基于單片機的多路數據采集系統設計畢業論文 本文介紹了基于單片機的數據采集的硬件設計和軟件設計,數據采集系統是模擬域與數字域之間必不可少的紐帶,它的存在具有著非常重要的作用。
標簽: 多路數據采集
上傳時間: 2013-04-24
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本文研制的數據采集器,用于采集導彈過載模擬試車臺的各種參數,來評價導彈在飛行過程中的性能,由于試車臺是高速旋轉體,其工作環境惡劣,受電磁干擾大,而且設備要求高,如果遇到設備故障或設備事故,其損失相當巨大,保證設備的安全性和可靠性較為困難。 本文在分析數字通信技術的基礎上,選用了基于現場可編程邏輯陣列(FPGA)采用脈沖編碼調制(PCM)通信實現多路數據采集器的設計,其優點是FPGA技術在數據采集器中可以進行模塊化設計,增加了系統的抗干擾性、靈活性和適應性,并且可以將整個PCM通信系統設計成可編程序系統,用戶只要稍加變更程序,則系統的被測路數、幀結構、碼速率、標度等均可改變以適應任何場合。并且采用合理的糾錯和加密編碼能夠實現數據在傳輸工程中的完整性和安全性。 通過對PCM通信的特點研究,研制了一套集采集與傳輸的系統。文章給出了各個模塊的具體建模與設計,系統采用的是FPGA技術來實現數據采集和信號處理,采用VHDL實現了數字復接器和分接器、編解碼器、調制與解調模塊的建模與設計。采用基于NiosII實現串口通訊,構建了實時性和準確性通信網絡,實現了數據的采集。 測試數據和數據采集的實驗結果證明,采用FPGA技術實現PCM信號的編碼、傳輸、解碼,能夠有較強的抗干擾性、抗噪聲性能好、差錯可控、易加密、易與現代技術結合,并且誤碼率較低,要遠遠優于傳統的方法。
上傳時間: 2013-04-24
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近年來,隨著計算機和通信技術的飛速發展,特別是網絡的迅速普及和3C(計算機、通信、消費電子)合一的加速,微型化和專業化成為發展的新趨勢,嵌入式產品已經成為了信息產業的主流,嵌入式系統技術也成為目前電子產品設計領域最為熱門的技術之一,目前已經廣泛地應用于軍事國防、消費電子、網絡通信、工業控制等各個領域。本文在研究視頻采集發展現狀和趨勢的基礎上,設計了一種基于32位處理器的嵌入式圖像采集和傳輸系統。此套硬件系統可應用于LCD顯示屏、桌面視頻、多媒體、數字電視機、圖像處理、可視電話和遠程戶外圖像采集等領域。 該圖像采集系統在硬件系統上以ARM芯片S3C44BOX為核心,利用CMOS圖像傳感器采集圖像;以FIFO幀存儲器暫存圖像數據,解決了ARM芯片與圖像傳感器之間速率的不同步問題;并充分利用了FPGA/CPLD高性能、低功耗、低成本的優點,用CPID器件控制整個圖像采集的時序邏輯。在軟件平臺移植了嵌入式操作系統’uClinux,并在此基礎上開發了底層的驅動程序和應用程序。體積小巧,具備圖像采集、顯示和遠程傳輸功能和良好的可擴展性。 全文共分為五個章節,第一章主要介紹了論文的課題背景和圖像采集技術的發展現狀,介紹了論文的研究目標和研究內容。第二章從硬件和軟件兩方面闡述了嵌入式圖像采集系統的總體設計方案,詳細介紹了硬件開發平臺嵌入式系統和軟件開發平臺嵌入式操作系統各自的定義和特點。第三章主要介紹基于ARM的圖像采集系統硬件設計方面的內容,包括各個模塊的具體實現方案、系統硬件性能分析和硬件電路的抗干擾設計等。第四章研究了基于uClinux平臺的幾個主要模塊的軟件設計,主要包括圖像傳感芯片的初始化和采集程序的實現、LCD控制器的初始化和圖像顯示程序的實現、以太網控制器的初始化和圖像數據傳輸程序的實現。第五章是對全文的一個總結,概括了作者所做的工作,提出所存在的不足并對后續的研究工作做了進一步的展望。
上傳時間: 2013-04-24
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視頻監控系統是一門集計算機技術、通信技術和數字視頻技術于一體的綜合系統。目前視頻監控正向著數字化、網絡化的方向發展。實現基于網絡的視頻監控系統的關鍵是一種嵌入式設備,它應該能夠采集壓縮視頻數據并通過網絡進行傳輸。 本文介紹了一種基于嵌入式Linux的網絡視頻監控系統的設計和實現方法。首先從整體上分析了網絡視頻監控系統的總體設計方案,給出了視頻服務器的硬件框架和軟件體系,并重點討論了在ARM處理器上實現MPEG-4壓縮編碼的方法。其次在ARM硬件平臺成功構建了armlinux嵌入式系統:包括引導程序Bootloader的設計、修改配置linux內核以及制作JFFS2文件系統。其中創新地提出了從nandflash啟動U-BOOT具體設計方法。為了完成系統進一步的視頻采集工作,系統實現了USB數碼攝像頭的驅動。在應用程序開發過程中,首先設計了基于Vide04Linux的視頻采集程序,并采用mmap(內存映射)方式截取圖片。其次重點分析了MPEG-4編碼模型XVID程序中的運動估計部分,并研究了半像素快速搜索算法,從而減少了搜索點數提高了運算速度。最后利用開源JRTPLIB庫實現視頻數據流的RTP傳送。 整個設計都是在深圳旋極公司研制的SUPER-ARM硬件平臺上進行的,linux內核采用2.4.18。其中MPEG-4編碼優化測試是在ARM DeveloperSuite(ADS)version 1.2中完成。 本課題為在ARM平臺實現網絡視頻監控的設計做了有益的探索性嘗試,對今后進一步完成遠程嵌入式視頻監控系統的設計有著積極的意義。
上傳時間: 2013-07-21
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隨著嵌入式技術和網絡技術的發展和應用,充分結合兩種技術優勢的遠程數據采集終端正在不斷地被研究和開發。本文即是此背景下,綜合以往遠程數據采集終端的優缺點,對基于ARM的遠程數據采集智能終端予以研究和實現,該終端具備GPRS和INTERNET兩種接入方式。可通過RS232或A/D模塊采集用戶終端設備數據信息;在GPRS接入方式下使用GPRS無線數據終端通過GPRS網絡接入互聯網,在INTERNET接入方式下則直接接入互聯網;接入后則可向遠程控制中心上傳用戶終端據信息。本文研制的遠程數據采集終端可廣泛地應用包括環保數據采集在內的多種數據遠程采集場合。 本文主要做了以下研究工作: 1、對硬件資源進行了外圍擴展,對S3C44BOX處理器芯片的外圍硬件進行了擴展設計,使之具備了滿足使用需求的最小系統硬件資源。包括外圍存儲、LCD、鍵盤、以太網卡和GPRSi匿信模塊等。 2、運用多任務操作系統可以有效的組織并行任務的處理,本文對μc/os-Ⅱ操作系統進行了移植,對原有μc/os-Ⅱ操作系統的搶占式調度機制進行了改造,使之成為整體搶占,局部輪詢的調度機制;使之較好地滿足了實際要求。 3、無論采用GPRS方式還是INTERNET方式,設備終端與INTERNET實現通信都必須具備相應的協議。本文實現了TCP/IP有關網絡協議棧的建立,對協議進行了簡化設計,實現了兩種方式的接入,滿足了嵌入式終端的要求。 4、為了使終端具備較好的人機交互能力,構建了嵌入式圖形界面,實現了LCD圖形顯示和鍵盤輸入控制的交互功能。 通過以上工作,建立了一個功能齊全,實時可靠,基于嵌入式系統的遠程數據采集終端。
上傳時間: 2013-07-17
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隨著信息技術的不斷發展,安全、可靠的身份識別技術成為許多系統首先考慮的問題。指紋具有唯一性和穩定性,因此指紋采集技術是指紋識別技術中的最為重要的一個環節,伴隨著生物識別技術的不斷提高,以及指紋傳感器的性能不斷提升,指紋識別技術的應用越來越廣泛。因此,高質量的采集指紋圖像技術已經成為一個重要的研究課題。 本文的內容是基于ARM的指紋采集系統的設計。按照設計思想,系統主要包括兩個大的模塊:指紋圖像采集模塊、指紋圖像傳輸模塊。在設計工作中,根據系統的實現要求和本專業領域內最新技術的發展狀況,確定了以Samsung公司的ARM7處理器S3C44BOX和ALTERA公司的復雜可邏輯編程器件EPM240為核心的系統組成方案。 本文主要做的工作有:首先介紹了指紋識別技術的基本原理和方法,通過對不同類型指紋傳感器的比較選擇了性價比較高的電容式指紋傳感器。設計了以Samsung ARM和MBF200電容式指紋傳感器為主要組成部分的電容式指紋采集系統。在ADS1.2編譯環境下對ARM進行基于C語言和匯編語言混合編程的初始化程序,指紋采集程序以及數據傳輸程序;采用了USB技術實現系統與計算機之間的通訊,大大提高了指紋圖像數據的傳輸速度;采用CPLD對系統各個芯片之間的信號進行邏輯控制;采用SST公司的閃爍存儲器SST39VF160存放系統啟動程序Boot loader。 本文首先描述了整個系統的總體方案,然后主要從硬件電路設計和軟件編程兩個方面對系統進行了詳細的描述,硬件設計包括芯片的選型、核心芯片接口電路設計以及處理器的外圍電路設計,軟件設計包括系統主程序、指紋采集程序以及指紋數據通訊的流程圖。最后列舉了一些在調試過程中碰到的一些問題以及解決辦法,并為系統進一步優化提出了建議。
上傳時間: 2013-07-23
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本文是四川省教育廳重點項目“經濟型網絡同步課堂關鍵技術研究與裝備開發”關鍵技術的一部分,主要內容是實現嵌入式視頻采集與存儲。通過構建基于ARM微處理器和開源Linux操作系統的平臺,實現視頻數據的通用USB移動存儲設備存儲,達到經濟型的目標。 本文詳細介紹了整個系統平臺研究開發和設計實現的過程。論文討論了ARM微處理器在嵌入式系統中的應用,實現了SDRAM存儲系統、Flash存儲系統、串口、USB接口、IIC接口等模塊的原理設計;分析了高速印制電路板設計中的難點并予以克服,實現了印制電路板設計。 論文介紹了Linux作為嵌入式操作系統的特點與優勢,實現了將其完整移植到一個新硬件平臺;論文同時還實現了引導代碼、根文件系統、驅動程序等內容;視頻采集與存儲應用,設計采用緩沖區的方法保證其銜接,采用Linux線程機制進行多任務調度,最終實現了視頻采集存儲功能。 本系統充分結合了計算機科學、嵌入式技術和數字視頻技術等前沿領域的眾多理論和成果,體現了學科交叉與技術集成的創新。
上傳時間: 2013-06-02
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本文通過對一臺工業儀表通信協議進行分析,介紹了用VB6.0開發微機實時數據采集程序的編程技術。關鍵詞:VB;MSComm控件;通信協議;實時;數據采集Abstract: The pap
上傳時間: 2013-06-03
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H.264/AVC是ITU-T和ISO聯合推出的新標準,采用了近幾年視頻編碼方面的先進技術,以較高編碼效率和網絡友好性成為新一代國際視頻編碼標準。 本文以實現D1格式的H.264/AVC實時編碼器為目標,作者負責系統架構設計,軟硬件劃分以及部分模塊的硬件算法設計與實現。通過對H.264/AVC編碼器中主要模塊的算法復雜度的評估,算法特點的分析,同時考慮到編碼器系統的可伸縮性,可擴展性,本文采用了DSP+FPGA的系統架構。DSP充當核心處理器,而FPGA作為協處理器,針對編碼器中最復雜耗時的模塊一運動估計模塊,設計相應的硬件加速引擎,以提供編碼器所需要的實時性能。 H.264/AVC仍基于以前視頻編碼標準的運動補償混合編碼方案,其中一個主要的不同在于幀間預測采用了可變塊尺寸的運動估計,同時運動向量精度提高到1/4像素。更小和更多形狀的塊分割模式的采用,以及更加精確的亞像素位置的預測,可以改善運動補償精度,提高圖像質量和編碼效率,但同時也大大增加了編碼器的復雜度,因此需要設計專門的硬件加速引擎。 本文給出了1/4像素精度的運動估計基于FPGA的硬件算法設計與實現,包括整像素搜索,像素插值,亞像素(1/2,1/4)搜索以及多模式選擇(支持全部七種塊分割模式)。設計中,將多處理器技術和流水線技術相結合,提供高性能的并行計算能力,同時,采用合理的存儲器組織結構以提供高數據吞吐量,滿足運算的帶寬要求,并使編碼器具有較好的可伸縮性。最后,在Modelsim環境下建立測試平臺,完成了對整個設計的RTL級的仿真驗證,并針對Altera公司的FPGA芯片stratixⅡ系列的EP2S60-4器件進行優化,從而使工作頻率最終達到134MHz,分析數據表明該模塊能夠滿足編碼器的實時性要求。
上傳時間: 2013-07-24
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隨著信息技術和電子技術的進步和日益成熟,計算機數據采集技術得到了廣泛應用。由于ISA數據采集卡的固有缺陷,PCI接口的數據采集卡將逐漸取代ISA數據采集卡,成為數據采集的主流。為了簡化PCI數據采集卡結構,提高數據采集可靠性,本文研究并開發了一種基于FPGA的PCI結構的數據采集卡系統。 論文對PCI對目標設備數據采集卡實現的原理和方法進行了深入研究,設計了基于FPGA的PCI數據采集卡的硬件電路,通過在FPGA中嵌入了PCI目標設備的IP核與用戶邏輯部分,構成了SOPC系統。使用Verilog硬件描述語言設計并實現了FPGA內部采集數據管理、數據管理寄存器和FIFO數據緩沖隊列等模塊電路。利用ModelSim對PCI系統進行了仿真。完成了系統硬件電路PCB板的設計,最終制作了PCI數據采集卡。 論文針對PCI結構的數據采集卡系統軟件需求,研究了WDM設備驅動軟件、Windows環境的簡易虛擬示波器以及簡易虛擬邏輯儀實現原理和方法。利用DriverStudio+Windows DDK for XP+VC6的軟件平臺,開發了WDM設備驅動程序。實現了Windows環境的簡易虛擬示波器,和簡易虛擬邏輯儀。系統測試結果表明該系統設計正確,系統運行穩定,功能和指標達到了設計要求。
上傳時間: 2013-07-22
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