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关键词： 煤矿   电缆   故障诊断   硬件设计  

摘要： 以stm32为核心设计矿用电缆故障诊断系统,对矿用电缆结构进行分析,确定监测系统的特征参量,并分析不同特征参量的检测方法和数值分析方法。在此基础上,设计相关硬件电路,实现对特征参量的检测与远程数据传输;设计相关滤波电路,阻隔线路中高频信号的通过;选择OP1177系列的放大器设计电流信号放大电路。在硬件设计的基础上编写软件程序,实现对电缆状态在线监测与故障预警。

关键词： 小压力   数据采集   芯片  

摘要： 研究了基于STM32嵌入式微控制器的小压力测量系统的硬件设计方法,提出了测量过程中的重点部分信号处理的电路设计,同时给出了相关测试方案。为电子产品输入设备的压力检测提供有效的手段。

关键词： 电动汽车   双轴双电机驱动   整车控制器   MC9S12XEP100单片机   硬件设计   软件开发  

摘要： 为解决单电机驱动电动汽车动力性和经济性不能同时兼备的不足,设计开发了双轴双电机驱动电动汽车。针对双轴驱动电动汽车动力构型的特点,开发一款基于MC9S12XEP100单片机为控制核心的整车控制系统。在分析整车控制器功能需求的基础上,设计了整车控制器的硬件电路,开发了整车控制软件。实车测试结果为0~30 km/h加速时间为3.25 s,0~50 km/h加速时间为6.5 s,最高车速可以大于100 km/h。实车测试表明所开发的整车控制器达到了设计指标的要求。

关键词： 智能卡口   视频监控   拦截系统  

摘要： 本文基于满足国家和地方相关法律和规范中提出的标准和要求,并在此基础上,根据技术发展现状,提出市际智能卡口拦截与处理系统设计方案,设计方案主要包括抓拍卡口设计、拦截站信息系统集成设计、拦截站视频监控系统和机房动力设备和环境测控系统的软件硬件设计。

关键词： 光电车结构   电源   轨迹   颜色识别  

摘要： 本项目是开发设计一个小型三轮式的机器人,用于参加中国工程机器人搬运工程光电车型项目比赛.本项目是实现在指定场地,识别相同形状但颜色不同的物料,实现分类并搬运到设定的目标区域.本光电车型应用了嵌入式单片机的电路,运用多个光电传感器,完成多组直流电机和舵机配合工作.

关键词： 自动化测试管理系统   硬件设计   软件开发   云平台  

摘要： 随着军用软件技术的飞速发展，国家高度重视自主可控技术，自主可控对国家经济发展和信息安全具有非常重大的意义。各种复杂的军用系统被部署在自主可控的平台上，需集成很多软件且持续升级改造，对产品的研制时长和品质制定了更严格的标准，现有的产品测试需耗费大量的人力和时间，已无法满足项目要求，因此，急需在云平台上设计和开发一个持续集成的自动化测试管理系统，以完成自主可控平台上部署系统的软件测试工作。　　针对现有环境和任务要求，本文研究并制定了一套可用于军用产品的自动化进行软件测试的方案，通过对云平台技术和持续集成技术国内外研究进展与水平的分析和讨论，最终决定采用Docker云平台和持续集成工具Jenkins作为支撑系统的平台。使用Docker容器统一部署安装资源及管理应用服务、Jenkins自动化构建验证及应用动态链接库模块化技术，实现了在国产化操作系统上搭建基于云平台的持续集成测试环境、自动化部署软件测试环境、控制软件版本、生成问题记录文档并发送至单位自主研发的GEMS军用质量管理系统和QC管理工具并进行信息反馈等功能。论文的主要工作在以下几个方面:　　(1)完成了对本系统的需求分析、业务流程设计及架构设计的工作。　　(2)搭建持续集成环境，根据提供的外部接口编写插件代码，完成定制化开发，对本系相关的软件进行持续自动的调用工作。　　(3)完成调度、核心处理、测试执行、脚本编辑、测试用例生成、数据采集和环境搭建七个模块的详细设计，并详细描述业务功能的实现方式和过程。　　自动化测试管理系统实现了并行进行测试的过程，并对此过程进行管理，有效的对产品质量进行控制，在软件设计和研发的周期中对软件的自主性、安全性和稳定性进行多次论证，已对软件进行测试与分析，验证了系统是可行的，且可更高效的完成任务，保证军用软件的质量。本系统已在工程项目中使用。

关键词： 全球卫星导航系统   ZYNQ   接收机   硬件平台设计  

摘要： 作为空基无线导航系统,全球卫星导航系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)具有全天候、全球性、连续性高精度三维定位、测速和测时能力,在军民领域均有广泛应用。用户接收机是卫星导航技术应用必不可缺的设备,用户通过接收机实现卫星资源的利用。论文设计了一款基于ZYNQ架构的GNSS接收机硬件平台,可支持GPS、北斗、GLONASS、以及伽利略四大卫星导航系统信号接入和处理,具有小型化、重量轻、低成本等优点。硬件平台的基带数字信号处理模块与导航定位解算模块集成在ZYNQ系列的XC7Z020CLG400芯片中,该芯片上集成了FPGA和双核ARM,可同时实现硬件编程和软件编程,因此,硬件平台既可以与其他硬件集成形成实用化产品,也可以用于算法方案的演示验证。首先,论文对GNSS信号体制进行研究,在详细分析各频段卫星信号特性的基础上,对用户接收机的组成以及各部分所执行的功能进行总结,为方案确定,以及后续接收机硬件平台进行功能测试时,正确合理地配置射频前端提供依据。其次,完成接收机硬件平台的需求和设计要求分析,根据分析结果设计出接收机硬件平台的方案。在硬件平台方案设计中,射频前端采用4片MAX2771芯片进行设计,实现多卫星信号输入的射频前端电路;基带数字信号处理模块与导航解算模块则集成在一个微处理器中,所有元器件全部采用工业级器件。在进行电源模块设计时,充分考虑核心处理器和射频前端芯片对电源电路的要求,采用不同类型的稳压芯片设计出不同输出的电源电路,并控制电源电路的启动顺序。接收机硬件平台的存储设备有FLASH和DDR3 SDRAM两部分。FLASH电路用于星历的存储和程序的固化,为接收机热启动和操作系统的安装提供硬件条件。DDR3 SDRAM部分电路采用双片DDR3芯片构成32bit的数据接口电路,提高了接收机导航解算的速度。再次,根据所设计的电路原理图,完成了高速10层印制电路板设计。在设计过程中,充分考虑电磁干扰、电磁兼容、信号完整性以及电源完整性对印制电路板性能的影响,设计合理的层叠结构,并使用Polar SI 9000软件进行特性阻抗设计;经过合理布局、布线、负片层分割工作后,完成了接收机印制电路板设计。最后,对完成的接收机硬件平台进行调试与测试,验证课题方案和工作成果的正确性和实用性。首先对接收机的工作电压、外围通信接口、数据存储等方面进行测试与调试。完成硬件调试后,进行了中频数据采集实验,验证接收机射频前端电路的设计的正确性,并通过仿真验证,采集到的卫星数据可以用于导航定位;然后对接收机硬件平台进行整机测试,定位结果通过上位机软件输出,结果表明接收机硬件平台满足设计要求。

关键词： 连续血压监测系统   腕部装置   硬件设计   数据预处理   特征提取  

摘要： 高血压已成为危害人类健康最主要的慢性病,因此准确的血压监测显得至关重要?目前血压测量方法多采用间歇式测量，该方法只反应血压瞬时值，无法长期监测，同时严重干扰病人日常生活。　　本研究为克服间歇式方法的弊端，开发了基于腕部的可穿戴连续血压测量系统。主要内容如下:　　(1)硬件设计?基于嵌入式系统,初步设计了放于腕部的可穿戴硬件系统,系统采用两路光电传感器与一路加速度传感器采集PPG-BCG波形,然后通过蓝牙发送数据到上位机?　　(2)数据预处理?研究基于PPG-BCG波形与血压存在线性关系的血液动力学原理，采集15名志愿者的生理波形与血压值。之后基于IIR无限冲激响应数字滤波器滤除波形中的低频基线与高频噪声,成功还原出清晰连续的可重复波形?　　(3)特征提取与分类?使用多波形联合提取的方法,从预处理完的三路波形中提取出包括时间,幅度,能量等的37各参数,这些参数从各个方面表征了心血管系统运行的情况,具有连续估测血压的潜力?　　(4)血压预测模型的训练与分析。基于提取的参数,使用回归分析的方法建立多参数血压估测模型。该模型的SBP,DBP预测结果与真实值相比，相关系数分别达到了0.9与0.92，MAE与RMSE分别是3.08±4.29mmHg与1.52±2.20mmHg，优于传统的基于PTT血压预测模型。　　结果表明本研究开发的无创连续血压估测系统具有简单精确的优点，且与医用电子血压计具有一致性?该技术未来有可能缓解因高血压疾病在我国肆虐造成的医疗社会压力。

关键词： 纯电动汽车   硬件设计   整车控制器   应用层   基础软件层   正向仿真  

摘要： 受能源危机与环境污染的影响,纯电动汽车成为全球汽车企业研发的热点。整车控制器作为纯电动汽车的核心构件,控制着车辆运行,对整车的动力性、经济性、安全性以及舒适性都至关重要。因此加大对整车控制器的开发对于我们实现换道超车、打造汽车强国梦想具有重要意义。本文以V型开发为基础,对整车控制器的开发进行了相关方面的探索。通过以某款纯电动汽车为原型,本文主要研究了如下内容:（1）按照整车控制器的功能需要,选取MC9S12XEP100芯片作为主芯片,对硬件电路的各个模块进行设计,并绘制印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB）图经焊接后得到整车控制器硬件。（2）按照应用层整体架构对整车控制器应用层用Simulink进行建模。首先对信号输入模块中的数字信号、模拟信号以及CAN报文信号的处理及滤波进行详细说明,之后在遵循驾驶安全的前提下根据平时驾驶员驾驶习惯对模式识别模块中的起步模式、正常模式、动力模式、经济模式、跛行模式、倒车模式和定速巡航模式进行详细设计,其中对正常模式、动力模式和经济模式电机转矩输出的设计上充分考虑了驾驶员驾驶意图,根据车速、加速踏板相对开度增量和剩余电量（State Of Charge,SOC）采用模糊控制的方法对电机转矩输出进行了一定的补偿。针对传统PID控制和模糊PID控制的缺陷,本文提出了基于汽车行驶阻力和PID控制结合的方法对定速巡航模式进行优化设计。最后对信号输出模块的功能与实现进行分析说明。（3）按照嵌入式编程规范对整车控制器基础软件层时钟模块、输入输出（Input/Output,I/O）模块、周期中断定时器（Periodic Interrupt Timer,PIT）模块、模数转换（Analog To Digital,ATD）模块和MSCAN模块进行设计以及完成整车控制器应用层与基础软件层的无缝集成。（4）通过硬件在环测试对整车控制器基础软件层的功能进行验证,并搭建了整车控制系统模型,以正向仿真的方式验证了整车的动力性、经济性以及驱动控制策略中的起步模式、正常模式、动力模式、经济模式、跛行模式、倒车模式和定速巡航模式,经过测试整车控制器的功能可达到预期设计要求。

关键词： EMCCD   成像系统   硬件设计   FPGA   性能分析  

摘要： 电子倍增CCD(EMCCD)是真正意义上的全固态微光成像器件,属于新兴器件。其高灵敏度、全天候成像等技术特点在军事、天文等领域有非常重要的应用。国内对EMCCD器件和成像系统的研究已经攻克了许多关键技术,但是与国外顶尖厂商还有一定的差距。本文针对EMCCD复杂的驱动要求,设计了一款通用型EMCCD成像系统。在不增加体积的同时,支持多款型号的EMCCD芯片,为进一步研究成像系统的小型化奠定基础。本文从EMCCD工作原理出发,分析了噪声的产生和成像系统的应对方法。根据其对驱动信号的要求,设计了以FPGA为控制核心的硬件驱动电路。选取专用IC进行时钟驱动,通过仿真证明功能实现,并且可减小噪声;利用DAC和滤波放大电路产生正弦波作为EMCCD的倍增驱动信号,可以实现频率、相位、幅值连续可调,而且功耗低,波形更稳定。针对EMCCD输出信号微弱的特点,设计了前置放大电路,并使用相关双采样电路去除复位噪声。模数转换后经过FPGA处理后通过Camera link输出,更方便灵活。FPGA外挂了DDR2,为在线图像处理改善图像质量提供资源。软件上使用Verilog HDL语言编写代码,根据EMCCD的复杂的时序要求产生符合的波形并进行仿真和验证;根据ADC的时序要求产生对应的波形对图像模拟信号进行采样,然后量化输出;根据EMCCD倍增特有特性,利用FPGA做自动增益处理。所有模块都是独立可移植的,具有一定的通用性,可缩短其他EMCCD相机的开发周期。本文最后对成像系统进行联合调试,在实现系统功能的基础上对系统性能做整体分析,包括暗场噪声、信噪比、动态范围、调制传递函数等参数测试和对分辨率靶的实际成像,并与市场上两款主流相机进行了对比实验。结果表明:与安道尔Luca相机和滨松C9100相机相比,该系统的暗场噪声和信噪比参数上优于两款相机,动态范围和调制传递函数参数与这两款相机接近。同时分析了不同积分时间、不同倍增增益下的成像效果,证明在功能和性能上,本文成像系统都达到了较高水平。