,构建出结构灵活、处理速度高以及功能完善的图像处理系统。该系统能同时实时实现两点校正算法、加权滤波算法、对比度增强算法以及疵点补偿等多项功能。 本系统成功应用于国内某研究所研制的目前国内最大型面阵 (PtSi 512×512) CCD 焦平面探测器成像组件中,得到了良好的成像效果;同时,由该处理系统构成的 InGaAs 成像组件也处于国内领先水平。从长远来看,该项技术应用于中电 44 所多种成像组件项目的研究中,推动了 PtSi 256×256、PtSi 512×512 焦平面探测器成像组件以及 4096×96TDI CCD 成像组件的工程化应用进程。
上传时间: 2013-05-22
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雷达信号模拟技术和现代雷达技术的发展息息相关。雷达信号模拟设备可以仿真出各种符合实验要求的目标信号来,直接注入雷达来对雷达进行试验,极大的方便了雷达的设计与调试。 本课题主要研究利用FPGA实现线性调频脉冲压缩雷达目标信号的模拟。全文的内容如下: 首先详细阐述了线性调频(LFM)脉冲压缩雷达脉冲压缩原理,分析了线性调频脉冲信号的特点,讨论和比较了匹配滤波数字实现的两种算法:时域实现和频域实现。 其次在对常用雷达信号模拟方法探讨的基础上,提出基于FPGA的线性调频脉冲压缩雷达目标视频信号模拟器的系统设计,对点目标、多目标和延展目标等情况下的目标信号进行建模,针对设定目标参数完成了目标信号的波形仿真,并完成基于频域实现方法的线性调频脉冲压缩雷达数字匹配滤波算法的设计及仿真。 最后,在Quartus Ⅱ 6.0平台上,完成模拟器中脉冲压缩等信号处理部分基于Verilog HDL 语言的软件设计及功能、时序仿真,并完成了相关硬件的设计。
上传时间: 2013-07-13
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视频序列中运动目标的检测是计算机视觉和图像编码研究领域的一个重要课题,在机器人导航、智能监视系统、交通监测、医学图像处理以及视频图像压缩和传输等领域都有广泛的应用。FPGA作为当今主流的大规模可编程专用集成电路,可以满足高速图像处理的需要。使用FPGA可以充分利用硬件上的并行性,从本质上改善图像处理的速度,使对大数据量的图像处理达到实时性。本文提出基于FPGA的运动目标检测系统,对以后算法的改进,输入输出图像大小的变化,图像采集和显示设备更换等都具有灵活性。 本文对目前运动目标检测的主要算法研究分析,根据背景减法的适用环境和特点提出改进的W4运动检测算法。该算法具备背景减法的优点,并且克服了W4运动检测算法在环境变化较快或环境变化较频繁条件下对运动目标进行检测的局限性。 本文首先在MATLAB中对改进的W4运动检测算法进行仿真,然后将算法移植到FPGA中实现。设计图像采集、图像检测和VGA显示等模块,完善运动目标检测系统。根据算法和运动目标检测系统的特点提出一种基于改进的W4算法的快速检测方法,该方法以块为单位进行运动目标检测,可以有效地提高图像处理的速度,使系统满足实时性要求。
上传时间: 2013-07-20
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