本論文是以GSM基站系統(tǒng)為對象研究了軟件無線電思想在移動通信中應用的可行性，通過構造一個具有開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，用軟件來完成各種功能。 本文首先從整體上介紹了GSM移動通信系統(tǒng)及其實現(xiàn)過程，通過大量的Matlab仿真詳細論述了GSM蜂窩通信系統(tǒng)中的語音編碼、信道編碼、交織、加密、調(diào)制等技術。 其次，文中介紹了GSM信道編碼規(guī)則，其中重點闡述了CRC、卷積碼和交織碼的基本原理和算法實現(xiàn)，并完成了三者編碼譯碼的軟件設計，采用FPGA技術實現(xiàn)并驗證了設計的正確性。 最后，對GMSK調(diào)制和解調(diào)的原理及特點進行論述，并提出了軟件實現(xiàn)的可行性方案，為下一步的軟件設計打下了堅實的基礎。硬件試驗平臺是軟件實現(xiàn)的基礎，因此，文中進行了詳細的分析與設計，并給出了部分電路設計圖，對相關課題的研究具有一定的指導意義和參考價值。
上傳時間： 2013-04-24
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軟件無線電是二十世紀九十年代提出的一種實現(xiàn)無線通信的體系結構，被認為是繼模擬通信、數(shù)字通信之后的第三代無線電通信技術。它的中心思想是：構造一個開放性、標準化、模塊化的通用硬件平臺，并使寬帶模數(shù)和數(shù)模轉換器盡可能靠近天線，從而將各種功能，如工作頻段、調(diào)制解調(diào)類型、數(shù)據(jù)格式、加密模式、通信協(xié)議等用軟件來完成。 本論文首先介紹了軟件無線電的基本原理和三種結構形式，綜述了軟件無線電的幾項關鍵技術及其最新研究進展。其中調(diào)制解調(diào)模塊是軟件無線電系統(tǒng)中的重要部分，集中體現(xiàn)了軟件無線電最顯著的優(yōu)點——靈活性。目前這一部分的技術實現(xiàn)手段多種多樣。隨著近幾年來芯片制造工藝的飛速發(fā)展，可編程器件FPGA以其高速的處理性能、高容量和靈活的可重構能力，成為實現(xiàn)軟件無線電技術的重要手段。 本論文調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)的設計，選擇有代表性的16QAM和QPSK兩種方式作為研究對象，采用SystemView軟件作為系統(tǒng)級開發(fā)工具進行集成化設計。在實現(xiàn)系統(tǒng)仿真和FPGA整體規(guī)劃后，著重分析用VHDL實現(xiàn)其中關鍵模塊以及利用嵌入FPGA的CPU核控制調(diào)制解調(diào)方式轉換的方法。同時，在設計中成功地調(diào)用了Xilinx公司的IP核，實現(xiàn)了設計復用。由于FPGA內(nèi)部邏輯可以根據(jù)需要進行重構，因而硬件的調(diào)試和升級變得很容易，而內(nèi)嵌CPU使信號處理過程可以用軟件進行控制，充分體現(xiàn)了軟件無線電的靈活性。 通過本論文的研究，初步驗證了在FPGA內(nèi)實現(xiàn)數(shù)字調(diào)制解調(diào)過程及控制的技術可行性和應用的靈活性，并對將來的擴展問題進行了研究和討論，為實現(xiàn)完整的軟件無線電系統(tǒng)奠定了基礎。
標簽： FPGA 軟件無線電 調(diào)制解調(diào)
上傳時間： 2013-06-10
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如今電力電子電路的控制旨在實現(xiàn)高頻開關的計算機控制，并向著更高頻率、更低損耗和全數(shù)字化的方向發(fā)展。現(xiàn)場可編程門陣列器件(FieldProgrammableGateArrays)是近年來嶄露頭角的一類新型集成電路，它具有簡潔、經(jīng)濟、高速度、低功耗等優(yōu)勢，又具有全集成化、適用性強，便于開發(fā)和維護(升級)等顯著優(yōu)點。與單片機和DSP相比，F(xiàn)PGA的頻率更高、速度更快，這些特點順應了電力電子電路的日趨高頻化和復雜化發(fā)展的需要。因此，在越來越多的領域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應用?！ ”疚奶岢隽艘环N采用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)器件實現(xiàn)數(shù)字化通用PWM控制器的方案。該控制器能產(chǎn)生多路PWM脈沖，具有開關頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡單、響應速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點，可應用于PWM的全數(shù)字化控制。文中對方案的實現(xiàn)進行了比較詳細的論述，包括A/D采樣控制、PI算法的實現(xiàn)、PWM波形的產(chǎn)生、各模塊的工作原理等?！ ”疚倪€提出一種新型ZCT-PWMBoost變換器，詳細的分析了該變換器的工作過程，并采用基于FPGA的數(shù)字化通用PWM控制器對這種軟開關Boost變換器進行控制，給出了比較完滿的實驗結果。實驗結果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性，
上傳時間： 2013-06-22
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在信息化發(fā)展的當前，音視頻等多媒體作為信息的載體，在社會生活的各個領域，起著越來越重要的作用。數(shù)字視頻的海量性成為阻礙其應用的的瓶頸之一。在這種情況下，H．264作為新一代的視頻壓縮標準，以其高性能的壓縮效率，成為備受關注的焦點和研究問題。H．264通過運動估計/運動補償（MP/MC）消除視頻時間冗余，對差值圖像進行離散余弦變換（DCT）消除空間冗余，對量化后的系數(shù)進行可變長編碼（VLC）消除統(tǒng)計冗余，獲得了極高的壓縮效率。隨著嵌入式處理器性能的逐漸提升和3G網(wǎng)絡即將商用的推動，H．264以其優(yōu)秀的壓縮性能，無論是無線信道傳輸方面，還是存儲容量有限的嵌入式設備都具有廣闊的應用前景。 但H．264在提升壓縮性能的同時付出的代價是算法復雜度的成倍增加，實際應用中人們對視頻解碼的實時性要求嚴格，已出現(xiàn)的對應算法代碼多基于PC通用處理器實現(xiàn)，而嵌入式設備的主頻和處理能力仍然相對有限，存儲容量相對較小，總線速率相對偏低，因此必須對標準對應算法進行優(yōu)化移植，才能滿足實際應用的需求。 本文在對H．264標準及其新特性進行詳細介紹后，重點研究了在解碼端如何針對解碼耗時較多的模塊進行改進，然后將算法移植到ARM平臺，并針對平臺特點作出相應優(yōu)化，最后完成解碼圖象顯示，并給出了測試結果。本文主要完成的工作如下： 詳細分析了H．264的參考軟件JM中解碼流程，并利用測試工具分析了各模塊耗時，針對耗時較多的模塊如插值運算及去塊濾波模塊，提出了對應的改進算法并在H．264的參考軟件JM86上進行了實現(xiàn)，PC測試實驗證明了算法改進的優(yōu)越性和運算優(yōu)化的可行性。最后針對ARM平臺，在對程序結構和對應代碼進行優(yōu)化之后，將其移植到WINCE系統(tǒng)之下，同時給出了WINCE平臺解碼后圖象加速顯示方法，并對最終測試結果與性能做出了評價。
上傳時間： 2013-06-04
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刀具狀態(tài)的精確監(jiān)測是保證金屬切削加工過程順利進行的關鍵，因此研制準確、可靠且成本低廉的刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)一直是研究人員所追求的目標。在眾多刀具狀態(tài)監(jiān)測方法中，聲發(fā)射監(jiān)測技術，以其信號直接來源于切削區(qū)，具有靈敏度高、響應快，能有效避開低頻干擾等優(yōu)點，非常適用于刀具狀態(tài)監(jiān)測。 圍繞如何獲取高信噪比的刀具狀態(tài)信號特征，擬結合嵌入式技術，構建準確、穩(wěn)定、低成本的實時刀具狀態(tài)監(jiān)測與辨識系統(tǒng)。給出了基于ARM& WinCE平臺的刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理平臺軟硬件初步解決方案。作為課題的前期研究本文主要進行了以下工作： （1）分析了聲發(fā)射信號與刀具磨損狀態(tài)的相關性，驗證了利用聲發(fā)射信號進行刀具狀態(tài)監(jiān)測的可行性； （2）確定刀具狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的整體方案，包括系統(tǒng)整體架構、軟硬件設計方案。ARM& WinCE構成本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理與顯示平臺，EVC為圖形界面應用程序開發(fā)工具； （3）構建了數(shù)據(jù)處理與顯示平臺。選用MagicARM2410實驗開發(fā)平臺，簡化了硬件設計；根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，進行ARM平臺的接口設計、操作系統(tǒng)和必要的驅(qū)動程序的剪裁及移植； （4）完成了數(shù)據(jù)處理與顯示應用軟件設計。系統(tǒng)軟件包括界面模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、圖形及結果顯示模塊、參數(shù)設置模塊等，其中數(shù)據(jù)處理模塊主要包括小波消噪、小波包分解特征提取等算法； （5）實現(xiàn)了ARM& WinCE平臺與PC機的實時可靠通訊。
標簽： WinCE ARM 刀具 狀態(tài)監(jiān)測
上傳時間： 2013-04-24
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隨著世界能源危機的到來，太陽能光伏發(fā)電在能源結構中正在發(fā)揮著越來越大的作用。而太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件并網(wǎng)逆變器的性能還需要進一步提高。為了迎合市場上對高品質(zhì)、高性能、智能化并網(wǎng)逆變器的需求，我們將ARM+DSP架構作為并網(wǎng)逆變器的控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)集成了ARM和DSP的各自的強大功能，使并網(wǎng)逆變器的性能和智能化水平得到了顯著提高。本論文是基于山東大學魯能實習基地“光伏并網(wǎng)逆變器項目”，目前已經(jīng)試制出樣機。本人主要負責并網(wǎng)逆變器控制系統(tǒng)的軟硬件設計工作。本文主要研究內(nèi)容有： 1.本并網(wǎng)逆變器采用了內(nèi)高頻環(huán)逆變技術。文中詳細分析了這種逆變器的優(yōu)缺點，進行了充分的系統(tǒng)分析和論證。 2.采用MATLAB/Simulink軟件對并網(wǎng)逆變器的控制算法進行仿真，包括前級DC-DC變換的控制算法以及后級DC-AC逆變的控制算法。通過仿真驗證了所設計算法的可行性，對DSP程序開發(fā)提供了很好的指導意義。 3.本文將ARM+DSP架構作為逆變器的控制系統(tǒng)，并設計了相應的硬件控制系統(tǒng)。DSP控制板硬件系統(tǒng)包括AD數(shù)據(jù)采集、硬件電流保護、電源、eCAN總線，SPI總線等硬件電路。ARM板硬件系統(tǒng)包括SPI總線、RS232總線、RS480總線、以太網(wǎng)總線、LCD顯示、實時時鐘、鍵盤等硬件電路。 4.本文設計和實現(xiàn)了兩種最大功率點跟蹤控制算法：功率擾動觀察法或增量電導法；孤島檢測方法采用被動式和主動式兩種檢測方式，被動式所采用的方法是將過/欠電壓和電壓相位突變檢測相結合的方式，主動式采用正反饋頻率偏移法；為了實現(xiàn)并網(wǎng)逆變器的輸出電流與電網(wǎng)電壓同頻同相，使用了軟件鎖相環(huán)控制技術。本文分別給出了以上各種算法的控制程序流程圖。 5.本文也給出了AD數(shù)據(jù)采集、eCAN總線、RS232、RS485、以太網(wǎng)、PWM輸出等程序流程圖，以及DSP和ARM之間的SPI總線通信程序流程圖。并且分別給出了ARM管理機控制系統(tǒng)主程序流程圖和DSP控制機控制系統(tǒng)主程序流程圖。 6.最后對并網(wǎng)逆變器樣機進行實驗結果分析。結果顯示：該樣機基本上實現(xiàn)了本文提出的設計方案所應完成的各項功能，樣機的性能比較理想。
標簽： ARMDSP 架構 太陽能光伏 并網(wǎng)逆變器
上傳時間： 2013-07-10
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隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，人機接口在工業(yè)生產(chǎn)以及社會生活中發(fā)揮著越來越重要的作用，同時，人機接口的各項技術問題也日益凸現(xiàn)出來，越來越受到世界各國的關注。 本課題就基于便攜式儀表人機接口的設計開展研究。設計的關鍵步驟包括：人機接口的軟硬件設計、實驗系統(tǒng)的搭建以及在一條天然氣管道上進行管道檢測實驗，驗證人機接口的實用性。 論文中介紹了人機接口技術的發(fā)展過程與現(xiàn)狀、人機接口系統(tǒng)的軟硬件詳細設計。人機接口硬件包括：ARM處理器控制核心、通信接口電路、LCD顯示接口電路、USB接口儲存電路；軟件包括人機接口的底層軟件與應用軟件。在實驗過程中，首先獲取一段有裂紋的天然氣管道，接著使用自行設計的采樣模塊檢測磁場信號，通過串口將數(shù)據(jù)發(fā)送到人機接口平臺，人機接口平臺使用嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)，使用Qt程序在LCD上顯示實時曲線。而后人機接口將數(shù)據(jù)存儲在閃盤中，同時使用一系列算法程序?qū)?shù)據(jù)進行處理，最后利用檢測到的漏磁場法向分量HP（Y）的具有顯著特征的最大梯度值的位置來判斷裂紋的位置，再與實際的裂紋位置對比，得出可行性結論。經(jīng)過大量的實驗，該系統(tǒng)可以很好的實現(xiàn)檢測目的，驗證了人機接口的實用性。
上傳時間： 2013-06-28
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旅客列車是人們出行的重要交通工具之一，隨著我國國民經(jīng)濟的發(fā)展，信息化時代的到來，車輛能否安全運行已經(jīng)成為人們關注的焦點。在高速狀態(tài)下列車車輛能否安全地停下來是安全運行的一個關鍵，在車輛方面上就是解決制動問題。在這樣的前提下，對車輛制動系統(tǒng)的研究就顯得必然和重要。 本次設計的任務是實時監(jiān)測列車車輛的運行速度，并根據(jù)車輛制動狀態(tài)，自動控制車輛的制動系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛的制動安全防護。所以本次設計設計了一種基于ARM——高性能嵌入式微處理器、CPLD——新型高性能可編程邏輯器件、CAN總線——有效支持分布/實時控制的串行通信網(wǎng)絡和μC/OS-II操作系統(tǒng)的車輛制動自動監(jiān)控系統(tǒng)。文中介紹了車輛制動控制原理、對系統(tǒng)進行了總體的方案設計，介紹了嵌入式系統(tǒng)開發(fā)的原理及設計方法，著重講解了以Samsung公司32位嵌入式微處理器S3C44BOX為核心的系統(tǒng)軟硬件設計方案，并開發(fā)了基于μC/OS-II操作系統(tǒng)的應用程序。 應用程序模塊主要包括遠程通訊模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理與傳輸模塊、部件壽命記錄模塊、故障參數(shù)監(jiān)視和報警模塊。遠程通訊模塊將車輛制動狀態(tài)以CAN總線的通訊方式上傳給機車控制室主機；數(shù)據(jù)采集模塊由具有高速邏輯處理能力的CPLD自動實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集及電平轉換，ARM控制數(shù)據(jù)采集的啟動和采集結束后對數(shù)據(jù)的處理或傳輸；在部件壽命記錄模塊中電磁閥的動作次數(shù)、通電使用時間和總時間以及各傳感器的通電時間和使用總時間可每隔一段時間記錄下來，掉電后也不會丟失，可以作為故障發(fā)生、診斷、排除和維護的數(shù)據(jù)依據(jù)。 在實驗室及模擬實驗臺上經(jīng)過多次軟、硬件結合的調(diào)試改進過程，本次設計基本上實現(xiàn)了車輛制動自動監(jiān)控系統(tǒng)的功能，制動缸壓力的控制特性及控制精度得到了有效的提高，在實驗室調(diào)試中實現(xiàn)了車輛制動系統(tǒng)的故障檢測和報警及部件的壽命記錄等功能，驗證了設計方案的可行性及合理性，達到了預期的設計效果。
標簽： ARM 制動 自動監(jiān)控 系統(tǒng)設計
上傳時間： 2013-07-17
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本課題針對當前煤礦企業(yè)對水的依賴性和企業(yè)自身發(fā)展對水源的需求等實際問題，研制了基于ARM的煤礦水源井監(jiān)控系統(tǒng)。 論文主要介紹了監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控終端（RTU）的硬件設計、軟件算法設計以及通訊技術、電機的保護原理和監(jiān)控系統(tǒng)上位機的軟件設計。 監(jiān)控終端（RTU）的算法設計方面，針對系統(tǒng)數(shù)據(jù)信號的特點和系統(tǒng)分析的需要，對水位、流量、出水口壓力采用直流采樣，對相電流、相電壓采用交流信號采樣。對采樣后的數(shù)據(jù)進行數(shù)值分析和計算，獲得了高精度的煤礦水源井參數(shù)的測量和系統(tǒng)的控制。 通訊部分采用的是具有接收靈敏度高、頻率穩(wěn)定、傳輸效率高等優(yōu)點的無線數(shù)傳電臺與RS-232組成無線網(wǎng)絡，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的上下傳輸。 監(jiān)控終端（RTU）的硬件設計方面主要采用ARM芯片作為監(jiān)控分站的終端處理核心，實時檢測水源井的水位，出水口壓力、流量等參數(shù)。實時顯示水源井各參數(shù)的動態(tài)特性，并查看水位的歷史變化。同時，ARM處理器通過互感器對數(shù)據(jù)采集處理后，可計算出水泵電機的三相電流、電壓的實際值，根據(jù)電機的相序電流、電壓的大小，可對電機實時有效的微機保護。并根據(jù)監(jiān)控中心命令進行相應的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)傳送。 監(jiān)控終端軟件方面主要考慮到時實采樣的準確性，uClinux系統(tǒng)在ARM系統(tǒng)上數(shù)據(jù)處理的快速性與實時性，以及與監(jiān)控系統(tǒng)軟件的通信顯示方面的可行性與有效性。 系統(tǒng)監(jiān)控的軟件利用VC++6．0中的編程進行實時數(shù)據(jù)的采集處理和控制、數(shù)據(jù)的實時顯示、報表打印和報警等功能。通過ADO對象和SQL Sever，與windows系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)庫服務器進行實時數(shù)據(jù)的交互。
標簽： ARM 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-05-16
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目前，國內(nèi)礦井的排水系統(tǒng)多采用傳統(tǒng)的人工監(jiān)測、繼電器控制的方法。傳統(tǒng)方法設備運行的自動化程度低、可靠性較差、工人勞動強度大、應急能力不足，存在一定的安全隱患，不適應數(shù)字化礦井發(fā)展的需要。本課題設計的自動排水系統(tǒng)采用嵌入式微控制器作為就地控制系統(tǒng)與上位機遠程監(jiān)控相結合的方式，提高了工作的可靠性和穩(wěn)定性，具有運行成本低、調(diào)試方便等特點。 本文首先根據(jù)某礦井下排水的實際情況，對各種排水形式和相關設備進行了分析和比較，選擇其中一種典型的排水系統(tǒng)形式作為模型。根據(jù)井下排水系統(tǒng)的運行原理展開研究和論證，制定了井下水位監(jiān)控和水泵啟動方案。在綜合自動控制的相關理論和傳感器應用技術的基礎上分析了排水系統(tǒng)中需要監(jiān)控的、能夠反映排水系統(tǒng)工作特征的關鍵參數(shù)，并提出了這些參數(shù)的監(jiān)測方法和這些方法的可行性。 全面分析了目前常用的微處理器和實時操作系統(tǒng)，詳細研究了ARM和μC/OS-Ⅱ的性能和特點，充分利用ARM微處理器高性能、低功耗、低成本的優(yōu)勢，以及μC/OS-Ⅱ可移植性好、開發(fā)成本低的優(yōu)點。選用以ARM7TDMI-S為CPU的LPC2220芯片作為就地控制系統(tǒng)，選用μc/OS-Ⅱ為實時操作系統(tǒng)。并根據(jù)排水系統(tǒng)工作方案和要求設計了系統(tǒng)和接口硬件電路，完成了系統(tǒng)運行程序代碼的編寫。 應煤礦信息化發(fā)展趨勢的要求，選用LabVIEW作為上位機監(jiān)控軟件，以串行通訊協(xié)議與井下就地控制系統(tǒng)組成遠程監(jiān)控系統(tǒng)。從而實現(xiàn)工作人員能夠在地面監(jiān)控室輕松了解到井下水倉水位、各排水設備工作狀態(tài)等信息，實現(xiàn)了排水系統(tǒng)運行的“避峰就谷”和水泵房的無人化值守。此項研究對礦井的安全生產(chǎn)、節(jié)能降耗和數(shù)字化建設等工作具有一定參考價值。
標簽： ARM 自動 排水 監(jiān)控系統(tǒng)
上傳時間： 2013-06-04
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