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关键词： LED显示屏   扫描算法   灰度扫描   STM32   硬件设计   软件设计  

摘要： LED显示屏是一种利用发光二极管点阵模块或像素单元组成的平面式多媒体显示终端;作为显示终端,稳定可靠的图像显示是评价一个LED显示屏的重要因素。灰度扫描是LED显示屏控制技术的核心,是决定LED显示屏图像显示的最直接因素,它不仅决定图像显示质量,同时也决定了控制系统硬件结构的设计。但是,LED显示屏控制方法多样,LED显示屏的各种设计参数的选择没有统一的标准,因此,构建一种统一的灰度调制模型,将控制参数与设计参数数学化,使得设计变的更加有理有据。论文从LED显示屏的通用技术出发;由LED的发光原理开始,介绍LED各种驱动方式,对比各种驱动的优缺点,LED显示屏采用行列扫描的方式,采用扫描驱动的方式;文章详细介绍了扫描驱动的原理,根据扫描驱动,文章给出了 LED显示屏屏体的设计方法和具体电路图,根据屏体的工作原理,提取出LED显示屏扫描驱动的参数。在本文第三章,提出的一种灰度调制算法,文章根据屏体结构,讨论了各种设计参数之间的关系。文章中给出了信号时序的计算公式、每帧数据图像占用的时间、点亮效率和设计参数的约束关系、扫描时钟和设计参数的约束关系等,为设计者提供了有力的理论基础。在本文第四章,给出基于ARM单片机的LED显示屏系统设计方法,文章先给出LED显示屏系统的设计思路,从系统设计的硬件设计和软件设计两方面介绍本次设计,在硬件设计中,文章先介绍系统电源,电源即要为ARM单片机供电也需要为屏体供电,是整个系统的基石;其次,文章给出系统其它主要模块的硬件原理和电路;在软件设计中,文章先给出系统运行时数据处理流程,最后文章详细的给出了 LED显示屏的驱动流程与灰度实现和串行FLASH的程序设计。论文所提出的灰度调制模型,将LED显示屏的基本参数与控制参数归结为一种数据模型,为实际工程设计提供了最优控制参数选取方法,最大程度地利用资源和降低工程设计成本,结合该模型设计的LED显示屏系统,取得很好的效果,系统运行稳定可靠,是一种具有实际应用价值的LED显示屏系统。

关键词： 太阳能   路灯控制   硬件电路   设计  

摘要： 太阳能路灯是一种利用太阳能作为能源的路灯，因其具有不受供电影响，不用开沟埋线，不消耗常规电能，只要阳光充足就可以就地安装等特点，因此受到人们的广泛关注。基于此，本文探讨了太阳能路灯控制硬件电路设计。

关键词： 车联网   IEEE802.11p   OFDM   硬件设计   FPGA  

摘要： 伴随着经济社会的快速发展,人们的交通出行压力也日益增大,交通拥堵,道路出行障碍等诸多问题矛盾越来越尖锐。在这样的大背景下,为缓解城市交通压力,方便城市车辆交通出行的智能车联网系统整体解决方案由此诞生。本文主要是对基于IEEE802.11p协议的车联网基带通信平台进行理论研究分析和实际硬件设计,这其中涵盖了相关技术原理研究,硬件设计,FPGA实现,仿真分析,在线测试,以及最终的结果分析,比较系统完整的再现了车联网基带通信系统设计开发实现全过程。主要内容如下:首先,引入说明车联网系统的的整体架构,主要分为两大块,即通信云平台网络和车联网平台。在这之后着重说明介绍整个车联网的架构核心,即车联网平台中的OBU(车载智能终端)和RSU(路边智能终端),给出两者实现信息交互的原理示意图,初步指导设计。其次,开始引出车联网物理层基带通信所要遵循的协议以及采用的关键技术,即IEEE802.11p协议和OFDM调制技术。IEEE802.11p协议具体介绍了发展历程,信道及发射功率环境,物理层帧结构,关键参数,同IEEE802.11a协议的横向对比等方面,比较完整的对该协议进行了解读。OFDM调制技术则是从技术发展,技术原理,优缺点,调制实现架构等方面对其进行了深入的分析解读。结合对物理层帧结构的分析,调制方式的理解,进一步指导之后基带收发端的硬件设计。之后,便是本文的核心内容,即车联网基带通信的整体硬件设计及FPGA实现。主要分为两大模块,发射机部分和接收机部分。发射机部分主要处理流程包括扰码,卷积编码,交织,调制,插入导频,IFFT,循环前缀的添加等模块,接收机主要包括帧同步,符号同步,载波同步,剩余相位同步,信道估计与均衡,解调,解交织,Viterbi译码,解扰模块等。各个模块从运作机理入手,从原理分析,再到硬件框图设计,代码实现,最终给出Modelsim仿真波形图。需要注意的是,由于帧结构的原因,在发射机模块中,Signal域和Data域数据要区别处理。最后,对发射机及接收机硬件设计进行上板在线测试,采用ChipScope Pro进行在线观测,结合对比Modelsim仿真图,进行结果的比对分析。

关键词： 接口电路   喷油器驱动电路   驱动软件   电路仿真   GDI发动机  

摘要： 汽油直接喷射技术(Gasoline Direct Injection,GDI)是当前发动机研究的一个重要分支,是实现缸内均质燃烧技术和超稀薄燃烧技术的基础,其电控单元是实现缸内直喷的基础,深入研究电控单元的关键电路,改进这些关键电路提高电控单元性能是一项十分重要的工作。本文重点对温度传感器接口电路、压力传感器接口电路、曲轴位置传感器接口和喷油器驱动电路展开了深入的研究,改进其电路拓扑,这些关键电路的性能得到优化。具体工作如下:1)串连法测温电路的测量信号分辨率在不同温度区间不同,有些温度区间分辨很高,有些温度区间分辨率很低;针对该问题,采用a×e+c×e模型建立了温度传感器R-T函数模型,建立测量信号与温度和上拉电阻的函数;基于测量信号在传感器所工作的温度区间内分辨率最大为优化目标,改进了温度传感器接口电路,改进后接口电路实现了测量信号分辨率最大化。2)压力传感器动态响应较慢而不能快速响应进气歧管内压力信号,采用零极点配置法改善传感器动态特性;通过压力传感器的一阶模型的时间常数确定所需消去的零点和通过歧管内压力信号的频谱分析确定所需引入的极点,建立补偿传递函数,由该传递函数反演得到RC有源补偿滤波器,改进后接口电路补偿压力传感器可以显著提升传感器的动态响应速度。3)曲轴位置传感器输出信号幅值受转速影响很大,这为信号整形带来很大困难,干扰造成曲轴信号部分丢失或增加带来很大的相位误差;针对这些问题采用差分-滤波-差分方案改进了曲轴位置传感器接口电路,改进后电路可以完成对信号整形和克服曲轴信号增加的问题,相位误差可以控制在0.5°内,但是不能消除曲轴信号丢失的问题和相位误差与发动机转速不是线性关系。4)喷油器喷油时,在各阶段喷油器对电流下降或上升速率要求不同,单一的续流回路不能满足电流变化速率的需求;针对该问题引入不同阶段采用不同的续流回路的思路改进了喷油器驱动电路拓扑,第一、三阶段采用Buck型续流回路,第二阶段采用D型续流回路,设计了新的控制策略;改进后驱动电路可以减少喷油器电磁阀线圈发热量、节省电能和减小喷油器开启、关闭时间。5)完成了其他传感器信号采集接口电路的设计和点火器与电子节气门驱动电路的设计。

关键词： ERAS   OMAP-L138   数据存储   低功耗   低噪声  

摘要： 随着水声科学的发展,水声设备的种类呈现出百花齐放的姿态,在相应领域的地位不断提升,使用愈加频繁,检测这些设备的性能是对水声研究具有重要意义。本文设计的基于OMAP-L138的回声重复声源系统(ERAS)就是一款适用于多种场合的水声测试设备。它是一款低功耗、多功能的水声设备,可以应用于声呐测试与校准、水下目标检测、声呐操作训练、水下监控、噪声信号仿真、海上验收实验等诸多领域。本文着重考虑了系统的低功耗、低噪声和小体积设计,完成了包括信号调理、信号采集、数据传输、信号解算、数据存储和信号发生在内的几个模块的设计和开发。选用功耗可调节的24位ADC,降低了系统功耗,增加了系统动态范围;采用TMS320C6000系列高性能浮点运算DSP作为数据处理核心,保证了数据处理的实时性,为嵌入高精度、大运算量算法提供了优质硬件平台;利用嵌入式处理器ARM9实现了数据存储和读取的高效性,降低了开发难度,为系统升级预留了充足的余量;大容量SSD、高读写速度SATA接口的使用既充分利用了处理芯片的性能,也使系统拥有足够的存储空间,满足了系统存储多种波形文件和在水下进行长时间数据采集的需求。为了验证硬件平台的工作性能,论文在实验室环境下对平台各项指标进行了测试。经验证,论文设计的硬件平台工作稳定,各项指标满足设计要求。

关键词： 智能家居   控制系统   硬件结构   软件开发   语音识别   物联网  

摘要： 传统意义上的智能家居控制系统能为人们提供舒适、节能、方便、快速的家庭生活体验。从2015年国家开始大力推广嵌入式物联网，人工智能开始，智能家居行业在中国慢慢发展兴起，然而现有的智能家居系统多用面板和手机作为控制终端，存在着使用麻烦，面板造价昂贵，改造费用大等问题。针对这些问题，我提出了一种基于人工智能、远场语音识别硬件、物联网的智能家居控制硬件解决方案。论文的研究范围如下:　　首先，从不同的角度描述了语音识别的现状和实现原理。语音识别的硬件部分主要介绍语音识别到接入系统的硬件接入方式，从语音识别的硬件设计和整个语音盒子软件设计的角度详细的介绍智能家居语音盒子的设计，体现了语音识别关键词:唤醒的复杂性。其次，设计基于多媒体云平台的智能家居控制系统整体架构，并从人机交互的角度对语音盒子软硬件的设计划分给出了详尽的分析说明，从而论证了整个方案的可行性。进而在标准化的硬件架构及软件开发方法基础上，采用快思聪控制平台标准接口和讯飞语音识别云端平台提供的标准通信接口，对语音内容控制系统命令的实际控制进行了实现。　　随后，采用理论和实践相结合的方法。对多媒体语音智能家居控制系统的设计和实现进行了详细的描述，在实现过程中详细阐述了设计的难点和实现的难点。详细描述了在语音识别的过程中，会出现的各种异常，以及处理方法。包括人语音命令的离线语音识别和在线语音识别的开发和使用，以及控制终端的配置数据的传输等等。　　最后，对语音识别系统进行了测试，通过系统的功能性测试，表明语音识别盒子系统达到了软硬件功能设计要求，实现了语音智能家居控制系统的设计目标和实际控制输出。

关键词： 电气自动化   控制方式   设计要点  

摘要： 电气自动化设备的硬件和软件要达到的高度是既能够对电气自动化系统进行监控,还要对其安全进行保障.因此电气自动化系统软硬件的设计合理性在电气工程中往往被深入探索.自动化提高了电气工程的工作效率,保证了电气工程的安全性.在许多行业中,被广泛应用.本文通过论述电气自动化控制系统的软件和硬件主要功能和设计思路,介绍了软硬件的组成,已经电气自动化软件及硬件的未来的发展前景.

关键词： DSP   导航计算机   硬件设计  

摘要： 计算机作为现代科技的组成部分,已经进入日常家庭,渗透于日常交流的方方面面,特别是DSP的导航计算机,对于科学技术水平的推进更是起到了不可忽视的重要作用。针对DSP的导航计算机这一话题,从DSP的导航计算机硬件设计思路和硬件设计两个大的方面介绍了DSP的导航计算机。

关键词： 物联网协议   中继型智能插座   软硬件设计   实现  

摘要： 现阶段，在市场上插座的功能比较单一，绝大多数都是仅为用电的各种设备提供电源接口，并且销售插座的厂家比较多，但是没有一种比较成熟具备智能化和信息化功能的通用插座。本文主要针对空调、电脑、饮水机、家庭影院和电视等用电设备设计智能插座，并且中继型智能插座还能根据智能电路来实现自动化断电，还能减少节点数据传输在带宽及时间片上的需要，实现数据采集及控制，具备非常显著的省电效果，是建设节约型社会一个重要的组成部分。

关键词： 物联网   物流企业   硬件设计  

摘要： 现如今,货物运输方式正在逐渐发生变化,物流行业发展迅速,对此,本文主要对物联网技术在现代物流管理中的应用进行分析,首先对物联网进行介绍,然后结合实例,对基于物联网技术的航空物流管理系统进行详细探究,以期促进物联网技术在航空物流管理中的应用.