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关键词： 温度调节器   控制方式   硬件设计  

摘要： 本文针对一些对温度有特殊要求的场所,设计的温度调节器以自调整能力为出发点。首先介绍了温度调节器的适用场合。然后对该温度度调节器的几种控制方式进行了详细的阐述,并解释了显示参数的含义。接着叙述了其硬件设计思路,最后将产品应用于工业现场,证明了其良好的调节能力与高可靠性。

关键词： WIFI技术   无线图像传输系统   嵌入式开发   硬件设计  

摘要： 网络化是信息技术发展的基本方向，在最近十年里WIFI技术取得了极大的成功，为人们提供了方便和快速的网络接入，其传输速率也可与有线的以太网相比拟。嵌入式技术的发展使得计算机和网络能被嵌入到我们生活中的任何地方，ARM的小型化和低成本给我们带来了方便。与此同时，图像获取技术和人们对图像数据的需求也产生了巨大的增长，随着人们获取图像的手段越来越先进和图像的数据量越来越大，图像的传输问题成了一个亟待解决的瓶颈。\n 本课题背景就是AOTF光谱成像仪的图像传输问题。我们把嵌入式和无线网络结合起来，完成了图像传输的任务。首先大致上讨论了802.11技术和嵌入式开发的基础知识，然后介绍了具体的硬件设计，我们选用的是一款带ARM核的FPGA作为处理器芯片，无线模块使用Marvell公司的88W8686，并在此基础上完成硬件的设计。软件部分先介绍了嵌入式TCP/IP协议栈LWIP，然后详细描述了其网络接口和驱动移植过程。最后利用LWIP的API构建了一个小型的服务器，它能响应相应客户端的数据请求，并能以无线的方式通过ad hoc网络将图像发送到客户端。\n 最后的测试结果表明我们设计的系统能完成图像数据的无线传输，具有一定的实用价值。

关键词： 移动通信   通信基站   网络架构   电路设计  

摘要： 随着新一代移动通信技术的迅速发展，直放站作为大功率基站的延伸和补充起到了关键的作用。数字光线直放站的出现，很好的解决了基站信号覆盖不完整、建设困难和高投入等缺点，非常适合GSM无线信号中远距离传输的需要。本文采用新一代低功耗FPGA数字信号处理解决方案，设计了一种GSM数字光线直放站，成功实现了模拟信号和数字信号相互之间的高效率转化。利用FPGA实现了数据高速处理和滤波功能，该数字光纤直放站系统的近端机和远端机之间通过光纤进行远距离传输，多模光纤可以达到500米传输距离，而单模光纤可以达到10公里甚至80公里传输距离。我们可以通过选择光纤和光纤收发模块来进行传输距离的控制，这是传统的基站所无法做到的。对于在山区，高速公路的全程网络拓展和高铁与地铁等复杂地形地域进行光纤的拉远通信，数字光纤直放站是一种极具竞争力的优选方案。\n 本文首先对数字光纤直放站系统原理和特点进行了简单介绍，之后详细介绍了数字光纤直放站的主要技术参数及其在当代无线通信技术中的重要作用，关键技术发展现状与趋势。在此基础上，本文基于软件无线电技术和FPGA设计了两种数字光纤直放站系统，即数字信号处理板和射频板分离的直放站系统和数字信号处理和射频收发电路一体化的直放站系统，分别完成了系统的原理图设计、板级设计和系统调试。对用于数字光纤直放站变频电路的压控振荡器电路进行了深入的研究，提出了一种低功耗VCO电路，具有设计简单等优势和应用价值。详细论述了自动增益控制系统(AGC)的硬件设计与实现，提出了环路设计与电路优化等方法，具有低功耗控制稳定等特点。最后对分离式和一体式两种数字光纤直放站的实验调试结果进行了演示，所设计的系统即将在传统直放站的盲点补充中广泛应用。

关键词： 雷达信号波形   直接数字频率合成   相位噪声抑制   CPLD电路   硬件电路设计  

摘要： 雷达信号是获取目标情况的重要信息来源。随着新体制雷达的不断涌现,雷达信号波形样式越来越复杂，对雷达信号波形的模拟仿真要求也越来越高。单一雷达信号波形已经不能满足现代雷达技术对雷达信号波形的模拟仿真要求。需要更加灵活的，通用的，可扩充的雷达信号波形产生硬件电路。\n 本文首先分析了雷达波形的各种产生技术。其次阐述了直接数字频率合成技术（DDS）的基本理论，分析了DDS输出信号的频谱、杂散、以及相位噪声，并讨论了杂散及相噪的抑制措施。最后分析了现代雷达信号的主要波形类型，以数学方法阐述了雷达信号的基本理论。设计了以ADI公司的AD9958型DDS芯片为核心，Altera公司的EPM1270性CPLD作为控制的硬件电路方案，并进行了硬件和软件程序方面的设计，以及仿真测试，产生了单频脉冲，多频，扫频等信号的控制信号。\n 通过仿真及分析可知，采用CPLD和DDS的设计方案，简化了雷达信号波形的硬件电路设计，减小了硬件电路设备的体积。对产生雷达信号波形的控制更加简单。产生雷达波形更加灵活，同时系统具有更高的可靠性。

关键词： ZigBee技术   路灯智能控制系统   无线传感器网络   硬件设计  

摘要： 目前现有的城市路灯控制系统大多采用有线连接的方式，系统成本高、功耗大、施工复杂，而且存在能源浪费、后期维护困难等问题。无线传感器网络是一种集无线通信、数据采集和信息处理功能于一体的新兴网络。ZigBee技术是无线传感器网络中最具代表性的一种新兴技术，具有低成本、低功耗等特点。将ZigBee技术应用于城市路灯控制系统，将有利于实现路灯控制系统的智能化和节能化。\n 基于无线传感器网络的路灯智能控制系统主要由三部分组成:照明管理中心、照明回路控制单元和路灯节点控制器。本文是从硬件设计和软件设计两个方面对系统进行研究的:\n (1)硬件设计。系统中的协调器节点、路由节点和终端节点都是以TI公司的CC2430芯片为核心控制器，主要包括数据采集模块、电源模块、无线收发模块、控制模块和串口通信模块等模块的电路设计。\n (2)软件设计。本文中的软件设计以ZigBee协议栈为基础进行开发，并在此基础上完成了节点设备的软件设计、终端节点的应用层软件设计、无线通信协议的设计和上位机界面的设计。\n 通过上面的软硬件设计实现了整个系统的智能化运行:终端节点根据数据采集模块采集到的数据来控制路灯的亮灭，并通过路由节点将其附近的亮度信息和其自身的工作状态传递给协调器节点，由协调器节点通过处理分析后发送相应的命令。路由节点将采集到的信息汇总到管理中心，由管理中心进行合适的处理后改变路灯控制的方案。\n 对系统的组网进行了通信距离的测试，结果表明通过ZigBee技术组建的无线网络符合城市路灯之间距离的要求，论证了ZigBee技术在路灯控制系统设计中的可行性。

关键词： 智能电网   用电信息采集系统   以太网无源光网络   硬件设计  

摘要： 智能电网已经成为当今世界电力系统发展变革的最新动向，并被认为是21世纪电力系统的重大科技创新和发展趋势，而作为智能电网建设不可或缺的电信息采集系统，势必将同步快速增长。用电信息采集系统建设是国家电网公司推进“两个转变”、实施“三集五大”的必然选择，是坚强智能电网建设的重要内容，是支撑阶梯电价政策执行的基础条件。电力光纤到户(PFTTH)建设工程是国家电网公司智能电网的重要组成部分，配合无源光网络(PON)技术，承载用电信息采集、智能用电双向交互、“三网融合”等业务。本课题结合居民用电信息采集系统的需求及EPON技术的优点，设计了新的信息采集流程，详细介绍了一种具有实时信息采集功能的电力ONU的设计实现方法，提出并实现了实抄与预抄相结合的软件方案。\n (1)采用EPON技术，改进了用电信息采集系统的远程接入网，并设计了一套新的通信流程。新的通信流程采用三级通信链路，两种通信协议来提高系统的可靠性与稳定性。\n (2)设计并实现了新型的电力ONU通信终端，终端采用Cortina公司的EPON专用芯片，向下预留UART口与智能电表连接;详细介绍了各个模块的功能与硬件设计细节。\n (3)提出并实现了一种多线程实时采集方案，采用实抄与预抄相结合的方法来提高系统的实时响应速度，给出了各个线程模块的详细设计流程及线程之间的逻辑关系及通信流程。该软件运行在嵌入式实时操作系统eCos之上，文章同时给出了详细的系统移植流程。最后采用专业的测试环境与采集软件对终端的各个功能进行测试，给出了相关的测试结果与分析。\n 最后总结分析了本课题研究存在的问题与不足及相应的解决方案，并就本课题以后的研究方向给出了自己的意见与看法。

关键词： 无刷直流电机   伺服系统   DSP技术   位置传感器   PID控制算法   硬件设计  

摘要： 无刷直流电机既具有直流电机运行效率高，调速性能好，无励磁损耗等优良特性，还具备交流电机结构简单，可维护性强，安全性高等诸多优点，因而广泛应用与光驱、智能机器人、电动交通工具、工业控制等诸多领域。目前，中小功率的伺服系统正逐步被无刷直流电机伺服系统所取代。\n 本文针对自动门控制器的控制需求，使用无刷直流电机取代传统的普通直流电机，设计了一套基于DSP的无刷直流电机伺服系统，不需要安装光电编码器既可完成自动门的控制，实现了DSP技术在无刷直流电机伺服系统中的具体应用。\n 首先，本文介绍了无刷直流直流电机的发展历史和研究现状，接着在分析了无刷直流电机的组成结构的基础上，根据伺服系统使用的电机结构详细说明了无刷直流电机的工作原理，建立了对应组成结构下无刷直流电机的数学模型。\n 其次，详细分析了无刷直流电机的控制方法，在分析了PWM控制原理、PID控制算法、电机转子位置检测原理和方法的基础上，阐述了无刷直流伺服系统的整体控制方案。\n 然后，根据控制方案对系统进行了硬件设计，构建了以TMS320F2812芯片为控制核心的无刷直流电机伺服系统。设计了伺服系统硬件电路，主要包括功率电路、转子位置检测电路、母线电流检测电路、电压检测电路和光耦隔离电路等，并对各部分电路功能做了详细的说明。\n 随后，在CCS3.3环境下利用C语言完成了无刷直流电机伺服系统的软件设计，实现了自动门的逻辑控制功能。整个控制系统软件由主程序和各级中断程序构成，其中包括-AD采样程序、捕获中断程序、定时中断调控程序等，绘制出了各个功能模块的程序流程图，并对每个部分程序进行了相应的说明。\n 最后，结合硬件和软件对系统进行整体调试，在MATLAB/SIMULINK环境下，建立了无刷直流电机伺服系统的仿真模型，绘制了系统速度阶跃响应曲线，通过仿真结果证明了系统的可行性，并给出了电机正常运行时的相关实验结果，说明了无刷直流电机的控制达到了预期设计要求的目标。

关键词： 视频监控   智能分析平台   模块集成   硬件设计   软件架构  

摘要： 随着科学技术的不断提高，当前芯片的处理能力逐渐满足了视频领域的应用需求。在安防领域，视频监控早已是成熟技术。但是，绝大数传统的视频监控只是对视频进行简单的采集、传输、存储，而未进行任何额外的处理，所以监控中心需要配备监控人员去做需要多工作。当智能化水平越来越高，人们需要对视频进一步处理加工，以便实现视频的智能化分析。智能视频分析平台不仅提供了传统视频监控领域的功能，还能对视频进行相关的分析，智能化地提供给人们需求的信息。同时，其还还能提供良好的人机交互功能。一个良好的人机交互能够使得智能分析平台的可用性大大的增强，且操作人员能够按照自己的意愿对平台定做相关的调整。\n 本文基于视频智能分析的需求，设计了一套视频智能分析平台。论文首先分析了课题的研究背景与意义，介绍了国内外在视频智能分析领域的状况与发展，然后根据设计项目的需求设计了系统的整体方案。本论文选择DaVinci系列的TMS320DM365作为整个平台的主控，智能处理单元采用集成的智能分析模块，从而构成一个完整的智能视频分析平台。论文中对平台的硬件、软件进行了相关的研究设计。硬件部分工作包括了核心板与底板的设计与调试工作。整个系统的硬件功能有:视频采集、视频显示、存储器系统、电源系统、网络传输、与智能模块交互等。同时，研究并构建了系统的软件架构。基于最新的DVSDK包，进行Bootloader、linux内核、文件系统等相关的裁剪移植工作。对系统中需要的驱动模块进行了研究分析，并编写相关驱动程序。在应用层，进行了应用程序的研究与设计，并移植了Qt与Boa作为进一步开发之用，同时进行了整个系统的测试。最后，本论文对整个系统提出了改善工作。

关键词： 电力系统   谐波分析   电流检测技术   有源电力滤波技术   硬件设计  

摘要： 各种电力电子设备和非线性负载使用，使得大量谐波注入到电网中，电网中的电压、电流失真严重，影响电网的电能质量。为保证电网高水平的电能质量，谐波问题已成为电力系统面临的一个重大课题，受到人们越来越多的重视。电力电子新技术的发展为电力系统谐波治理提供了良好的方法，采用有源电力滤波(ActivePower Filter，简称APF)技术既能抑制电网谐波，改善电力线路电流波形，又能补偿电网无功功率，提高电网功率因数。APF装置具有动态补偿的优良性能。\n 本文从谐波问题入手，首先对谐波的概念、产生和危害进行了研究，其次研究了抑制谐波的方法和外加滤波装置，再次详细分析了有源电力滤波器的结构，最后对有源电力滤波器进行了硬件设计，仿真结果证明了系统的可靠性。\n 对有源电力滤波器的详细阐述，主要包括其的工作原理、分类、优点和缺点等。选择了以三相三线制作为有源电力滤波器主电路结构，以此为基础进行了主电路的开关器件选择和驱动电路选择;最后根据对控制系统的要求，设计了基于DSP的控制系统的硬件，包括采样周期信号产生电路、电流检测电路、D/A电路等模块的硬件设计，并对各模块的具体实现进行了深入的讨论。\n 在分析传统谐波电流检测方法的基础上，本文讨论了瞬时无功理论的p、q法检测谐波电流和无功电流，克服了传统谐波电流检测方法实时性能差的缺点，并且非常容易实现。文中采用ip、iq法，该方法更具有实用价值。

关键词： 激光直写   直线电动机   光刻   光栅   ARM   LPC2138   单片机  

摘要： 为了制作大尺寸的激光防伪商标,开发了高速激光点阵光刻机。该光刻机以工业控制计算机为上位机,以ARMLPC2138和单片机STC12C5410AD为下位机,采用直线电机直接驱动X-Y工作台,实现了高速高精度定位。动态曝光的工作方式,克服了传统光刻机工作速度慢的静态曝光工作模式,使光刻工作速度提高了10～12倍,解决了大尺寸防伪商标制作困难的问题,有效提高了全息母板制作的效率。