光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)傳感器是近幾年光纖傳感技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點,光纖光柵傳感器可以工作在強電磁場、高溫有腐蝕性的以及有爆炸危險性的惡劣環(huán)境中,且易于將多個光纖光柵串聯(lián)在一起構(gòu)成光纖光柵陣列,實現(xiàn)分布式傳感,這是其他傳感元件所不及的。 本文設(shè)計了光纖光柵傳感網(wǎng)絡(luò)可調(diào)諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔解調(diào)測試系統(tǒng)。系統(tǒng)主要分光路和電路兩部分,在光路部分,研究了光纖光柵解調(diào)技術(shù),分析和比較了幾種常見的波長解調(diào)方法,由于F-P腔調(diào)諧范圍寬,可以實現(xiàn)多點測量,因此決定采用可調(diào)諧F.P腔法進行信號解調(diào)。對可調(diào)諧 F-P腔解調(diào)法做了理論分析和研究,并通過Matlab仿真對影響F-P濾波效果的腔長和反射率兩個參數(shù)進行了優(yōu)化設(shè)計。在電路部分,首先設(shè)計整形電路將光電探測器的輸出信號整形成矩形脈沖信號,設(shè)計了計算中心波長的方法,最后搭建了硬件電路來驗證中心波長的計算方法。硬件電路以 Philips公司的 LPC2214 為核心處理器。該硬件電路包括電源電路,復(fù)位電路,串口電路,JTAG 調(diào)試接口,數(shù)碼管顯示等。軟件方面,設(shè)計了相關(guān)的軟件程序和模擬信號源,最后利用模擬信號源作為該解調(diào)測試系統(tǒng)的信號進行實驗驗證,得出實驗數(shù)據(jù),經(jīng)過分析驗證了該解調(diào)測試系統(tǒng)的可行性。
標(biāo)簽: ARM 光纖光柵 傳感網(wǎng)絡(luò) 解調(diào)器
上傳時間: 2013-05-26
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本文設(shè)計的井下網(wǎng)絡(luò)分站作為“煤礦安全自動檢測、監(jiān)控及管理系統(tǒng)”的一個重要的組成部分,以ARM微控制器為核心,以操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ為操作平臺,采用TCP/IP協(xié)議棧實現(xiàn)了分站的網(wǎng)絡(luò)通信功能,很好的解決了當(dāng)前煤礦企業(yè)安全監(jiān)控系統(tǒng)通信協(xié)議不一致的問題。 在硬件方面,嚴格按照《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)通用技術(shù)要求》完成了監(jiān)控分站的總體硬件設(shè)計,并通過驅(qū)動網(wǎng)卡芯片RTL8019AS實現(xiàn)了以太網(wǎng)連接。選用PHILIPS的32位ARM芯片LPC2214作為分站的控制芯片,它帶有16KB的靜態(tài)RAM和256KB的高速FLASH,包含8路10位A/D,還有多個串行接口,可使用的GPIO高達76個(使用了外部存儲器),很好了滿足了分站外接傳感器的多樣化要求。在人機對話方面,系統(tǒng)擴展了128×64的液晶和1×4的鍵盤。在通信方面,采用TCP/IP協(xié)議與地面主機進行通信,將各種參數(shù)傳送到地面主機進行復(fù)雜的運算處理。 在軟件方面,介紹了嵌入式操作系統(tǒng)μC/OS-Ⅱ的移植過程,并在此基礎(chǔ)上分析了TCP/IP協(xié)議棧的實現(xiàn);制定了統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換格式;通信過程中采用了標(biāo)準(zhǔn)的TCP/IP協(xié)議;詳細介紹了幾個主要程序模塊的編程思路,如LCD顯示、外部輸入頻率信號的計數(shù)及數(shù)據(jù)存儲,并給出了在實際編程過程中遇到的問題及解決方法。 本監(jiān)控分站根據(jù)《本質(zhì)安全型“i”》標(biāo)準(zhǔn)將外部接入設(shè)備和分站作了電氣隔離,該分站具有2路A/D數(shù)據(jù)采集;6路光電隔離數(shù)字量輸入;2路光電隔離數(shù)字量輸出對外部設(shè)備進行遠程管理和控制;人機接口提供人機交互界面,提供按鍵操作和數(shù)據(jù)顯示;RS485通信接口負責(zé)與外界設(shè)備進行通信;網(wǎng)絡(luò)通信接口負責(zé)為各種監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)提供兼容的接入接口;非易失性鐵電存儲器作為數(shù)據(jù)存儲區(qū)以保證掉電后存儲數(shù)據(jù)不丟失。
標(biāo)簽: ARM 網(wǎng)絡(luò) 分
上傳時間: 2013-04-24
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easy,51pro,3.0編程器在2.0的基礎(chǔ)上增加了更多的芯片器件
上傳時間: 2013-07-25
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隨著現(xiàn)代控制技術(shù)的飛速發(fā)展和傳統(tǒng)工業(yè)改造的逐步實現(xiàn),能夠獨立工作的溫度檢測和顯示系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的溫度監(jiān)測系統(tǒng)可靠性和實時性相對較差,溫度測量的精度和準(zhǔn)確度較低,而且大多采用有線方式對整個系統(tǒng)進行控制,這不利于應(yīng)用的擴展。近年來,嵌入式系統(tǒng)和無線通信技術(shù)(特別是短消息業(yè)務(wù))受到遠程監(jiān)測領(lǐng)域研究者的密切關(guān)注,成為一個研究熱點。本文提出了一種將帶有I2C總線的ARM嵌入式微處理器和短消息業(yè)務(wù)(SMS)用于溫度檢測系統(tǒng)中的方法,實現(xiàn)了溫度的多點監(jiān)測。本文的主要研究內(nèi)容如下: (1)多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)硬件設(shè)計。采用以ARM微處理器LPC2290芯片為核心的嵌入式工控板,通過對Benq無線通信模塊M22的控制,接收并識別監(jiān)測中心發(fā)過來的短消息內(nèi)容,實現(xiàn)了多點溫度的采集及顯示;采用八個帶有I2C總線接口的數(shù)字溫度傳感器LM75,組成八點溫度采集電路:利用帶有I2C總線接口的LED驅(qū)動器件ZLG7290及共陰式數(shù)碼管為溫度顯示電路,保證了溫度測量的精度和準(zhǔn)確度。 (2)多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)軟件設(shè)計。根據(jù)整個監(jiān)測系統(tǒng)的特點,提出了軟件設(shè)計的總體思路,并以ADS1.2為集成開發(fā)環(huán)境,將μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的相關(guān)代碼移植到LPC2290中;采用分層體系思想,使用標(biāo)準(zhǔn)C語言編寫程序,結(jié)合嵌入式操作系統(tǒng)的任務(wù)管理、信號量等機制,并調(diào)用相關(guān)的應(yīng)用程序接口函數(shù)(API函數(shù)),設(shè)計了包括溫度采集、溫度顯示、短消息接收與發(fā)送等多個子程序。 (3)監(jiān)測中心軟件設(shè)計。為了增強系統(tǒng)控制和數(shù)據(jù)管理功能,使用Visual C++6.0及ADO數(shù)據(jù)庫技術(shù)編寫了監(jiān)測中心軟件人機交互界面,通過串口使另一M22無線通信模塊同監(jiān)測中心上位機的通信,實現(xiàn)了在PC機上發(fā)送短消息指令對下位機進行遠程控制,并將接收到的數(shù)據(jù)存儲在Access數(shù)據(jù)庫中以便分析處理。 嵌入式技術(shù)和短消息業(yè)務(wù)在一定程度上提高了多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)的測量精度、可靠性、穩(wěn)定性和實時性,對改進遠程監(jiān)測系統(tǒng)的控制方式和數(shù)據(jù)傳輸方式有一定的意義,也為對嵌入式應(yīng)用項目的開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。
標(biāo)簽: ARM 多點 溫度監(jiān)測 系統(tǒng)設(shè)計
上傳時間: 2013-07-08
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隨著全球經(jīng)濟不斷增長和信息技術(shù)持續(xù)發(fā)展,越來越多用戶提出了對數(shù)據(jù)、語音和視訊等寬帶接入業(yè)務(wù)的需求。傳統(tǒng)的接入網(wǎng)技術(shù)己成為新一代寬帶通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的瓶頸,通信網(wǎng)絡(luò)的寬帶化成為一個必然的趨勢。在眾多新興的接入技術(shù)中,寬帶無線接入技術(shù)以其特有的優(yōu)勢成為近年來通信技術(shù)市場的最大亮點?;贗EEE802.16e的WiMAX技術(shù)作為一種面向無線城域網(wǎng)(WMAN)的寬帶接入方案,正以其優(yōu)異的性能和廣闊的市場前景而倍受關(guān)注。 本文是基于WiMAX技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)終端的設(shè)計,根據(jù)IEEE802.16e協(xié)議,物理層需要對收發(fā)信息進行編解碼、調(diào)制解調(diào)等的處理,其中包含很多運算密集的算法;這些處理有些適合硬件邏輯實現(xiàn),有些適合數(shù)字信號處理器實現(xiàn),所以設(shè)計采用了FPGAs+DSPs的實現(xiàn)方式??紤]對接收和發(fā)送數(shù)據(jù)的不同處理,在詳細分析上行和下行鏈路的工作過程的基礎(chǔ)上,對模塊的進行了詳細劃分,并對系統(tǒng)的FPGA部分進行了詳細設(shè)計。 設(shè)計中本文充分考慮了FPGA和DSP之間處理的優(yōu)缺點,并注意避免器件之間通信的復(fù)雜化,在滿足器件之間數(shù)據(jù)流量的同時,盡量使數(shù)據(jù)流向簡單化,避免了延時增加和接口帶寬調(diào)度的復(fù)雜化。最終整個設(shè)計完成完整的802.16e網(wǎng)絡(luò)終端的物理層基帶處理功能。
標(biāo)簽: WiMAX FPGA 網(wǎng)絡(luò)終端 基帶
上傳時間: 2013-06-01
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特色在于為之量身定制了一款多功能調(diào)試軟件,不僅含有串口調(diào)試功能、而且該軟件強大之處支持USB數(shù)據(jù)收發(fā)、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)收發(fā)、51/AVR單片機波特率計算、數(shù)碼管字型碼生成、進制轉(zhuǎn)換、點陣生成、校驗值(奇偶校驗/校驗和/CRC冗余循環(huán)校驗)/BMP轉(zhuǎn)16進制、服務(wù)器、在線更新等功能。
標(biāo)簽: 單片機 多功能 調(diào)試助手
上傳時間: 2013-06-17
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如今電力電子電路的控制旨在實現(xiàn)高頻開關(guān)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?,F(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(yīng)了電力電子電路的日趨高頻化和復(fù)雜化發(fā)展的需要。因此,在越來越多的領(lǐng)域中FPGA得到了日益廣泛的發(fā)展和應(yīng)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(guān)頻率可調(diào)、各路脈沖間的相位可調(diào)、接口簡單、響應(yīng)速度快、易修改、可現(xiàn)場編程等特點,可應(yīng)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。 本文還提出一種新型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(guān)Boost變換器進行控制,給出了比較完滿的實驗結(jié)果。實驗結(jié)果驗證了該控制器以及該ZCTBoost變換器的可行性和有效性,
標(biāo)簽: FPGA PWM 數(shù)字化 制器設(shè)計
上傳時間: 2013-07-10
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AES是美國于2000年10月份確立的高級加密標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)的反饋鏈路模式AESCBC加密算法,用于在IPSec中替代DESCBC和3DESCBC。 加密是安全數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵,要保證在公眾網(wǎng)上傳輸?shù)男畔⒉槐桓`取和偷聽,必須對數(shù)據(jù)進行加密。在不影響網(wǎng)絡(luò)性能的前提下,快速實現(xiàn)數(shù)據(jù)加密/解密,對于開發(fā)高性能的安全路由器、安全網(wǎng)關(guān)等對數(shù)據(jù)處理速度要求高的通信設(shè)備具有重要的意義。 在目前可查詢的基于FPGA技術(shù)實現(xiàn)AESCBC的設(shè)計中,最快的加/解密速度達到700Mbps/400MHZ。商用CPU奔騰4主頻3.06,用匯編語言編寫程序,全部資源用于加密解密,最快的加密解密速度可以達到1.4Gbps。但根據(jù)國外測試結(jié)果表明,即使開發(fā)的路由器本身就基于高性能的雙64位MIPS網(wǎng)絡(luò)處理器,軟件加密解決方案僅能達到路由器所要求的最低吞吐速率600Mbps。 本文首先研究分析了目前幾種實現(xiàn)AESCBC的方法有缺點的情況下,在深入研究影響硬件快速實現(xiàn)AESCBC難點基礎(chǔ)上,設(shè)計出一種適應(yīng)于報文加密解密的硬件快速實現(xiàn)AESCBC的方案,在設(shè)計中采用加密解密和密鑰展開并行工作,實現(xiàn)了在線提供子密鑰。在解密中采用了雙隊列技術(shù),實現(xiàn)了報文解密和子密鑰展開協(xié)調(diào)工作,提高了解密速度。 本文在quartus全面仿真設(shè)計方案的基礎(chǔ)上,全面驗證了硬件實現(xiàn)AESCBC方案的正確性,全面分析了本設(shè)計加密解密的性能。并且針對設(shè)計中的流水線效率低的問題,提出改善流水線性能的方案,設(shè)計出報文級并行加密解密方案,并且給出了硬件實現(xiàn)VPN的初步方案。實現(xiàn)了單一模塊加密速度達到1.16Gbps,單一模塊解密速度達到900Mbps,多個模塊并行工作加密解密速度達到6.4Gbps。 論文最后給出了總結(jié)與展望。目前實現(xiàn)的AESCBC算法,只能通過仿真驗證其功能的正確性,還需要下載到芯片上做進一步的驗證。要用硬件實現(xiàn)整個IPSec,還要進一步開發(fā)基于FPGA的技術(shù)??傊?,為了適應(yīng)路由器發(fā)展的需求,還有很多技術(shù)需要研究。
標(biāo)簽: AES_CBC FPGA 性能 實現(xiàn)研究
上傳時間: 2013-05-29
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隨著空間科學(xué)任務(wù)的增加,需要處理的空間科學(xué)數(shù)據(jù)量激增,要求建立一個高速的空間數(shù)據(jù)連接網(wǎng)絡(luò).高速復(fù)接器作為空間飛行器星上網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備,其性能對整個空間數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的性能起著重要影響.該文闡述了利用先入先出存儲器FIFO進行異步速率調(diào)整,應(yīng)用VHDL語言和可編程門陣列FPGA技術(shù),對多個信號源數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)打包、信道選通調(diào)度和多路復(fù)接的方法.設(shè)計中,用VHDL語言對高速復(fù)接器進行行為級建模,為了驗證這個模型,首先使用軟件進行仿真,通過編寫testbench程序模擬FIFO的動作特點,對程序輸入信號進行仿真,在軟件邏輯仿真取得預(yù)期結(jié)果后,繼續(xù)設(shè)計硬件電路,設(shè)計出的實際電路實現(xiàn)了將來自兩個不同速率的信源數(shù)據(jù)(1394總線數(shù)據(jù)和1553B總線數(shù)據(jù))復(fù)接成一路符合CCSDS協(xié)議的位流業(yè)務(wù)數(shù)據(jù).在實驗調(diào)試中對FPGA的輸出數(shù)據(jù)進行檢驗,同時對設(shè)計方法進行驗證.驗證結(jié)果完全符合設(shè)計目標(biāo).應(yīng)用硬件可編程邏輯芯片F(xiàn)PGA設(shè)計高速復(fù)接器,大幅度提高了數(shù)據(jù)的復(fù)接速率,可應(yīng)用于未來的星載高速數(shù)據(jù)系統(tǒng)中,能夠完成在軌系統(tǒng)的數(shù)據(jù)復(fù)接任務(wù).
上傳時間: 2013-07-17
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隨著現(xiàn)代雷達技術(shù)的不斷發(fā)展,電子偵察設(shè)備面臨電磁環(huán)境日益復(fù)雜多變,發(fā)展寬帶化、數(shù)字化、多功能、軟件化的電子偵察設(shè)備已是一項重要的任務(wù).然而,目前的寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的工作速率總有一到兩個數(shù)量級的差別,二者之間的瓶頸成為電子偵察系統(tǒng)數(shù)字化的最大障礙.通信領(lǐng)域軟件無線電的成功應(yīng)用為電子偵察系統(tǒng)的發(fā)展提供了一種理想模式.另一方面,微電子技術(shù)的快速發(fā)展,以及FPGA的廣泛應(yīng)用,在很大程度上影響了數(shù)字電路的設(shè)計與開發(fā).這也為解決高速A/D與DSP處理能力之間的矛盾提供了一種有效的解決方法.為了解決寬帶A/D與后續(xù)DSP之間的瓶頸問題,本文給出了一種基于多相濾波的寬帶數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu),并從軟件無線電原理出發(fā),從理論推導(dǎo)和計算機仿真兩方面對該結(jié)構(gòu)進行了驗證,并進一步給出該結(jié)構(gòu)改進方案以及改進的多相濾波數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu)的硬件實現(xiàn)方法.本文將多相濾波下變頻的并行結(jié)構(gòu)應(yīng)用到數(shù)字下變頻電路中,并在后繼的混頻模塊中也采用并行混頻的方式來實現(xiàn),不僅在一定程度上解決了二者之間的瓶頸問題,同時也大大提高了實時處理速度.經(jīng)過多相濾波下變頻處理后的數(shù)據(jù),在速率和數(shù)據(jù)量上都有大幅減少,達到了現(xiàn)有通用DSP器件處理能力的要求.另外,本人還用FPGA設(shè)計了實驗電路,利用微機串口,與實驗?zāi)繕?biāo)板進行控制和數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活的對各種實現(xiàn)方法加以驗證和比較.
上傳時間: 2013-04-24
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