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关键词： 物联网系统   智能培训   软件设计   硬件设计   行为判断   高处作业   数据融合  

摘要： 针对石化培训智能化程度低、沉浸效果差的问题,提出了一种基于软硬件设计与数据融合算法的新型物联网培训系统。首先,开发了一系列用于智能培训系统的硬件设备:硬件功能包含数据交换,语音播放,数据采集等功能;针对便携式硬件的续航问题,提出了WIFI+LoRa通讯方式,不仅提升了设备续航,还能够保证通讯的稳定性。然后,开发了一套智能培训系统信息管理平台:平台包含信息存储、信息读写、通讯等多项功能。最后,提出了基于D-S证据理论的工人行为判断方法。经过实验对高处作业物联网培训系统在行为识别的准确度,硬件设备续航以及通讯可靠性方面进行了有效性验证。实验结果表明,物联网培训系统的识别准确度可达到80%以上,数据通讯能力与传统设备相比相差不大,设备续航性能更优。该系统为石化行业技术人员提供了更加智能化的沉浸式培训平台。

关键词： EP2C5Q208C8N   声发射信号采集   FPGA   PCIe  

摘要： 论文描述了以EP2C5Q208C8N、AD7621以及CH368为核心的声发射数据采集系统的硬件设计,主要提到了系统的实现原理、硬件模块的组成及相应的电路设计。通过Altera公司的Modelsim仿真对模块电路整体工作的过程进行验证,最后采用GWINSTEK函数发生器产生的无直流偏置幅值为4 Vpp、频率为200 kHz正弦波验证系统的硬件指标,验证发现硬件指标可以满足声发射信号采集所需的16 bit分辨率,3MSPS采样率设计要求。

关键词： 视觉暂留   STM32F1   硬件设计   软件设计  

摘要： 利用人眼睛的视觉暂留特性,设计出一款基于SMT32的视觉疲劳检测与消除电路。在设计原理方面,选用STM32F103RCT6型主控芯片作为控制核心,编程控制电路工作。在设计方面,硬件电路包括电源电路、STM32最小系统电路、按键电路、显示电路、发声电路;软件设计包括主程序、延时子程序、检测疲劳子程序、调整闪灯频率子程序、消除疲劳子程序。通过软件和硬件联合调试运行,实现检测与消除人眼视觉疲劳的电路设计目标。

关键词： 发动机控制系统   抗干扰技术   屏蔽与接地   硬件设计   软件设计  

摘要： 航空发动机控制系统在现代航空工业中扮演着极其重要的角色。由于外部环境和系统内部因素的干扰,控制系统的工作稳定性和可靠性常常受到威胁。本文主要研究航空发动机控制系统的抗干扰技术,通过硬件和软件两方面的设计措施,提高系统对干扰源的抵抗能力。硬件抗干扰设计采用高质量线缆传输、系统完整性屏蔽、低阻抗接地平面、高效电磁隔离和精确滤波等技术,软件抗干扰设计采用数字滤波算法处理传感器信号、设计鲁棒的控制算法、自适应滤波算法、故障检测和诊断算法等,可提高系统的抗干扰能力。

关键词： FPGA   多路数据采集   硬件设计   A/D转换电路  

摘要： 为了能够达成对58路模拟信号的各频率数据进行采集,本文基于FPGA设计多路模拟信号采集模块,该模块采用XC2S30为核心控制器,以此来实现多路模拟开关控制、并串转换功能以及A/D转换器控制等,期望能够为相关人员提供参考。(选择58路模拟信号采集的原因主要是因为设计的实际应用需求。这种多路信号采集系统通常用于监测、测量或控制多通道的信号源,以获取系统运行状态、环境参数或其他关键信息。在这个场景中,划分为14路噪声信号、15组高频振动信号和29路低频振动信号主要是考虑信号特性差异、硬件资源限制以及应用场景)

关键词： 视频编码   硬件设计   FPGA   SAO  

摘要： 样点自适应补偿(Sample Adaptive Offset,SAO)是高效视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)的重要组成部分,能有效去除编码图像中的振铃效应,改善编码图像的主观质量。针对当前SAO滤波器处理速度慢和吞吐量较低的问题,基于6×6大小的基本信息统计单元采用亮色度并行处理的四级流水线设计,提出一种基于FPGA的适用于超高清视频(Ultra HD Video,UHD)的SAO硬件滤波器。实验结果表明,在Xilinx Virtex7 FPGA开发平台上,该架构仅占用了10.5k的查找表和6.2k的寄存器资源,工作主频最高可达250 MHz,支持8K@110 fps的超高清视频流处理。在相同分辨率条件下,相较于现有其它方案在逻辑资源及帧率方面更具优势。

关键词： 高效视频编码   去方块滤波   边界判断   硬件设计  

摘要： 去方块滤波是高效视频编码(HEVC)的重要组成部分,能够有效地改善编码图像的主观质量,是提升视频整体编码性能的重要手段之一.针对HEVC硬件编码器中去方块滤波技术复杂度较高的问题,为了在节省资源消耗的同时减少处理周期,改善滤波效率,提出HEVC自适应去方块滤波的硬件算法和VLSI架构.首先基于HEVC编码结构的边界规则,提出一种无需递归循环计算的快速边界判断算法,降低硬件实现的复杂度;然后基于上述边界判断结果,提出一种可自主选择滤波边界进行去方块滤波的4级流水结构,减少滤波处理周期;最后将亮度和色度并行滤波,设计一种高度并行且兼容共享的存储架构,改善滤波效率且节约存储资源消耗.实验结果表明,在TSMC90 nm工艺下,所设计的去方块滤波结构的硬件面积比已有结构减少60%左右,并且最高能达到250 MHz的工作频率,可满足8K@60帧/s的超高清视频的实时编码.

关键词： IO接口   FPGA   WiFi   通信   维护   TSN网络  

摘要： 嵌入式计算机模块接口种类繁多,通信协议不尽相同,增加了对设备调试与维护的难度,针对该问题,提出一种基于CPU+FPGA的维护接口单元设计方案,覆盖了多种接口的使用需求,可用于不同模块的调试和维护,提高了测试覆盖率和便捷性。方案充分利用了CPU丰富的外设功能和强大的数据处理能力,以及FPGA灵活易扩展的能力,将不同模式的接口集成在维护接口单元主板上,并对其性能和布局进行了优化。经调试测试,证明了方案的可行性和有效性,具有很好的应用前景和工程价值。

关键词： 移动机器人   控制系统   硬件设计   软件设计   系统实现  

摘要： 差速轮式移动机器人在现代自动化和智能化领域中扮演着愈发关键的角色。为满足不断增长的自动化需求,该文设计一款用于室外环境的差速轮式移动机器人控制系统,该系统综合考虑电源系统、驱动系统、传感器系统、人机交互系统和通信系统的设计,以支持运动控制、环境感知、定位、人机交互和远程通信等核心功能,通过软硬件设计,最终实现可靠稳定的差速轮式移动机器人控制系统。经过测试,各项功能正常,实现预期目标,可为机器人技术进一步发展和应用奠定坚实的基础。

关键词： SM4   流水线设计   ZYNQ   AXI   APB  

摘要： SM4加解密算法作为我国第一个商用密码算法,凭借其算法结构简单易实现、加解密速度快和安全性高等优点,被广泛应用在数据加密存储和信息加密通信等领域中。以可变流水级SM4加解密算法硬件设计以及FPGA实现为研究课题,重点研究了不同流水线级数设计的性能差异,设计了一种可控制流水线级数的SM4加解密电路,并将其封装为带有AXI接口和APB接口的IP核。基于XILINX ZYNQ器件,在XILINX ZYNQ-7020开发板上搭建小型SoC,将设计的SM4 IP核挂载到AXI总线上,模拟实际工作情景并进行性能测试。通过软件加解密数据与仿真测试得到的数据来验证设计功能的正确性;测试不同流水线级数的性能,以此选出最适合的流水线级数。