随着社会经济和科学技术的发展,公路交通已经成为了关系国民经济命脉和社会、经济发展的重大系统。汽车导航观念也逐渐深入人心,成为公路交通中极其重要的一个环节。人们已经不再满足于用基于PC机的导航系统,因为它过于昂贵并且功耗高。现在,基于嵌入式设备的导航系统在迅速发展,但目前流行的是基于WinCE操作系统,它的成本比较高。 本文设计的导航系统采用基于ARM9结构的低功耗、高性能嵌入式SOC芯片S3C2410作为主控制器,使用嵌入式linux作为系统的内核。Linux是一个开放并且免费使用的操作系统,而CPU使用了32位RISC(精简指令集)。基于ARM的嵌入式Llinux作为系统的内核解决了成本高的问题。因为嵌入式操作系统是本课题设计系统过程中应用的基础,所以本文会详细介绍。 系统可以采集GPS信号,支持RS-232接口,采用液晶显示屏(LCD)的人机接口,为操作人员提供了良好的监控界面。软件系统在嵌入式Linux操作系统下开发,实现了Linux操作系统和QT图形系统的移植,设备驱动程序、控制应用程序、人机交互界面的设计。 本文从理论、硬件设计、软件设计等方面介绍了基于ARM S3C2410多功能车载导航系统的设计与开发。
上传时间: 2013-07-01
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随着我国电力行业的飞速发展,安全五防工作的重要性日益突显。为此我国大部分省市电力部门均要求高压带电设备必须配装安全五防装置——即高压带电显示装置。感应式高压带电显示闭锁装置由于其非接触式传感特性和相间处理无干扰的优点成为行业首选,而三相正弦波信号发生器则是感应式高压带电显示闭锁装置主要电气性能保证的关键。 本文研究基于感应式高压带电显示闭锁装置所感应的高压带电体电场信号,并依据感应式高压带电显示闭锁装置的电气性能行业标准制定了该信号发生器的性能指标。设计的三相正弦波信号发生器在硬件架构上以ARM7微处理器为核心,符合16C550工业标准的异步串行口UART0与PC机通信,便于信号输出和数据保存,为满足感应式高压带电显示闭锁装置在复杂环境运行的数据分析和智能决策提供了平台。现场数据的实时采集、保存和分析功能,将对感应式高压带电显示闭锁装置的智能化起到关键作用。
上传时间: 2013-04-24
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本文实现了GPS中频信号处理的整体设计方案。该方案使用Zarlink公司的GP2015射频芯片和FPGA共同搭建硬件系统,用于实现GPS定位功能。其中GP2015芯片作为GPS信号接收前端,FPGA作为系统搭建和算法实现的平台。 首先,针对建立GPS中频数据处理平台的需要,设计了GPS信号接收的射频前端以及LVDS数据传输电路,编写了FPGA传输大量高频数据的VHDL程序,实现了数据的传输及存储。其次,设计PC机的用户界面接口程序,为控制和测试提供了可靠的保障。在此基础上开发了GPS中频数据处理的平台,为研究GPS定位算法提供了硬件基础。 数据捕获和追踪是GPS算法中最耗时的两部分,因此,本设计提出快速精确的数据捕获方法。在分析频域捕获算法的基础上,提出相位差分精确定频的方法,分析其可行性,给出实施方案并与普通串行精确定频算法比较,经过实验,得到了很好的结果。 在研究捕获算法的基础上,本文在FPGA上实现了GPS中频信号的捕获算法。既保证了软件算法的灵活性又利用了硬件工作的实时性,达到了快速捕获的目的。
上传时间: 2013-04-24
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随着数字技术的高速发展,越来越多的针对数字视频压缩、传送、显示等的设备涌入市场。要从这些良莠不齐的产品中挑选出令人满意的商品,一套良好的数字视频测试设备就必不可少。然而,现阶段大多数数字视频信号源都存在不同的缺点,如测试图像种类太少、没有动态测试源、缺乏专用测试信号等。为有效克服这些缺陷,作者设计并开发了一套基于FPGA的数字视频信号发生器。整个系统包括硬件平台和图像格式转换软件两大部分。硬件平台本身即为独立的信号发生器,可以生成多种测试图像。配备了图像格式转换软件,就可以实现硬件平台从PC机接收各种静态测试图像、动态测试序列,不断更新测试图像库。整个系统具有良好的硬件体系结构、便捷的输入接口,稳定的信号输出,同时操作灵活、方便,易于升级更新。 在系统的开发过程中,使用了多种硬件、软件开发工具,如PROTEL DXP、ISE、MODEL SIM、MATLAB、C#.NET等。由于软硬件调试均由同一人完成,因此整个系统具备良好的统一性和兼容性。 另外,作者还研究并设计了一种针对H.264编解码器压缩损伤的测试信号。评估一个编码器的性能可采用主观评价或客观评价两种方法。其中主观评价最为直接、有效。本文在依托主观评价方法的基础上,结合客观参数的指导性,研究并设计一种通过人眼就可以方便的观测到实际存在的压缩损伤的测试信号,以达到直接对编解码器性能进行比较的目的。
上传时间: 2013-07-19
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软件无线电(SDR)
上传时间: 2013-06-13
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正交频分复用(OFDM,Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术作为一种可以有效对抗信号波形间干扰的高速传输技术,引起了广泛关注。它利用许多并行的、传输低速率数据的子载波来实现高速率的通信。它的特点是各子载波相互正交,所以扩频调制后的频谱可以相互重叠,不但减小了子载波问的相互干扰,还大大提高了频谱利用率。由于OFDM的高频谱利用率、易于硬件实现、对抗频率选择性衰落和窄带干扰的能力突出等优点,它成为第四代移动通信的首选技术,是当前移动通信技术研究的热点问题。 本文概括的介绍了OFDM系统的基本概念、基本工作原理和关键技术,重点讨论了如何在FPGA上实现OFDM低中频收发信机。基于这些理论知识,确定了OFDM低中频收发信机系统实现方案,并选择ALTERA公司的Cyclone
上传时间: 2013-06-29
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普通GPS接收机在特殊环境下,如在高楼林立的城市中心,林木遮挡的森林公路,特别是在隧道和室内环境的情况下,由于卫星信号非常微弱,载噪比(Carrier Noise Ratio,C/No)通常都在34dB-Hz以下,很难有效捕获到卫星信号,导致无法正常定位。恶劣条件下的定位有广阔的发展和应用前景,特别是在交通事故、火灾和地震等极端环境下,快速准确定位当事者所处位置对于降低事态损失和营救受伤者是极为重要的。欧美和日本等发达国家也都制定了相应的提高恶劣条件下高灵敏度定位能力的发展政策。而高灵敏度GPS接收机定位的关键在于GPS微弱信号的处理。 本课题的主要研究内容是针对GPS微弱信号改进处理方法。针对传统GPS接收机信号捕获中的串行搜索方法提出了基于批处理的微弱信号捕获方法,来提高低信噪比情况下微弱信号的捕获能力,实现快速高灵敏度的准确捕获;针对捕获微弱信号处理大量数据导致的运算量激增,运用双块零拓展(Double Block Zero Padding,DBZP)处理方法减少运算量同时缩短捕获时间。针对传统GPS接收机延迟锁相环跟踪算法提出了基于卡尔曼滤波的新型捕获算法,减小延迟锁相环失锁造成的信号跟踪丢失概率,来提高恶劣环境下低信噪比信号的跟踪能力,实现微弱信号的连续可靠跟踪。通过提高GPS微弱信号的捕获与跟踪能力,进而使GPS接收机在恶劣环境下卫星信号微弱时能够实现较好的定位与导航。 通过拟合GPS接收机实际接收到的原始数据,构造出不同载噪比的数字信号,分别对提出的针对微弱信号的捕获与跟踪算法进行仿真比较验证,结果表明,对接收机后端信号处理部分作出的算法改进使得GPS接收机可以更好的处理微弱信号,并且具有较高的灵敏度和精度。文章同时针对提出的数据处理特征使用FPGA技术对算法主要的数据处理部分进行了初步的构架实现并进行了板级验证,结果表明,利用FPGA技术可以较好的实现算法的数据处理功能。文章最后给出了结论,通过提出的基于批处理和基于DBZP方法的捕获算法以及基于卡尔曼滤波的信号跟踪算法,可以有效地解决微弱GPS信号处理的难题,进而实现微弱信号环境下的定位与导航。
上传时间: 2013-04-24
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激光打标是一种利用高能量的激光束在打标物体表面刻下永久性标识的技术。与传统的压刻等方法相比,激光打标具有速度快、无污染、质量高、性能稳定、不接触物体表面等优点。激光打标是目前工业产品标记的先进技术,是一种高效的标记方法。传统的基于ISA总线、PCI总线或者USB总线的激光打标控制器增加了激光打标机的成本和体积。本文提出一种基于ARM+FPGA架构的嵌入式系统方案,主要的研究工作如下:首先,介绍了激光打标系统的组成,激光打标技术的发展现状和激光打标机的原理。根据激光打标控制系统的功能要求和性能要求,提出了ARM+FPGA的总体设计,并简要讨论了ARM和FPGA的特点和优势。ARM处理器的主要功能是完成打标内容的输入和变换处理,打标机参数的设置和控制打标。FPGA的作用是接收、存储和转换打标数据,然后产生控制信号去控制激光打标设备。然后,详细讨论了激光打标机控制器的硬件电路设计,包括ARM控制单元电路、FPGA控制单元电路和数模转换模块等。为了使控制器能够长时间可靠稳定地工作,还采取了隔离技术等许多抗干扰措施。完成了 FPGA中各个模块的程序设计,利用Quartus Ⅱ软件进行了仿真验证,调试了控制器的功能。本文所设计的嵌入式激光打标控制器发挥了ARM和FPGA各自的优势。经过在实际打标系统中的测试,证明本次设计的激光打标机控制器实现了预期的功能,取得了满意的打标效果。关键词:ARM,FPGA,激光打标,FIFO,CO2激光器,扫描振镜系统
上传时间: 2013-04-24
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随着我国国民经济的快速增长和对内对外贸易量的不断增大,海上交通运输更加繁盛。雷达信号处理技术是航海雷达探测海上目标的关键技术,它对安全和高效率的海上运输起到至关重要的作用。雷达信号预处理系统主要负责对雷达...
上传时间: 2013-04-24
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本文对比、研究了目前几种比较常见的交通信息获取方法,分析了它们各自的优缺点,最终选择采用视频检测的方法实现交通信息采集。论文分析了当今市场上图像采集的现状,比较了其核心芯片的优缺点,最终选用FPGA作为图像采集系统的核心器件。论文研究了通用的图像采集系统结构,提出了适合本课题实际的系统整体架构。图像采集系统硬件围绕FPGA辅以少量外围芯片实现,FPGA芯片内部根据功能要求运用现代化的电子设计思想设计了相应的逻辑功能模块。灯控系统基于单片机设计了系统的硬件电路和软件程序。完成了电路原理图和PCB图的设计,并对制作出的电路实物进行了全面的调试和验证。另外论文设计了适用于智能交通灯控系统的自定义通讯协议,此协议也为整个智能交通检测系统构建了通讯规范。 本文的创新点是:提出了一套基于FPGA的交通路口视频图像采集系统架构;设计了一套模块化的灯控系统,能够挂接于不同的上位机系统下,并兼容交直流电压;设计了一套智能化的灯控系统自定义通讯协议。 本课题社会实践性较强,实际应用价值较高,文中所提出的设计思路和所采用的控制措施以及自定义的通信协议满足系统的要求,对类似的系统具有一定的参考意义。
上传时间: 2013-06-05
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