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  • 基于ARM的便携式远程动态心电记录仪的研究

    心脏疾病一直是威胁人类生命健康的主要疾病之一。研究无创的心电信号检测设备来检测与评价心脏功能的状况,并研究心脏疾病的成因是生物医学电子学的重要研究课题之一。动态心电记录仪(Holter)是用于记录24小时长时间心电图的一种设备。研制高性能的动态心电记录、监护系统对于心血管疾病的诊断和治疗具有十分重要的意义。 Holter技术发展至今已有几十年历史,但目前的Holter仍存在许多不足之处:(1)许多Holter采用8位、16位单片机作为控制系统,运算能力有限,无法加入自动诊断功能:(2)数据存储采用固定焊接在板上的存储芯片,容量小,数据取出回放不方便;(3)大部分Holter还不能实现心电信号的实时远程传输,心电数据的分析以及分析报告的获取往往要滞后好几天时间,不利于心脏疾病的及早诊断及治疗。 针对这些不足,本文设计了一个基于ARM(一种32位嵌入式处理器)的动态心电记录仪。该记录仪具有运算功能强、能够实现心电信号实时远程网络传输的特点。为确保信息不会因网络传输故障而丢失,本系统同时还采用了便于携带的SD(Secure Digital Memory)闪存卡作为存储媒介,具有大容量数据存储的功能。本文设计的系统主要完成的任务有心电信号的采集、心电信号的放大滤波、心电信号的显示和心电信号的存储与传输。整个系统由一片ARM嵌入式微处理器控制,本系统中采用的嵌入式微处理器是三星的S3C44BOX。放大和滤波电路主要是对电极导联传来的心电信号进行放大和滤除干扰信号,以获取合适的信号大小并保证采集的心电信号的正确性。心电信号的显示是把心电信号实时地显示在Holter的液晶屏上,能使患者直观地观察到自己的心电信号情况。心电信号的存储采用了容量大、成本及功耗低并且体积小方便携带的SD卡来存储心电数据。心电数据的传输是通过以太网实现的,以太网可以实现快速、高正确率的传输。传输的数据由医院内的服务器接收,并且在服务器端对心电信号进行相应的显示和处理。为实现上述功能编写的系统软件包括Holter的Bootloader的设计、uCLINUX操作系统的移植、A/D转换程序、液晶屏的控制及菜单程序、SD卡FAT文件格式的数据存储和服务器端数据接收、波形显示程序。本系统经过一定的实验证明符合设计要求,具有体积小、成本低、使用方便的特点。

    标签: ARM 便携式 远程 动态

    上传时间: 2013-07-10

    上传用户:Amos

  • 基于ARM和DSP的红外热像下渣检测系统研究与设计

    在钢铁制造工业中,高温熔化状态钢水中的钢渣检测问题是一直以来未能很好解决的难题,钢渣是钢铁冶炼过程中的副产品,钢渣本身会直接降低铸坯质量进而影响生产出的钢材质量,另外钢渣也会破坏钢铁连铸生产连续性给钢厂效益带来负面效应。因此连铸过程中钢渣检测是一个具有较大生产实际意义的研究课题。 本文以钢包到中间包敞开式浇注过程中,保护浇注后期移除长水口后浇注过程中的钢水下渣检测为研究对象。在调研了国内外下渣检测技术与下渣检测设备的应用情况后,提出了一套将嵌入式技术与红外热像检测技术相结合的钢水下渣检测系统的解决方案,并搭建了系统的原型:硬件系统平台以红外热像探测器为系统的传感器,以ARM7嵌入式微处理器与DSP数字信号处理器为系统运算处理核心;软件系统平台包含基于在ARM7上移植的μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统构建的嵌入式应用程序,以及基于DSP各类支持库的嵌入式应用程序。该下渣检测系统设计方案具有非接触式检测、低成本、系统自成一体、直观显示钢水注液状态、量化钢渣含量等特点,能够协助现场工作人员检测和判断下渣,有效减少连铸过程中钢包到中间包的下渣量。 本文首先,介绍了课题研究的背景,明确了研究对象,分析了连铸过程中的钢水下渣问题,调研了现有的连铸过程中钢包到中间包的钢水下

    标签: ARM DSP 红外热像 检测

    上传时间: 2013-05-25

    上传用户:断点PPpp

  • OFDM信道估计模块运算部件的FPGA设计

    正交频分复用(OnIlogonaJ Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术通过将整个信道分为多个带宽相等并行传输的子信道,通过将信息经过子信道独立传输来实现通信,子信道的正交性可以保证最大限度的利用频谱资源。OFDM系统通过循环前缀来消除符号间干扰(ISI),通过IDFT/DFT调制解调降低了系统实现的复杂度。由于其频谱利用率高,抗多径能力强,在多种通信场合中都得到了应用。虽然有着上述优点,但为了准确的恢复信号,信道估计是OFDM系统中必须实现的一环。 本文正是针对OFDM接收机中的信道估计模块的运算部件的实现进行了研究。首先,研究了OFDM信道估计的LS算法,一阶线性插值算法,二次多项式插值算法,建立了适用于宽带通信系统的信道估计模块模型。其次研究了加法器电路和乘法器电路的实现,包括进位行波加法器,曼彻斯特进位链,超前进位加法器和乘法原理,阵列乘法器,wallace树乘法器及BOOTH编码算法,并分析了各种电路的特性及优缺点。接着研究了几种主要的除法器设计算法,包括数字循环算法,基于函数迭代的算法,以及CORDIC算法,结合信道估计的特点选择了函数迭代和CORDIC算法作为具体实现的方法。最后,在前面的设计的基础上在FPGA芯片上实现了前面的设计方案。

    标签: OFDM FPGA 信道估计 模块

    上传时间: 2013-06-06

    上传用户:yyyyyyyyyy

  • 基于H.264的网络视频监控的FPGA实现研究

    随着科学技术的发展与公共安全保障需求的提高,视频监控系统在工业生产、日常生活、警备与军事方面的应用越来越广泛。采用基于 FPGA 的SOPC技术、H.264压缩编码技术和网络传输控制技术实现网络视频监控系统,在稳定性、功能、成本与扩展性等方面都有着突出的优势,具有重要的学术意义与实用意义, 本课题所设计的网络视频监控系统由以Nios Ⅱ为核心的嵌入式图像服务器、相关网络设备与若干PC机客户端组成。嵌入式图像服务器实时采集图像,采用H.264 编码算法进行压缩,并持续监听网络。PC机客户端可通过网络对服务器进行远程访问,接收编码数据,使用H.264解码算法重建图像并实时显示,使监控人员有效地掌握现场情况, 在嵌入式图像服务器设计阶段,本文首先进行了芯片选型与开发平台选择。然后构建图像采集子系统,采用双缓存乒乓交换的方法设计图像采集用户自定义模块。接着设计双Nios Ⅱ架构的SOPC系统,阐述了双软核设计中定制连接、内存芯片共享、数据搬移、通信与互斥的解决方法。同时完成了网络服务器的设计,采用μC/OS-Ⅱ进行多任务的管理与调度, H.264视频压缩编解码算法设计与实现是本文的重点。文中首先分析H.264.标准,规划编解码器结构。接着设计了16×16帧内预测算法,并设计宏块扫描方式,采用两次判决策略进行预测模式选择。然后设计4×4子块扫描方式,编写整数变换与量化算法程序。熵编码采用Exp-Golomb编码与CAVLC相结合的方案,针对除拖尾系数之外的非零系数值编码子算法,实现了一种基于表示范围判别的编码方法。最后设计了网络传输的码流组成格式,并针对编码算法设计相应解码算法。使用VC++完成算法验证,并进行测试,观察不同参数下压缩率与失真度的变化。 算法验证完成后,本文进行了PC机客户端设计,使其具有远程访问、H.264解码与实时显示的功能。同时将H.264 编码算法程序移植到NiosⅡ中,并将嵌入式图像服务器与若干客户端接入网络进行联合调试,构建完整的网络视频监控系统, 实验结果表明,本系统视频压缩率高,监控图像质量良好,充分证明了系统软硬件与图像编解码算法设计成功。本系统具有成本低、扩展性好及适用范围广等优点,发展前景十分广阔。

    标签: FPGA 264 网络视频监控 实现研究

    上传时间: 2013-08-03

    上传用户:88mao

  • 基于FPGA的红外目标检测技术研究

    摘要:"红外弱小目标检测"是红外搜索跟踪系统、红外雷达预警系统、红外成像跟踪系统的核心技术,因此红外小目标的检测是当前一项重要的研究课题.目前的发展方向是研究运算量小、性能高、利于硬件实时实现的检测和跟踪算法.该文在前人研究的基础上,着重研究了Marr视觉计算理论在红外小目标检测技术中的应用.从Marr算法的理论基础——高斯平滑滤波器与拉普拉斯算子的相关知识以及Marr的计算视觉理论基础开始,进行了 2G(Laplacian of Gaussian,高斯—拉普拉斯)滤波器、LoG(Laplacian ofGaussian,高斯—拉普拉斯)模板以及 2G滤波器在人类视觉、边缘检测、边缘处理的物理意义以及神经生理学意义方面的分析讨论,提出了易于FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)实现的基于Marr计算视觉的红外图像小目标检测方法.该方法可根据目标大小自动设计检测模板,在滤除不相关的噪声的同时又保留闭合的目标边缘,从而检测出目标.将该方法用FPGA实现,满足了检测过程中的实时性.考虑到工程中的应用,该文对该方法在FPGA中的具体实现给出了设计总体思路和详细流程.由于FPGA具有对图像数据的实时处理能力,而且该算法在FPGA中的具体实现中对资源的合理使用进行了综合考虑,因此该算法能够实时、有效地实现目标检测.并在此基础上对小目标的检测研究前景进行展望.

    标签: FPGA 红外目标检测 技术研究

    上传时间: 2013-07-04

    上传用户:萌萌哒小森森

  • 基于单片机控制的步进电机调速系统的设计

    步进电机是将电脉冲信号变换成角位移或直线位移的执行部件。步进电机可以直接用数字信号驱动,使用非常方便。一般电动机都是连续转动的,而步进电动机则有定位和运转两种基本状态,当有脉冲输入时步进电动机一步一步地转动,每给它一个脉冲信号,它就转过一定的角度。步进电动机的角位移量和输入脉冲的个数严格成正比,在时间上与输入脉冲同步,因此只要控制输入脉冲的数量、频率及电动机绕组通电的相序,便可获得所需的转角、转速及转动方向。在没有脉冲输入时,在绕组电源的激励下气隙磁场能使转子保持原有位置处于定位状态。因此非常适合于单片机控制。步进电机还具有快速启动、精确步进和定位等特点,因而在数控机床,绘图仪,打印机以及光学仪器中得到广泛的应用。步进电动机已成为除直流电动机和交流电动机以外的第三类电动机。传统电动机作为机电能量转换装置,在人类的生产和生活进入电气化过程中起着关键的作用。步进电机可以作为一种控制用的特种电机,利用其没有积累误差(精度为100%)的特点,广泛应用于各种开环控制。

    标签: 单片机控制 步进电机 调速系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:3到15

  • 义隆单片机应用算法例子

    义隆单片机应用算法例子,有加减X除,欢迎交流

    标签: 义隆 单片机应用 算法

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:西伯利亚狼

  • 基于FPGA的嵌入式MCU设计与应用研究

    随着电子技术和信息技术的发展,可编程逻辑器件的应用领域越来越宽。可编程SoC设计已成为SoC设计的新方法。论文介绍了可编程逻辑器件的设计方法和开发技术,并用硬件描述语言和FPGA/CPLD设计技术,探索和研究了基于FPGA的RISCMCU的设计与实现过程。 论文参照Mircochip公司的PICl6C5X单片机的体系结构,设计了8位RISCMCU。该嵌入式MCU设计采用了自顶向下的设计方法和模块化设计思想。MCU总体结构设计划分控制模块、ALU模块、存储模块三大模块。然后,对各模块的具体技术实现细节分别进行了阐述。论文中设计的MCU能实现PICl6C5X单片机33条指令中除OPTION、CLRWDT、SLEEP和TRIS四条指令以外的其余29条指令的功能,但应用是基于FPGA的,能与其他外设IP方便的结合在一起使用,比ASIC的PICl6C57X的应用更具灵活性。 软件仿真和硬件验证表明:所设计的嵌入式MCU在各方面均达到了一定的性能指标,在Altera公司ACEX1K系列的EPlK30TCl44-3器件上的工作频率达21.88MHz。这些为自主设计R/SCMCU的IP核提供了值得借鉴的探索成果和设计思路,在通用控制领域也有一定的实用价值。 此外,论文中还介绍了三相SPWM控制模块的设计,该模块具有死区时间和载波比任意可调的特点,可以单独应用,也可以作为MCU的外设子模块应用。

    标签: FPGA MCU 嵌入式 应用研究

    上传时间: 2013-07-16

    上传用户:熊少锋

  • 基于FPGA的全数字化交流变频调速系统

    本文主要介绍了如何运用可编程逻辑器件(FPGA)实现电机的变频调速控制系统。  目前,电机控制芯片主要有两种选择。一种是专用集成芯片(ASIC),一种是单片机(MCU)或数字信号处理器(DSP)。而FPGA的数字资源丰富、工作频率高、可在系统编程等特点使得开发灵活、开发周期相对短,可以取代前二种通用的方式。本文利用80C196KC和FPGA控制感应电机,简化了硬件和软件设计,并充分利用了FPGA的快速性,利用FPGA,除本身可以用来控制电机以外:可以制成通用的“IP核”应用到MCU(或DSP),或是作为片内外设,这样就节约了片内资源;另外,它还是ASIC设计的验证的必经阶段,这是本文选题和工作的意义。本文设计的FPGA调速控制系统以及2个IP核,下载到芯片,通过验证。  本文第一章绪论介绍了可编程逻辑器件的发展、应用,以及EDA的发展历程,还介绍了ASIC等。针对FPGA的快速发展,论述了它在变频调速技术应用中的优势。  第二章介绍了交流电动机变频调速技术及其相关技术的发展和应用情况。着重介绍了电压空间矢量调制方式,以及矢量控制技术、技术发展。  第三章详细介绍了SVPWM调速系统整个系统的FPGA设计,给出了设计思路、具体方案、逻辑时序分析;最后给出了软件仿真结果和实验波形对照。文中还给出了SVPWM调速系统运用的FPGA设计结果,驱动电机,得到实验波形。论证了FPGA在调速系统应用中的可行性和意义。  第四章介绍了作者针对课题相关的一些内容所设计出的IP核,给出的实验结果等。  论文最后,对本课题所做的工作进行了简单的总结。

    标签: FPGA 全数字 交流变频 调速系统

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:zhaiyanzhong

  • RS编译码的FPGA实现

    RS(Reed-Solomon)码是差错控制领域中一类重要的线性分组码,由于其出众的纠错能力,被广泛地应用于各种差错控制系统中,以满足对数据传输通道可靠性的要求。 本文主要研究RS码的编译码方法以及基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的RS码的实现方法。对所设计的编码译码器的主要性能指标进行了仿真及实际功能测试,并给出了时序仿真波形图和实际测试的结果。最后对于RS软判决译码器的实现进行试探性的研究。 本文的主要工作有:1)采用现场可编程门阵列(FPGA)实现了 RS 码的编码和译码;2)采用更高效的RiBM算法,不仅减少了逻辑单元(Logic Element)的使用量,而且速度上也得到提高;3)用 VHDL 语言实现RS编码译码,包括伽罗华(Galoias)域内的乘法除法器的设计,伴随式求解电路,关键方程求解电路等;4)对于钱搜索电路的实现进行了改进;5)硬件上用ALrERA公司Cyclone系列的。EP1C20F324C8芯片加以实现。

    标签: FPGA RS编译码

    上传时间: 2013-04-24

    上传用户:qoovoop