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关键词： 目标侦测   声源定位   数据融合   无线传感器网络   硬件设计  

摘要： 无线传感器网络(WSN)将客观世界的物理信息与传输网络相连接，提高和扩展了人类获取信息的能力，具有重要的应用价值。为了能够侦测出人、机动车辆等地面移动目标的类型以及位置等信息，结合无线传感器网络技术，本文拟对基于WSN的地面多目标侦测系统进行研究。\n 首先，本文介绍了国内外现有的地面侦测技术和无线传感器网络技术，分析了人、机动车辆等地面移动目标的红外信号、磁信号和声音信号等特性，在此基础上设计了基于WSN的地面多目标侦测方案，包括地面目标识别子方案和地面目标定位子方案。其中地面目标识别子方案采用LHI958红外传感器和HMC1002磁阻传感器分别获取地面移动目标的红外和磁信号，然后通过小波包分析方法进行特征提取，并利用神经网络算法识别地面移动目标的类型。地面目标定位子方案采用声音传感器线性阵列获取地面移动目标声音信号，利用基于到达时间差的声源定位技术，结合多传感器平均值数据融合算法，对地面移动目标实现定位。\n 其次，本文采用所设计的基于WSN的地面多目标侦测方案，完成了软硬件设计，实现了一种基于WSN的地面多目标侦测系统。该系统采用DSP控制器作为传感节点的核心，能够实时采集地面移动目标的红外信号、磁信号和声音信号以及对所采集的目标信号进行预处理。通过无线传感器网络将所采集的目标信息上传至上位机，然后通过上位机调用基于MATLAB的神经网络目标识别算法和定位算法分别实现对地面移动目标的识别与定位。\n 最后，本文采用基于WSN的地面多目标侦测系统分别进行了室内外地面目标识别实验、单人定位和小车定位实验。实验结果表明，所设计的基于WSN的地面多目标侦测系统对地面目标的识别正确率优于80％，定位误差小于0.30m，达到了系统的技术指标要求。

关键词： 微弱信号   检测硬件电路   设计理论   强电场回流  

摘要： 随着经济的发展，年轻人压力的增大，各种职业病以及亚健康的出现，使得人们对康复医疗，尤其是便携式医疗器械的需求日益增多。便携式医疗器械能够及时、有效的检测各类人群的身体健康状态，在生活、工作间隙做到很好的自我防护与治疗，很好的解决了上述问题，得到了广泛的研究和应用。\n 人体在强电场中，人体作为电场的负载，其负载特性与人体的身体状况密切有关。本设计基于人体血液中离子不平衡，在强电场中感应出来的微弱信号，来进行信号的提取和检测。人体感应出来的微弱信号幅值为0.1mv-3mv，频率范围为80Hz-200Hz。在主体信号检测电路在设计中充分考虑到微弱信号的共模漂移严重，信号噪声强度大，在信号通道上，依次采用电桥对微弱信号进行取样，拓展电路的共模范围；利用带通滤波器滤波，提高信噪比；使用仪器仪表运算放大器抑制共模信号的变化；通过工频陷波器衰减交流工频信号；设计了二路信号取样积分，并对其进行差值放大，进一步提高检测的精度；最后通过压控振荡器将直流电平转换为肉眼可观测的低频交流信号，并对放大后的直流信号和低频交流信号进行A/D采样，显示在LCD液晶屏幕上。在辅助电路上，设计了新型自复位延时防抖开关，确保不会出现误操作；设计了四路安全监控保护电路，为整个电路提供安全保障；在按键选择和输出接口上，设计了防错电路，用于在输出接口和选择按键功能不一致时，提供声、光报警，保护使用者的人生安全。\n 在实验室测试平台下完成总体设计，通过对实验组的测试，微弱信号检测电路可以检测到微弱的信号0.1mv；在输出端，经V-F转换，输出肉眼可观测的低频正弦信号频率为4.386Hz-9.564Hz；辅助电路均能实现设计功能，提供安全保障；整体设计能够有效的在强电场和强干扰环境下正常工作。

关键词： 煤矿安全   监测系统   无线传感器网络   Zigbee技术   主处理器芯片   硬件设计  

摘要： 我国煤炭资源丰富，矿井众多，煤炭开采量大，一旦发生矿难事故，将造成重大的经济损失和人员伤亡。目前大部分煤矿使用有线监测系统，系统传感器少、布线繁杂，维护成本高，网络结构固定、易出现监测盲区的特点已经不能满足井下工作面的动态变化要求;随着工作面的推移，有线网络不能快速的跟进，造成信息不能时效传输。随着无线传感技术的发展应用，结合一种稳定可靠的无线传输方式，组建较完善的安全监测系统，为矿井环境的实时监测提供了新思路。Zigbee技术作为无线传感器网络通信的一种形式，其低成本、低功耗、高可靠性、自组网的特点非常适合井下环境监测。\n 本文提出基于Zigbee无线传感器网络的煤矿安全监测系统方案，该系统至上而下主要包括上位机监测主机（配备监测软件）、串口服务器、以及井下无线传感器网络。井下传感器网络由协调器节点，路由节点和终端节点组成，终端节点可以外接多种传感器，主要对瓦斯、温湿度、CO浓度进行数据信息的采集，这些节点信息通过路由节点的转发，遵循Zigbee技术规范和协议特点，多跳路由至协调器节点，通过网络串口将信息上传至上位机处理显示。整个井下网络通过Zigbee协议无线传输，避免了传统有线监测存在监测盲区，布线不便，不能实时跟进工作面的缺点。该系统能够实现环境实时监测，超限报警的功能。\n 井下传感器网络中各节点采用TI公司的CC2530芯片作为主处理器芯片，选用MJC/4.0L瓦斯传感武器、SHT11温湿度传感器、MQ7CO浓度传感器，根据各节点要实现的功能进行硬件设计，在Zigbee协议的基础上，对各节点进行程序设计，实现数据采集和通信网络的组建。\n 该系统功耗低、组网灵活、具有较强的抗干扰性和稳定性，可以适用于煤矿安全监测系统。

关键词： 车载收音机   AM   FM   微控制器   MC9S08QG8   TEF6621   硬件设计  

摘要： 如何设计一款既达到成本控制需求,又能达到高质量音频享受的广播音讯产品来满足此领域对于降低成本和简易设计的需求成为行业焦点。为了实现低成本AM/FM车载收音机应用,本文引入低成本微控制器MC9S08QG8、集成收音芯片TEF6621、低成本音频处理及高保真功率输出方案,并以精简硬件设计电路,同时描述了器件选择、总体构建思路与硬件设计细节。本设计方案能满足低功耗、低成本、高性能、高音质等要求。

关键词： 数据采集模块   智能以太网   I   O模块   软件功能   网络控制系统   硬件设计   模拟I   O   继电器模块  

摘要： 为了满足未来的应用需求．研华推出全新智能以太网I／O模块ADAM-6200系列，包括模拟I／O、数字I／O和继电器模块。ADAM-6200系列模块拥有许多先进的功能．不论是硬件设计还是各种实用的软件功能皆可满足用户的期待．并适用于不同的行业领域。ADAM-6200具有崭新设计和强大功能．为以太网络控制系统提供完整的I／O方案，更好的服务于自动化用户及IT集成商。

关键词： 嵌入式系统   税控收款机   S3C2410芯片   模块化设计  

摘要： 随着国家金税工程的不断深入，国税总局在全国全面推广税控收款机的使用。目前，通用的税控收款机有着成本过高、管理不方便等缺点，而基于嵌入式系统的税控收款机则具有成本低、可靠性高，而且由于采用嵌入式操作系统，具有易管理、安全性高等优势。因此，在技术和市场两方面的驱动下，本文提出了基于嵌入式系统的税控收款机的硬件设计，将嵌入式技术与税控收款机设计要求有机结合起来，设计出一种新型的税控收款机硬件系统，为新型机的开发提供借鉴意义。\n 嵌入式系统是以应用为中心、以计算机技术为基础，能满足应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗等指标的严格要求的专用计算机系统。本文通过研究嵌入式系统设计的一般性原理与设计方法，特别是嵌入式硬件系统设计的方法，设计了税控收款机的硬件部分。\n 首先，对税控机功能及市场需求进行分析，依据分析的结果对整个系统采用模块化概念进行设计;然后，对体系结构中的核心机制模块进行了详细的设计，在采用S3C2410芯片为处理器的基础上，展开键盘和显示模块、打印模块、税控模块、扩展口与通信模块以及电源模块的硬件设计。在各模块的硬件设计中考虑了电磁抗干扰的影响，加上电磁抗干扰电路。并使用Protel99SE软件给出相应模块原理图。最后，对税控收款机的软件进行设计，根据税控收款机的功能模块，提出了税控收款机的软件基础架构。并在软件架构的基础上，引入模块化与层次结构相结合的方法，实现了税控收款机的软件分层设计和软件流程设计，通过介绍税控收款机的硬件驱动层设计和系统软件程序的烧写实现，完成整个税控收款机的系统设计。

关键词： 单片机教学平台   STC12C5A   数据采集   模拟检测  

摘要： 《单片机原理及应用》是一门实践性、工程性很强的专业技术基础课程,是学生将来在电子类公司或电子行业工作的最基本的技能,本实验台的设计由供电电源、CPU最小系统、RS232串行接口电路、RS485串行接口电路、键盘扫描电路、LCD接口电路、AI与信号发生器电路、DI输入电路和DO输出电路等,其中针对实训实验需要信号源进行模拟测试的问题,本实验台将一种函数信号发生器集成在其中,大大方便了实验项目的开展。

关键词： 逆变器   三相四桥臂并网模式   硬件设计   控制系统  

摘要： 并网逆变器是当前新能源研究领域的热点，三相四桥臂并网具有转换效率高、输出电能质量好以及带不平衡负载能力强，受到世界各国研究结构的广泛关注。三相四桥臂并网逆变器的优良性能很大程度上是由主电路拓扑结构、硬件电路和控制软法共同决定的，其电能转换效率和供电质量还有待进一步优化。针对这个问题，本文展开三相四桥臂并网逆变器硬件设计与控制策略研究，主要内容如下：\n 设计了系统主电路的拓扑结构。首先对逆变器进行了需求分析，分析了设计规格和逆变器并网运行标准，然后通过比较几种常规的三相逆变器拓扑结构的优缺点，确定了逆变器功率电路拓扑结构和LCL滤波器结构。对一些重要的参数进行了分析与估算，选择了合适的元器件来构建主电路。\n 以DSP为核心设计了并网逆变器控制电路。控制部分包括DSP最小系统电路，信号采集电路、驱动电路，保护电路，人机交互（CAN）电路等，重点分析了测量交流电流信号的采集电路和使用集成模块的驱动电路。\n 研究了三相四桥臂并网控制策略。分析了三维空间矢量调制方法，深入研究了基于a-b-c坐标系的三维空间矢量调制策略，包含开关矢量的选择、开关矢量占空比的计算以及开关矢量的排列方式。结合系统的功能要求，设计了系统工作在离网模式和并网模式下的控制策略，提出了离网模式采用前馈电压补偿以达到输出电压恒定的控制策略，并网模式下采用闭环电流PID控制器以实现跟踪逆变器并网电流的控制策略，并设计了多模式切换的控制策略。\n 研制出了10kW三相并网逆变器样机，并网电流THD最低达到2%，并通过了第三方测试，实验结果表明系统能够稳定运行，各项指标参数达到了设计要求。

关键词： 视频处理终端   开关电源   同步整流技术   返驰式架构   硬件设计  

摘要： 视频处理终端目前在全球每年有数亿的产量，开关电源为其重要核心部件，为各个功能模块提供电能，一个方案可用于上百万产量的产品之上。其成本控制、可靠性等方面的要求也显得比较重要，此外产品能效要求的提高，对电源的设计有了新的要求。\n 本文以一具有广域输入交流电源，12.5V/1.5A，5V/6A双组直流输出并适用于中小尺寸多功能视频处理终端的开关电源为研究主题，该开关电源采用反驰式架构来降低成本，主架构驱动芯片为通嘉科技的LD7576。为了获取较高的电源转换效率，5V直流输出将采用同步整流方式控制，重点讨论了两种方案，一方案采用一次侧驱动侦测技术，该控制方式可有效避免同步功率晶体管误导通问题，能确保开关电源稳定的操作，并通过仿真实现驱动。另一方案采用基于IR6611S芯片的二次侧外驱动型驱动方式，结合系统进行设计，并且做出了实验板。\n 基于此研究主题，本文将针对视频处理终端电源的架构、返驰式架构、同步整流技术、高效率电源模块进行理论分析与探讨，制作了基于IR6611S芯片同步整流反驰式开关电源，实现了相关功能模块电路设计，并且分析了各个功能模块的功能原理，包括EMI处理电路、前级整流滤波回路、LD7576芯片外网回路、高频变压器制作、尖波吸收回路、钳位回路、反馈电路、12.5V输出整流滤波回路、基于IR6611S的5V同步整流输出滤波回路等，系统地计算了电路及器件参数，给出了详细的设计电路图，并且对主要元器件进行了选型，最后以实验波形和测试数据证明该切换电源的可行性和应用性。\n 本文解决了传统肖特基在较大电流下使用的技术瓶颈，对同步整流驱动方面的技术问题也从理论和调试中加以解决，使得开关电源设计更贴近大量生产需要。

关键词： 永磁同步电机   伺服控制系统   硬件设计   驱动系统   模块化设计  

摘要： 随着现代工业、农业、航空航天和军事领域的不断发展，对电气伺服控制系统的需求量也不断增加，而且对伺服系统的性能也提出了更高的要求。而近年来，电力电子技术、微电子技术得到了快速的发展，而且在永磁材料和现代控制理论方面的研究也不断取得新的进展，这些都为高性能永磁同步电机伺服控制系统的研究与发展提供了良好的契机。\n 目前国外伺服产品在高性能伺服市场占据垄断地位，而国内对伺服控制系统的研究多集中在控制理论算法方面，而且研究所用的平台多为整套购置的专用试验平台，这些试验平台价格十分昂贵，而且在使用过程中可配置的灵活性较差。本文旨在研究永磁同步电机伺服控制系统的硬件设计方法，并希望通过研究的不断进行，可以最终设计出一套用于永磁同步电机控制算法研究的功能多样、可灵活配置的试验平台。\n 本文以TI公司生产的高性能电机控制专用数字信号处理器(DSP)TMS320F2812为控制核心，以三菱公司生产的智能功率模块(IPM) PS21A79为逆变核心，对永磁同步电机伺服控制系统的硬件电路设计进行了研究。运用模块化设计思想，首先根据各个功能模块的设计需求，综合考虑各方面因素对其实现方案进行选择，然后进行电路原理图的设计，在原理图设计过程中完成了主要器件的选型和参数计算等工作，然后根据原理图进行了PCB的设计与焊接，最后按照设计要求对各功能模块分别进行了调试。本文还对调试过程中的注意事项进行了总结，并对永磁同步电机的数学模型和电压空间矢量脉宽调制技术进行了介绍，将其作为理论依据对系统的测试结果进行了分析，证明本文所论述的设计方案可以满足永磁同步电机伺服控制系统的基本设计需求，对相关设计研究具有一定的参考意义，也为后续的研究奠定了基础。