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关键词： 架空电路   GPRS技术   监测系统   原理  

摘要： 本文简单分析了GPRS技术的特点,并详细介绍了GPRS技术在我国架空电力线路的监测系统中的应用,以及该监测系统的构成和工作原理。实践证明,GPRS技术能够精确及时的发现并报告出电力线路中的故障信息,从而为线路故障的分析及抢修争取时间,最大限度的缩小停电时间。

关键词： IC封装设备   高速机器视觉   嵌入式相机   DSP+FPGA  

摘要： IC产业是国民经济的基础性和战略性产业，其技术水平和产业规模是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志。IC封装设备是IC制造的重要设备之一，其技术水平直接影响整个IC产业发展趋势。目前，我国已经逐步成为全球IC制造中心，在IC封装技术领域取得了快速发展，但与美、日、韩、欧洲等主要IC封装设备生产国家相比，我国尚未完全掌握IC封装设备的关键技术。 机器视觉定位技术已经成为IC封装设备领域的一项核心技术，直接影响了IC封装设备性能指标。目前，IC封装工艺发展出现微型化、高密化以及高速化趋势，传统视觉系统已经无法满足IC封装设备发展需求。因此，研制集图像采集、传输和处理为一体的低成本、高速高精视觉定位专用嵌入式相机已经成为高端IC封装设备研制的关键。 本论文针对IC封装设备的高速视觉定位、检测关键技术问题，开展了嵌入式视觉硬件系统设计。主要研究内容包括：完成了功能需求分析、硬件方案总体设计、芯片选型;图像处理系统硬件电路原理图设计;PCB板设计制版，图像的采集及其他的硬件系统调试。其中硬件原理图设计包括：CameraLink图像数据采集接口电路原理图设计、FPGA采集电路设计、FPGA系统JTAG与CLOCK电路设计、FPGA系统FLASH电路以及DDR3电路设计、EMIF接口电路设计、FPGA与DSP高速通讯设计等。 本论文取得的主要研究成果包括：实现多核DSP6678+FPGA嵌入式高速图像处理方案、用FPGA来实现图像的预处理算法、用DSP来实现图像处理算法、DSP与FPGA之间SRIO高速通信。

关键词： 以太网光纤通道   融合网络适配器   直接存储器访问  

摘要： 数据中心常见的网络类型为区域网络（LAN）用的以太网、存储网络（SAN）用的光纤通道、高性能服务器网络用的InfiniBand。多种类型网络的并存使得服务器端需要多种类型的适配器，如NIC卡、FC HBA卡、InfiniBand HCA卡。多种卡的并存不仅占用服务器有限的扩展槽，而且带来的大量线缆和不同类型接入交换机这样不仅增加的了数据中心的管理难度，而且还增加了数据中心的成本和能耗。 本文研究的对象是CNA（Converged Network Adapter）卡，它是基于FCoE技术的主机适配器。以太网光纤通道（FCoE:Fibre Channel over Ethernet）技术标准的出现为网络融合以及I/O整合提供了一种解决方案。该技术标准的基本原理是在增强型以太网上传输FC（FC:Fibre Channel）数据。CNA卡实现FCoE节点设备与FCoE交换机的数据通信。服务器通过一张CNA卡能同时接入LAN网络和FC SAN网络，这样能显著的减少数据中心的物理连接复杂度，方便管理。 本文中的CNA卡硬件部分主要的功能是将10G以太网链路上的FCoE数据通过PCI Epress2.0总线写入计算机内存和从内存读取数据发送到10G以太网链路。CNA卡的实现基于FPGA，采用Altera公司的Strativ IV530芯片。拥有一个10G以太网端口支持802.1Qbb基于优先级的流控;支持FCoE协议帧处理实现FCoE帧的正常收发;采用PCI Express2.0总线，数据收发使用可变长度DMA传输方式。这本文主要的工作内容。 本文首先介绍了FCoE相关协议、DMA技术以及PCI Express总线技术。通过分析协议中的CNA卡的功能模型提出了CNA卡的设计方案。其次对设计中的FCoE接口和DMA控制器进行了详细介绍，通过修改仿真模型搭建仿真平台对本设计进行功能仿真。最后进过下板测试验证CNA卡是否功能正确。

关键词： 飞行控制系统   DSP   姿态控制   舵机   TMS320F28335   DSP控制器   电机驱动器  

摘要： 控制系统是飞行器飞行的制导系统,其性能决定了飞行器的精确度和可靠性。因此在未来对飞行器的研究是离不开对控制系统的重点研究的。控制系统就是将接收到的飞行器状态数据分析处理,然后指示执行舵机调解舵面,来调整飞行器状态的一种全自动飞行器姿态调节器控制系统。本论文研究的是一种基于TMS320F28335DSP（Digital Signal Processor）的飞行器舵机控制系统,主要研究工作分析其结构组成、控制器的软硬件设计、制作,并进行了初步的调试、实验。 首先,阐述了飞行器控制系统的总体设计。详细研究了以DSP为控制核心的系统结构,并从控制系统的实际性能要求和降低成本等方面考虑,决定选用的无刷直流电机以及和其相配套的电机驱动器类型、位置传感器以及导航系统。最后以主控芯片TMS320F28335为控制器的核心处理器串口通讯电路、采样控制电路、PWM输出及外围驱动电路的设计方案。 然后,本文详细介绍了DSP的最小系统及其外围电路,包括系统供电电路、时钟电路、串口通讯电路、电压转化电路、滤波电路、PWM电路和隔离电路等共同构成的DSP控制器。同时阐述了相关电路软件的软件设计思路和实施方案。 最后,对控制器进行调试,并在调试的过程中改进系统的不足处。 总之,本论文研究的是以高精度DSP为主控制核心芯片,选用先进的MEMS（Micro-Electro-Mechanical Systems）传感导航系统,运用精密线性传感器获取舵机舵面位置、并通过研究4路舵面和飞行器飞行姿态之间的关系,实现控制飞行器飞行轨迹的飞行器控制系统。 通过对本文控制系统的各模块功能测试表明,本系统能够实现对各传感器模块数据的实时采集和对飞行器舵机系统控制的功能。最后分析了影响系统控制性能的因素,并从硬件电路和软件方面提出了改进措施。

关键词： 机器人   循迹控制PID  

摘要： 随着计算机控制技术的不断发展,机器人越来越广泛的应用于各种工作。特别是利用计算机技术以及通讯技术组成控制方案,组建有线或无线的控制网络,实现机器人受控或自主工作。受控对象通过接受控制中心或预设指令,完成预定功能,甚至通过自主判断程序在复杂外部情况下完成指定工作已成为当今机器人技术中设计的重点方向。这些设备能够可以用来代替工人完成一些重复性或工作环境恶劣的任务,因此在生产生活环境中有很大的应用价值。特别是图形图像识别技术的不断开发,使机器人识别功能得到了大大的提升,与机器人控制系统一起组成了设备的“眼睛”和“大脑”。本文中结合实际工作需要,选用STC12C5A60S2编程芯片,利用光电传感器作为检测元件,设计完成了一款可以按照规划路线完成物料识别和运输功能的机器人,主要适用对象为柔性制造系统或自动化生产线中物料的运输。 在整个智能循迹机器人的设计中,首先基于物料运输的需要,完成了机器人机械结构的设计。同时利用机械定位原理设计定位机构,帮助机器人实现精确定位。 其次,完成智能机器人的软硬件选型设计。通过光电传感器识别的路径信息反馈控制方向轮,通过算法控制机器人保持或调整运动方向,能够在一定环境中实现智能机器人的巡线运行,完成搬运任务。同时配合无线控制模块实现程序总体控制,为柔性制造系统的信号采集及中央处理系统统一调配任务提供了基础。 最后,完成了智能机器人的安装调试工作,并在车间及室外光照条件下进行设备试运行,实验结果良好,机器人能够在预先设定环境下自主寻迹完成在规划路线上的行走,具有较高的运行精度及稳定性。

关键词： FDD   DSP   FPGA   硬件平台  

摘要： 纵观移动通信技术的发展历史，各个移动通信时代的主流技术所使用的双工模式大多为FDD模式。如今4G时代即将到来，从目前的全球形势来看，FDD技术相较于TDD技术依然更具有竞争力。 本文研究了以FDD技术作为传输模式的无线通信数据传输系统。本系统设计采用DSP+FPGA的基础框架，选用TI公司的ADC芯片ADS62P49，DAC芯片DAC3283，DSP芯片TMS320C6424以及Xilinx公司的V5系列FPGA芯片XC5VSX50T为核心处理芯片，构建了一个基于FDD模式的基带硬件系统平台。系统采用网卡接口与外部主机相连，实现了IP业务的传送。 本文首先介绍了本课题的研究背景、研究意义以及国内发展现状和发展趋势，之后通过对两种主要基带数字处理硬件平台架构的优缺点进行了分析，设计了一种基于DSP+FPGA的系统框架并给出了主芯片DSP和FPGA的功能划分。接着，根据系统的实际情况对主要芯片进行了选型，给出了整体的系统硬件平台方案。然后，本文将硬件平台分为ADC模块、DAC模块、FPGA模块、DSP模块以及电源模块五个主要部分，详细的介绍了各个模块的设计和实现，给出了具体的电路设计方案。接着本文详细分析了高速PCB设计中的信号完整性问题并做了相应的仿真，运用现代高速PCB设计技术对整个系统进行了关键信号的仿真分析和PCB设计，提高了整个硬件平台的可靠性和稳定性，论文的最后完成了硬件系统的调试，给出了调试结果。 本论文的研究内容为FDD模式下的基带系统硬件平台的实现提供了理论基础及实践依据，具有一定的应用意义和价值。

关键词： 无线传感器网络   无线可燃气体监测传感器   可燃气体泄露监测  

摘要： 可燃气体已经成为人们日常生活和工业生产中必不可缺少的一部分,但是由于可燃气体泄露引发的事故不断发生,严重威胁人们的生命和财产安全,有效监测可燃气体泄露具有重大经济和社会意义。现有的可燃气体监测平台还处于小范围、单功能状态,各个监测节点之间的相互独立限制了监测的范围和功能,急需一种的新技术和平台满足监测需求。 本文设计并实现了一种基于无线传感器网络的可燃气体监测系统硬件平台,可燃气体监测节点可以自组织成无线传感器网络,实时监测可燃气体的泄露状态,并可实现远程监测。该硬件平台包括无线可燃气体监测传感器硬件和软件部分。无线可燃气体监测传感器采用Jennic5139模块做为无线传输模块,兼为主控模块;可以定制可燃气体浓度阈值,监测过程中,如果可燃气体浓度超过该阈值则报警：一方面启动蜂鸣器蜂鸣、警示灯闪烁,另一方面可把报警信息上传到监控中心,做进一步处理。为了提高节点的电磁兼容性和抗干扰性,硬件PCB电路板采用4层电路板。 本文设计了一个简易监控中心软件系统,用于无线可燃气体监测传感器的性能测试和评价。该监控中心可以实现下辖各个传感器节点的工作状态、监测浓度的实时查询、周期性上报和历史查询,可以汇集浓度报警信息并进行提示。本文搭建了含多个无线可燃气体监测传感器的实验平台,进行了功能测试。测试结果表明,所设计的无线可燃气体监测传感器可实现上述所有功能。 由无线可燃气体监测传感器构成的基于无线传感器网络的可燃气体监测平台可以远程、实时地监测可燃气体浓度,监测范围灵活,成本低,功能强,可广泛用于居民楼、工业现场等的可燃气体泄露监测。

关键词： 无线数据链   低中频   A/D与D/A   射频通道   AGC  

摘要： 近年来,随着多种新形式的数据链通信系统的出现,各国军事部门对数据链的硬件平台提出了智能化、标准化、宽频带、通用性强和高信号处理速率等方面的要求。本文所介绍的无线数据链通信系统硬件平台,正是基于这一发展要求而设计出的一种性能比较先进的无线数据链通信终端。 本文结合无线数据链通信系统项目设计要求,展开讨论整体硬件电路的设计与实现方法。将整体电路分为多个模块,分别讨论每个模块电路的工作原理、实现方案、芯片选型及电路设计。最后,对硬件电路进行调试与分析,给出测试结果,并分析硬件电路存在的不足之处,给出改进建议。 在设计无线数据链通信系统硬件电路时,作者借鉴了软件无线电硬件平台的设计思路,使用较高性能的FPGA及其外围电路组成基带信号处理单元电路,利用高速ADC与DAC芯片设计模数和数模转换电路,采用低中频技术降低模数转换电路的设计难度,用正交调制与解调的方式实现低中频信号与射频信号的一次性变频。最终,设计出了一套包含三路射频收发通道的无线数据链通信系统,每路射频通道的工作频段为3.0GHz-4.0GHz。发射通道输出功率10dBm左右;接收通道前端AGC电路动态范围大于60dB,增益大于50dB. A/D与D/A转换电路部分,最高可完成100MHz带宽中频信号的模数或数模转换。实验表明：本文所设计的无线数据链通信系统硬件电路满足了项目设计要求,对于其它通信电路的设计具有一定的参考价值。

关键词： 塔吊   安全监测   数据无线传输   温漂   电磁兼容  

摘要： 随着建筑行业的蓬勃发展，塔式起重机(塔吊)的使用越来越广泛，随之引发的事故层出不穷。国内建筑行业安全研究起步晚，投入的资金有限，技术不成熟，以及管理的不规范，使得塔吊安全监管工作存在很大的隐患。因此，本课题针对塔吊安全监测开展研究，设计实现塔吊远程安全监测系统的硬件终端。 系统是以TI单片机MSP430为核心处理芯片，并集塔吊运行状态采集的传感器、LCD显示、数据存储、数据的无线传输、报警预警系统以及操作人员身份验证为一体的安全监测系统。系统针对塔吊运行时水平位移、垂直位移、吊重及力距、转角度数、倾斜角度及现场风速等参数，通过传感器实现参数数据的采集、显示及保存，并利用Zigbee无线传输模块实现塔机之间数据的交互及参数的配置，同时采用GPRS无线传输网络，上传管理中心，实现数据在线分析和管理。对于超限超载等危险操作，提供语音预警报警功能，设置了指纹采集模块，方便管理。论文介绍了系统整体方案的设计，完成了系统硬件电路的设计及调试。 同时，为适应建筑施工工地的复杂环境及电磁等干扰条件，系统还专门设计防雷击和浪涌等安全保护电路。为使系统工作时性能稳定可靠，本课题还对系统的温漂和电磁兼容性问题进行了实验测试及仿真分析。针对系统存在的温漂问题，提出了温度补偿方案：补偿电路硬件设计及温度补偿程序的设计，通过实验验证补偿方案的可行性，改善系统温漂问题。同时分析系统内部电磁干扰问题，通过接地、滤波及屏蔽的手段从硬件上改善系统内电磁干扰情况，设计数字信号滤波软件，对采集的信号进行滤波处理，使得数据更稳定可靠。针对塔吊监测系统市场性能要求，对系统进行了电磁兼容试验测试：抗群脉冲测试及浪涌测试。本系统硬件终端已在多家公司试用。

关键词： 机载电台   仿真系统   硬件设计   软件设计  

摘要： 本文介绍了某型机载电台仿真系统的硬件设计及相应的模块设计，给出了完整的硬件电路图，叙述了与之相关的控制程序设计。利用虚拟仪器对武器装备进行实物仿真，实习效率高，教学效果好，为军队院校教学模式改革提供了一种行之有效的方法。