课程文献中心 更多>>

关键词： 阵列式射频仿真系统   FPGA技术   核心处理板   PCB设计   电磁环境   导弹研制  

摘要： 研制或者改进制导系统如果均采用实弹射击，则将消耗大量的人力、物力和财力。利用射频仿真系统可以建立精确的仿真模型，在实验室内逼真地模拟出外界的电磁环境，大大减少实弹射击的数量，从而降低导弹的研制费用和研制周期。基于光纤的微波控制系统就是阵列式射频仿真系统的实时控制部分。\n 本文主要给出了基于光纤的微波控制系统的硬件设计。首先，本文介绍了阵列式射频仿真系统系统的工作原理，并根据要求给出了基于光纤的微波控制系统的总体设计方案，具体包括核心处理板、接口处理板以及终端控制板卡的设计方案;其次，根据系统的总体设计方案，具体给出了系统各个模块的原理图设计以及相关的接口设计，并对DDRⅡ、LVDS、千兆以太网模块进行了FPGA的功能仿真，以验证该模块的可用性;然后，本文介绍了核心处理板的高速PCB设计，具体包括层叠设计（电源层、地层以及信号层的分布）以及元器件的布局;最后，本文对系统的各个模块进行了调试与测试，并且给出了系统各个模块的调试结果，证明该系统的硬件设计方案是可行的，可以达到预期。

关键词： 太阳能路灯   智能开关控制   自动充放电   节能调光   蓄电池保护  

摘要： 为实现太阳能路灯的智能开关控制、自动充放电、节能调光以及保护蓄电池等功能,设计了电源供电模块、AD采集模块、充放电控制模块、串口通信模块4个系统模块,并将系统设计成负系统,以保证系统稳定可靠的工作。

关键词： 脑机接口游戏   脑电波控制   Android系统   蓝牙通信   手机游戏  

摘要： 科研人员发现大脑在思维活动时会伴随有相应的脑电波信号产生，他们希望在对这些脑电波信号的采集处理后可以分析得到我们的思维意识意图并用来实现通过想象直接对外界事物进行控制，从而发展出了一个新的研究方向——脑机接口(BCI)技术。目前，在脑机接口辅助肌体损伤病患实现设备控制方面的医学研究已取得初步成果后，将这些应用于大众的日常生活也成了脑机接口方向的研究热点，其中，将脑机接口控制方式运用于游戏交互也是其中之一。科研人员相信这种不依赖肌体动作语言而直接实现大脑对游戏直接操纵的游戏交互方式便捷，且可以给人们带来全新的娱乐体验，从而在实验室中开发了一些脑机接口游戏。现阶段的脑机接口游戏主要有以下特点:\n 1.基本是针对PC端使用，可用于智能手机端的几乎没有;\n 2.侧重对使用者方向策略意图、选择意图等非潜意识自发的脑电波控制方式的实现，而采用反映大脑精神状态的潜意识自发脑电来互动的游戏交互形式基本没有。\n 本论文基于上述情况，考虑到Android手机日益普及，人们的休闲娱乐方式向Android手机倾斜，以及采用可分析出大脑精神状态的脑机接口应用可以给于大众很好的神秘感和娱乐感体验，研究和开发了一款可在Android智能手机端上运行的可根据大脑精神专注度和冥想放松度（精神紧张程度）的脑电波控制3D赛车游戏。所做开发工作主要有:\n 1.根据TGAM生物组件及Android系统蓝牙通信协议的要求，搭建了一个可以与Android智能手机进行蓝牙无线通信的脑机接口系统(TGAM-BCI);\n 2.设计和实现了基于TGAM-BCI脑机接口系统控制的具有3D视图渲染效果的脑电波控制赛车游戏。实现了根据使用者的专注度控制赛车速度，并记录标志身心是否紧张的潜意识冥想放松度，并在赛车跑完一圈赛道后给出冥想放松度平均值并对下一圈的赛道的选择给予建议。

关键词： 电力系统   用电管理   采集器   硬件设计   软件开发  

摘要： 随着时代和科学的快速进步与创新，各种先进技术在电网中得到广泛应用。智能化已经成为电网发展的必然趋势[1]，发展智能电网也已在世界范围内取得共识。在智能电网这个庞大的系统下，集中式远程抄表系统也在近些年得到了各国相关人士的重视和发展，已从传统的简单数据采集功能演变成集数据采集、分析、监控功能于一体的智能用电信息采集系统，从而提升了电力公司市场响应快速化的水平，满足客户服务质量的高标准化需求。而采集器作为集中式远程抄表的重要组成部分，其功能主要是实现用户电能表数据采集并通过集中器把数据传到电力公司主站。\n 本论文介绍的采集器是按照国家电网总公司于2009年发表的《电力用户用电信息采集系统》新规范设计的。该采集器采用的是德州仪器公司推出的32位单片机LM3S9B96，其搭载Cortex-M3内核为主芯片，该芯片可以在其程序中输入四个不同的温度补偿时段，这样以来时钟精度得到大幅提升。\n 本文调研了相关项目和课题，对国内外的发展现状作了简单介绍，其中重点介绍几款比较经典的集中式远程抄表系统。然后按照国家电网新规范的相关标准对本论文中设计的采集器相关参数制定了设计指标。\n 本文介绍包括采集器的总体设计、采集器的硬件设计、采集器的软件设计和采集器的调试。采集器的总体设计中介绍了ARM技术、采集器的总体设计方案和底层模块的划分；采集器的硬件设计包括通讯模块、数据采集模块、数据存储模块、显示模块、电源模块等几部分；其中软件设计部分介绍了通讯模块软件和数据采集模块软件的程序设计。\n 最后本论文通过硬件测试、软件测试和软硬件的联调测试，并总结分析实验结果，本采集器可以完成相关功能任务。

关键词： 表面温度信号发生   多源   压控恒流源   温度曲线控制  

摘要： 文中介绍了一种小型的多源表面温度信号发生装置的硬件设计。该装置采用4个15 mm×15 mm的珀尔贴作为温度信号发生源,通过实时精确的硬件控制和算法,可在其表面快速发生一定温度范围内、任意波形的温度信号曲线。设计了一种集成度高、简单高效的压控恒流源电路,能够输出大小、方向精密可控的电流,来控制珀尔贴的发热。系统核心部分采用了带反馈的闭环控制电路,采用PID算法实时控制,很好的实现了装置的设计目标。系统还包含室温检测、压力传感检测等辅助部分。整个装置通过RS-232串口与上位机软件进行通信,能通过学习来复现给定的温度信号曲线。

关键词： 宽带射频系统   硬件设计   性能测试   仿真分析  

摘要： 随着第四代移动通信技术的发展和应用，MIMO技术日益成为无线通信的关键技术，下一代无线通信也将更加依赖于精确的MIMO信道建模，因此，宽带宽、高频率、高速率的MIMO信道测试实验平台的研制具有重要意义。同时，MIMO信道测试平台也极大的提高了对射频系统的要求，要求射频系统具有更低的噪声系数、更低的杂散和互调和更大的动态范围。\n 本论文设计并实现了宽带射频系统，论文的主要工作如下:\n 首先，设计了宽带射频系统的总体方案，并对系统的性能和技术指标进行了分析与优化。宽带射频系统采用超外差结构，工作在4.9GHz～5.8GHz，信号带宽150MHz。论文在分析测试平台需求的基础上，给出了射频系统的技术指标;通过大量的芯片和元器件选型分析，修改了设计方案，保证了方案的可行性;在系统仿真中，修正仿真模块的参数，使其尽可能接近实际器件参数，提高了仿真的准确性和可靠性。\n 其次，实现了宽带射频系统的硬件设计。论文设计了系统各模块的电路原理图，仿真了关键模块的技术指标，给出了各模块硬件实现的基本过程，测试了系统关键模块的实际性能。然后将各模块集成，搭建了整体的宽带射频系统电路板。同时，对射频收发机硬件电路设计中遇到的问题进行了分析，总结了射频电路设计经验。\n 最后，完成了宽带射频系统的性能测试。通过编写控制程序和控制指令，实现了射频板与计算机之间的双向通信。根据计算机指令，宽带射频系统完成了基带信号的无线收发。论文还测试了系统收发链路的主要技术指标，测试结果表明该宽带射频系统达到了设计要求。论文进一步比较了仿真结果和实测结果之间的差异，并对引起差异的主要原因进行了分析。

关键词： 水环境污染   便携式红外测油仪   软硬件协同设计   ARM处理器   Linux系统  

摘要： 近年来水污染事件的频繁发生，深刻的说明了我国目前水污染形势的严峻。而在导致水污染的污染源中，油类物质一直是重要的污染源。开展水中油类物质检测设备的研究，对于控制油污染，掌握水质情况和保护水资源具有重要意义。目前市面上大多数红外测油仪是上位机和下位机共同完成测油工作，这种结构导致其携带困难，很难实现现场实时检测，便携式红外测油仪不受地域环境的限制，具有广阔的发展前景。\n 本论文设计开发了基于ARM微处理器和嵌入式Linux操作系统的红外测油系统。首先介绍了本系统的硬件设计部分，将整个系统分为光源模块、分光模块、检测模块、信号处理模块、嵌入式模块五个部分，详细地介绍了每个模块的实现方案。\n 接着概述了嵌入式软件开发需要的Bootloader、Linux内核和根文件系统，重点阐述了本系统中红外单色仪驱动程序的设计，分析了Linux内核定时器使用方法，论述了AD驱动和斩波器驱动程序的实现方案。\n 然后基于MiniGUI开发了一套红外测油软件，介绍了MiniGUI在宿主机中的安装和在目标板上的移植，概述了SQLite数据库的移植过程，重点分析了红外测油功能的实现方法，介绍了数据存储和数据打印功能的实现。\n 最后搭建了一套实验测试样机，并对样机的软硬件系统进行测试，验证了本系统用于红外测油领域的可行性。

关键词： 单片机   监控系统   设计研究  

摘要： 由于对有线网络的依赖,传统的有线移动监控系统在监控现场应用上的弊端逐渐显现,因此,研发出可靠的移动监控系统的尤为重要,正成为安防领域的一个重要发展方向。无线传输网络、单片机技术以及智能移动设备的迅猛发展,为监控系统的无线化与移动化奠定了坚实的技术基础。本文对移动监控系统的架构与发展历程进行了分析,对单片机的特点、应用领域与发展趋势进行了讨论,最后对基于单片机的手机移动监控系统进行了硬件上的设计与研究,采用了带有ARM9单片机的TQ2440开发板实现前端设备的视频信息处理功能。

关键词： 教育机器人   开发平台   机械结构   硬件设计   图形化设计界面  

摘要： 机器人是融合了机械、传感器检测技术、计算机技术、人机工程等许多学科和先进技术的现代自动化装备。随着机器人学的发展，机器人作为一种学习载体逐渐被人们所广为利用，国家对普及机器人教育越来越重视，而研究开发一种功能完备、价格低廉，能满足教学和开发双重需求的教育机器人开发平台对推动机器人教育的发展具有深远意义。\n 本课题以合作公司提供的机器人机械结构为架构，以ATmega2560为核心，设计了一款集图形化编程，代码编译和机器码下载功能于一体的教育机器人基础开发平台。本文主要工作内容如下:\n (1)以ATmega2560为核心，基于主控板和外围套件分离设计的思想，实现了教育机器人基础开发平台的硬件主控板。完成了ATmega2560最小系统、串行通信电路、电机驱动电路、传感器接口、直流电机接口、伺服电机接口、调试接口等模块的硬件设计。\n (2)基于在线写入用户程序的思想，ATmega2560芯片中驻留了自主开发的监控程序。监控程序允许用户通过USB设备实现代码下载，大大提高了代码下载速度。\n (3)基于底层硬件模块设计实现了集图形化编程、C语言编程、代码编译和机器码下载功能的教育机器人开发软件。这是教育机器人基础开发平台设计的难点，也是本平台软件设计的一大特色。\n 实践表明，本课题实现的教育机器人基础开发平台具有图形化编程操作简单、机器码下载方便等优点，为教育机器人大家族增添一款结构紧凑、性能较高的新型教育机器入开发平台。

关键词： 图像处理系统   硬件设计   数字信号处理器  

摘要： 随着数字信号处理技术以及通信技术的不断发展，以高性能数字信号处理器(DSP)为核心构建的图像处理系统已被广泛的应用于航空航天、卫星遥感、国防军事、生物医学、医疗影像等领域。目前，信息处理算法复杂度不断增高、数据量日渐增长，整体运算实时性要求愈发苛刻，仅依靠单个信号处理器的系统已经不能满足要求。应用多颗最新型的多核DSP处理器，搭建基于多DSP阵列的图像处理系统，是有效解决实时图像算法需求问题的最佳方案之一。\n 本文以实际项目为依托，应用目前业界内性能最高的TMS320C6678八核DSP处理器，完成了基于双片多核DSP图像处理系统的硬件设计及实现。系统包括两块板卡，分别为以双片C6678 DSP互联结构为核心的最小图像处理单元，以及以Cyclone IV GX FPGA为核心，包含多种图像数据接口转换芯片的图像处理底板。与以TS201为核心的旧图像处理系统相比，双片C6678 DSP图像处理系统存储器资源大大增加，芯片间及板间数据传输通道带宽小有提升，系统整体峰值运算能力得到极大提高。\n 系统中的最小图像处理单元具有较高的硬件复杂度，其整体结构小于标准CPCI3U板卡，对外接口种类全面出线简洁。最小单元以3U或6U板卡为底板，配合高速串行桥接芯片，可构成针对某一功能的高性能多DSP阵列处理机。与其他C6678板卡相比，最小单元拥有强大的通用性及灵活性，可有效减少系统硬件重复设计过程，大幅缩短项目周期。针对该板卡设计的电源方案级联层次清晰，转换效率高，由FPGA控制保证上电时序准确严谨。时钟方案与其他板卡相比有着较高的集成度，输出波形抖动小且频率可灵活配置。整板硬件可为处理器发挥最高性能提供支撑。\n 本文完成了双DSP图像处理系统的方案设计、原理图PCB绘制、制板后电源时钟调试、上电复位逻辑编写仿真等工作，最终板卡顺利启动加载。在实现设计过程中，本文先后讨论并解决了高复杂度硬件系统中电源时钟供给问题、PCB绘制过程中3GHz以上高速差分串行信号信号完整性问题、制板后高速通道实际性能测试问题。给出了详细的电源、时钟、处理器互连方案及十二层PCB叠层设计结果，最后应用TDR示波器及误码分析仪，搭建测试环境，对板卡实际阻抗值及最大传输速率进行测量，测量结果充分验证了前期PCB设计的正确性。