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測量標準

  • 基于FPGA的電壓波動與閃變測量的數(shù)字化實現(xiàn)研究.rar

    隨著我國工業(yè)和國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,電網(wǎng)負荷急劇增加,特別是沖擊性、非線性負荷所占比重不斷加大,使得供電電壓發(fā)生波動和閃變,嚴重影響著電網(wǎng)的電能質(zhì)量。根據(jù)國際電工委員會(IEC)電磁兼容(EMC)標準IEC61000-3-7以及國標GB12326-2000,電壓波動和閃變己成為衡量電能質(zhì)量的重要指標。 電壓波動和閃變作為衡量電能質(zhì)量的重要指標,能更直接、迅速地反映出電網(wǎng)的供電質(zhì)量。然而,目前國內(nèi)還沒有很好的電壓波動與閃變測量的數(shù)字信號處理方法。為此,論文在深入研究電壓波動和閃變測量技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出一種基于Simulink/DSP Builder的數(shù)字信號處理的FPGA設(shè)計方法,利用DSP Builder工具將Simulink的模型文件(.mdl)轉(zhuǎn)化成通用的硬件描述語言VHDL文件,避免了VHDL語言手動編寫系統(tǒng)的煩瑣過程,從而能夠?qū)⒏嗑杏谙到y(tǒng)算法的優(yōu)化上。該方法充分利用Matlab/Simulink系統(tǒng)建模的優(yōu)勢,同時也能夠發(fā)揮FPGA并行執(zhí)行速度快、測量精度高的優(yōu)點。 論文首先介紹了電壓波動和閃變的基木概念、特征量,闡述了電壓波動與閃變的測量原理,分析比較了現(xiàn)有測量方法和裝置的特點和優(yōu)劣。然后依據(jù)電壓波動與閃變測量的IEC標準以及國家標準,在對電壓波動與閃變測量模擬仿真的基礎(chǔ)上研究其數(shù)字化實現(xiàn)方法,即采用數(shù)字濾波的方式在Simulink/DSP Builder工具下設(shè)計電壓波動與閃變測量系統(tǒng)的數(shù)字模型。同時在ModelSim SE6.1d軟件下進行了系統(tǒng)功能仿真,并且在Altera公司的FPGA設(shè)計軟件QuartusⅡ6.0下進行了系統(tǒng)時序仿真。 仿真結(jié)果表明,基于Simulink/DSP Builder窗口化的數(shù)字信號處理的FPGA設(shè)計方案,設(shè)計簡單、快捷高效,能夠滿足電壓波動和閃變測量最初的系統(tǒng)設(shè)計要求,為進一步從事電壓波動和閃變測量研究提供了一種全新的設(shè)計理念,具有一定的理論與現(xiàn)實意義。

    標簽: FPGA 電壓波動 測量

    上傳時間: 2013-07-10

    上傳用戶:笨小孩

  • 基于FPGA的數(shù)字圖像處理.rar

    數(shù)字圖像處理技術(shù)是信息科學中近幾十年來發(fā)展最為迅速的學科之一。目前,數(shù)字圖像處理技術(shù)被廣泛應(yīng)用于航空航天、通信、醫(yī)學及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域中。數(shù)字圖像處理的特點是處理的數(shù)據(jù)量大,處理非常耗時,本文研究了在FPGA上用硬件描述語言實現(xiàn)圖像處理算法,通過功能模塊的硬件化,解決了視頻圖像處理的速度問題。隨著微電子技術(shù)的高速發(fā)展,F(xiàn)PGA為數(shù)字圖像信號處理在算法、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上帶來了新的方法和思路。 本文設(shè)計的基于FPGA的圖像處理系統(tǒng),是一個具有視頻圖像采集、圖像處理、圖像顯示功能的圖像處理系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用Altera公司FPGA芯片作為中央處理器,由視頻解碼模塊、圖像處理模塊、視頻編碼模塊組成。模擬視頻信號由CCD傳感器送入,經(jīng)視頻解碼芯片SAA7113轉(zhuǎn)換成數(shù)字視頻信號后,圖像處理模塊完成中值濾波和邊緣檢測這兩種圖像處理算法,視頻編碼芯片SAA7121將數(shù)字視頻信號轉(zhuǎn)換成模擬視頻信號輸出。 整個設(shè)計及各個模塊都在Altera公司的開發(fā)環(huán)境QuartusⅡ以及第三方仿真軟件Modelsim上進行了仿真及邏輯綜合。仿真結(jié)果表明,使用FPGA硬件處理圖像數(shù)據(jù)不僅能夠獲得良好的處理效果,處理速度也遠遠高于軟件法處理的方法。

    標簽: FPGA 數(shù)字圖像處理

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:han_zh

  • 基于FPGA的模糊PID控制算法的研究及實現(xiàn).rar

    PID算法自從問世以來,一直受到廣泛的關(guān)注。隨著現(xiàn)代控制理論及智能控制技術(shù)的發(fā)展,PID算法也得到了長足的發(fā)展。結(jié)合傳統(tǒng)的PID控制算法,針對特定的控制領(lǐng)域,出現(xiàn)了一些新的控制算法,模糊PID控制算法就是在此基礎(chǔ)上漸漸形成并凸顯其控制特色。 同時隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)場可編程邏輯器件FPGA的發(fā)展及其EDA技術(shù)的日漸成熟,為集成控制芯片開拓了廣闊的發(fā)展空間。FPGA的發(fā)展為基于硬件的算法模塊的實現(xiàn)提供了可能性,同時節(jié)省了外圍的電路,使算法模塊的集成度大大提高。 本文針對當前國內(nèi)外在算法研究方面的熱點問題,對模糊PID算法進行了深入的分析和研究。通過對汽輪機調(diào)節(jié)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析,對其進行了數(shù)學建模。采用某汽輪機的實際設(shè)計運行參數(shù),利用Matlab仿真軟件,對該汽輪機的數(shù)學模型進行了甩負荷動態(tài)特性仿真。仿真結(jié)果表明,模糊PID可以更好地解決汽輪發(fā)電機組在甩負荷過程中由于機組轉(zhuǎn)子飛升量太大而導(dǎo)致危急保安裝置動作,使得汽輪發(fā)電機組意外停機的問題,能夠保證汽輪發(fā)電機組在意外甩負荷時機組正常的機械運轉(zhuǎn)。根據(jù)模糊控制理論的特點及EDA技術(shù)和FPGA可編程邏輯器件的發(fā)展現(xiàn)狀,提出了在FPGA上實現(xiàn)模糊PID算法的具體實現(xiàn)方案。在綜合分析算法特性的基礎(chǔ)上,選擇Altera公司生產(chǎn)的CycloneⅡ系列中的EP2C35F672C6作為目標芯片,利用分層模塊化設(shè)計思想,在Altera公司提供的QuartusⅡ開發(fā)環(huán)境中,利用原理圖設(shè)計輸入和VHDL設(shè)計輸入相結(jié)合的方式實現(xiàn)了模糊PID控制算法,同時分別對實現(xiàn)的各個功能模塊和整個算法模塊進行了功能時序仿真。根據(jù)仿真結(jié)果分析,該設(shè)計實現(xiàn)了的模糊PID控制功能。 該控制算法模塊的FPGA實現(xiàn)很好的避免了因CPU或者其它問題導(dǎo)致算法程序跑飛、程序死循環(huán)、復(fù)位不可靠等問題,提高了控制的可靠性。同時加強了模塊的通用性,減少了系統(tǒng)硬件開發(fā)周期,節(jié)省了外圍設(shè)備的電路,降低了設(shè)計開發(fā)成本。

    標簽: FPGA PID 模糊

    上傳時間: 2013-07-21

    上傳用戶:thinode

  • 基于USB和FPGA技術(shù)的激光打標控制卡的研究與開發(fā).rar

    激光打標是指利用高能量密度的激光束在物件表面作永久性標刻。激光打標以其“打標速度快、性能穩(wěn)定、打標質(zhì)量好”等優(yōu)勢,獲得了日益廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)的激光打標系統(tǒng)一般是基于ISA總線或PCI總線的,運動控制卡必須插在計算機的PCI插槽內(nèi),且不支持熱捅拔,影響了控制卡的穩(wěn)定性;以單片機為主控制器的激光打標控制卡雖然成本低、運行可靠,但由于其運算速度慢、存儲容量有限,限制了它的應(yīng)用范圍。 運動控制卡是激光打標系統(tǒng)的核心組成部分。本文設(shè)計了一種新型的基于USB總線,以FPGA為主控單元的振鏡掃描式激光打標控制卡,它利用了USB總線高速、穩(wěn)定、易用和FPGA資源豐富、處理能力強、易擴展等優(yōu)點,將PC機強大的信息處理能力與運動控制卡的運動控制能力相結(jié)合,具有信息處理能力強、開放程度高、使用方便的特點。 本文首先介紹了激光打標的原理,激光打標技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀以及激光打標系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。在對USB總線技術(shù)作了簡要介紹后,詳細討論了激光打標控制卡的硬件電路設(shè)計,包括USB接口電路,F(xiàn)PGA主控單元電路,D/A單元電路,存儲器電路,I/O接口電路等。接著對USB接口單元的固件程序和FPGA中USB接口功能模塊、D/A寫控制功能模塊和SRAM讀寫控制功能模塊的程序做了詳細設(shè)計,通過軟硬件調(diào)試,控制卡實現(xiàn)了USB通信,輸出兩路模擬信號,SRAM數(shù)據(jù)讀寫,數(shù)字量輸入輸出等功能。

    標簽: FPGA USB 激光打標

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:prczsf

  • 基于FPGA的軟件無線電數(shù)字接收機的研究.rar

    在現(xiàn)代電子系統(tǒng)中,數(shù)字化已經(jīng)成為發(fā)展的必然趨勢,接收機數(shù)字化是電子系統(tǒng)數(shù)字化中的一項重要內(nèi)容,對數(shù)字化接收機的研究具有重要的意義。隨著數(shù)字化理論和微電子技術(shù)的迅速發(fā)展,高速的中頻數(shù)字化接收機的實現(xiàn)已經(jīng)成為可能。本文研究了一種基于FPGA的軟件無線電數(shù)字接收平臺的設(shè)計,并著重研究了其中數(shù)字中頻處理單元的設(shè)計和實現(xiàn)。FPGA器件具有設(shè)計靈活、開發(fā)周期短和開發(fā)成本低等優(yōu)點,所以廣泛應(yīng)用于各種通信系統(tǒng)中。相比于傳統(tǒng)的DSP串行結(jié)構(gòu),F(xiàn)PGA能夠進行流水線性設(shè)計,對數(shù)據(jù)進行并行處理,所以FPGA在進行數(shù)據(jù)量大,要求實時處理的系統(tǒng)設(shè)計時有很大的優(yōu)勢。 本文首先首先分析了軟件無線電當前的發(fā)展趨勢及技術(shù)現(xiàn)狀,針對存在的處理速度跟不上的DSP瓶頸問題,提出了中頻軟件無線電的FPGA實現(xiàn)方案。本文以FPGA實現(xiàn)為重點,在深入分析軟件無線電相關(guān)理論的基礎(chǔ)上,著重研究和完成了中頻軟件無線電數(shù)字接收平臺兩大模塊的FPGA實現(xiàn):數(shù)字下變頻相關(guān)模塊和數(shù)字調(diào)制解調(diào)模塊。其中,在深入研究數(shù)字下變頻實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,首先對數(shù)字下變頻模塊的數(shù)控振蕩器(NCO)采用了直接頻率合成技術(shù)(DDS)實現(xiàn),其頻率分辨率高,靈活,易于實現(xiàn);高效抽取濾波器組由積分梳狀濾波器(CIC),半帶濾波器(HB),F(xiàn)IR濾波器組成。對積分梳狀濾波器(CIC)本文采用了Hogenaur“剪除”理論對內(nèi)部寄存器的位寬進行改進,極大地節(jié)約了資源,提高了運行速率。對FIR濾波器和半帶濾波器采用了(DA)分布式算法,它的運行速度只與數(shù)據(jù)的寬度有關(guān),只有加減法運算和二進制除法,既縮減了系統(tǒng)資源又大大節(jié)省了運算時間,實現(xiàn)了高效的實時處理。對數(shù)字調(diào)制解調(diào)模塊,重點研究和完成了2ASK和2FSK的調(diào)制解調(diào)的FPGA實現(xiàn),模塊有很好的通用性,能方便地移植到其它的系統(tǒng)中。在文章的最后還對整個系統(tǒng)進行了Matlab仿真,驗證了系統(tǒng)設(shè)計思想的正確性。在系統(tǒng)各個關(guān)鍵模塊的設(shè)計過程中,都是先依據(jù)一定的設(shè)計指標進行verilog編程,然后再在Quartus軟件中編譯,時序仿真測試,并與Matlab仿真結(jié)果進行對比,驗證設(shè)計的正確性。

    標簽: FPGA 軟件無線電 數(shù)字接收機

    上傳時間: 2013-05-18

    上傳用戶:450976175

  • MP3音頻解碼器的FPGA原型芯片設(shè)計與實現(xiàn).rar

    MP3音樂是目前最為流行的音樂格式,因其音質(zhì)、復(fù)雜度與壓縮比的完美折中,占據(jù)著廣闊的市場,不僅在互聯(lián)網(wǎng)上廣為流傳,而且在便攜式設(shè)備領(lǐng)域深受人們喜愛。本文以MPEG-1的MP3音頻解碼器為研究對象,在實時性、面積等約束條件下,研究MP3解碼電路的設(shè)計方法,實現(xiàn)FPGA原型芯片,研究MP3原型芯片的驗證方法。 論文的主要貢獻如下: (1)使用算法融合方法合并MP3解碼過程的相關(guān)步驟,以減少緩沖區(qū)存儲單元的容量和訪存次數(shù)。如把重排序步驟融合到反量化模塊,可以減少一半的讀寫RAM操作;把IMDCT模塊內(nèi)部的三個算法步驟融合在一起進行設(shè)計,可以省去存儲中間計算結(jié)果的緩存區(qū)單元。 (2)反量化、立體聲處理等模塊中,采用流水線設(shè)計技術(shù),設(shè)置寄存器把較長的組合邏輯路徑隔開,提高了電路的性能和可靠性;使用連續(xù)訪問公共緩存技術(shù),合理規(guī)劃各計算子模塊的工作時序,將數(shù)據(jù)計算的時間隱藏在訪存過程中;充分利用頻率線的零值區(qū)特性,有效地減少數(shù)據(jù)計算量,加快了數(shù)據(jù)處理的速度。 (3)設(shè)計了MP3硬件解碼器的FPGA原型芯片。采用Verilog HDL硬件描述語言設(shè)計RTL級電路,完成功能仿真,以Altera公司Stratix II系列的EP2S180 FPGA開發(fā)板為平臺,實現(xiàn)MP3解碼器的FPGA原型芯片。MP3硬件解碼器在Stratix II EP2S180器件內(nèi)的資源利用率約為5%,其中組合邏輯查找表ALUT為7189個,寄存器共有4024個,系統(tǒng)頻率可達69.6MHz,充分滿足了MP3解碼過程的實時性要求。實驗結(jié)果表明,MP3音頻解碼FPGA原型芯片可正常播放聲音,解碼音質(zhì)良好。

    標簽: FPGA MP3 音頻解碼器

    上傳時間: 2013-07-01

    上傳用戶:xymbian

  • JPEG編解碼的FPGA仿真研究.rar

    隨著圖像聲納技術(shù)的發(fā)展,對于大數(shù)據(jù)量圖像數(shù)據(jù)的壓縮成為必須要解決的一個課題。本文結(jié)合水聲圖像特點,應(yīng)用VerilogHDL 語言在Quartus Ⅱ軟件環(huán)境下設(shè)計實現(xiàn)了JPEG基本模式編解碼器。 JPEG是國際標準化組織(ISO)和CCITT 聯(lián)合制定的靜態(tài)圖像的壓縮標準,是目前最常使用的圖像存儲格式。 論文首先介紹了JPEG編碼的基本原理,然后根據(jù)編碼的流程從總體結(jié)構(gòu)上對JPEG編碼器進行了模塊劃分。對于2D—DCT變換采用了行列分離的快速算法;針對水聲圖像特點采用了DC系數(shù)直接編碼。以一幅真實的水聲圖像作為JPEG編碼器的測試輸入,對編碼器輸出的碼流經(jīng)過軟件編程后正確顯示出了JPEG圖片,并分析了壓縮圖像效果和質(zhì)量。 JPEG解碼器采用了和JPEG編碼器對稱的模塊劃分,2D—IDCT變換同樣采用了行列分離的快速算法;根據(jù)JPEG標準中哈夫曼編碼的特點,哈夫曼解碼采用了濃縮哈夫曼表法,降低了存儲資源,提高了解碼速度。對經(jīng)本文設(shè)計的JPEG解碼器解碼后的圖片和原圖片進行了比較分析,結(jié)果表明本設(shè)計滿足要求。

    標簽: JPEG FPGA 編解碼

    上傳時間: 2013-05-25

    上傳用戶:sn2080395

  • 基于FPGA的視頻圖像分析.rar

    對弓網(wǎng)故障的檢測是當今列車檢測的一項重要任務(wù)。原始故障視頻圖像具有極大的數(shù)據(jù)量,使實時存儲和傳輸故障視頻圖像極其困難。由于視頻的數(shù)據(jù)量相當大,需要采用先進的視頻編解碼協(xié)議進行處理,進而實現(xiàn)檢測現(xiàn)場的實時監(jiān)控。 @@ H.264/AVC(Advanced Video Coding)作為MPEG-4的第10部分,因其具有超高的壓縮效率、極好的網(wǎng)絡(luò)親和性,而被廣泛研究與應(yīng)用。H.264/AVC采用了先進的算法,主要有整數(shù)變換、1/4像素精度插值、多模式幀間預(yù)測、抗塊效應(yīng)濾波器和熵編碼等。 @@ 本文使用硬件描述語言Verilog,以紅色颶風 II開發(fā)板作為硬件平臺,在開發(fā)工具QUARTUSII 6.0和MODELSIM_SE 6.1B環(huán)境中完成軟核的設(shè)計與仿真驗證。以Altera公司的CycloneII FPGA(Field Programmable Gate Array)EP2C35F484C8作為核心芯片,實現(xiàn)視頻圖像采集、存儲、顯示以及實現(xiàn)H.264/AVC部分算法的基本系統(tǒng)。 @@ FPGA以其設(shè)計靈活、高速、具有豐富的布線資源等特性,逐漸成為許多系統(tǒng)設(shè)計的首選,尤其是與Verilog和VHDL等語言的結(jié)合,大大變革了電子系統(tǒng)的設(shè)計方法,加速了系統(tǒng)的設(shè)計進程。 @@ 本文首先分析了FPGA的特點、設(shè)計流程、verilog語言等,然后對靜態(tài)圖像及視頻圖像的編解碼進行詳細的分析,比如H.264/AVC中的變換、量化、熵編碼等:并以JM10.2為平臺,運用H.264/AVC算法對視頻序列進行大量的實驗,對不同分辨率、量化步長、視頻序列進行編解碼以及對結(jié)果進行分析。接著以紅色颶風II開發(fā)板為平臺,進行視頻圖像的采集存儲、顯示分析,其中詳細分析了SAA7113的配置、CCD信號的A/D轉(zhuǎn)換、I2C總線、視頻的數(shù)字化ITU-R BT.601標準介紹及視頻同步信號的獲取、基于SDRAM的視頻幀存儲、VGA顯示控制設(shè)計;最后運用verilog語言實現(xiàn)H.264/AVC部分算法,并進行功能仿真,得到預(yù)計的效果。 @@ 本文實現(xiàn)了整個視頻信號的采集存儲、顯示流程,詳細研究了H.264/AVC算法,并運用硬件語言實現(xiàn)了部分算法,對視頻編解碼芯片的設(shè)計具有一定的參考價值。 @@關(guān)鍵詞:FPGA;H.264/AVC;視頻;verilog;編解碼

    標簽: FPGA 視頻 圖像分析

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的電力系統(tǒng)諧波檢測裝置的研制.rar

    隨著社會的發(fā)展,人們對電力需求特別是電能質(zhì)量的要求越來越高。但由于非線性負荷大量使用,卻帶來了嚴重的電力諧波污染,給電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效運行帶來嚴重影響,給供用電設(shè)備造成危害。如何最大限度的減少諧波造成的危害,是目前電力系統(tǒng)領(lǐng)域極為關(guān)注的問題。諧波檢測是諧波研究中重要分支,是解決其它相關(guān)諧波問題的基礎(chǔ)。因此,對諧波的檢測和研究,具有重要的理論意義和實用價值。 目前使用的電力系統(tǒng)諧波檢測裝置,大多基于微處理器設(shè)計。微處理器是作為整個系統(tǒng)的核心,它的性能高低直接決定了產(chǎn)品性能的好壞。而這種微處理器為主體構(gòu)成的應(yīng)用系統(tǒng),存在效率低、資源利用率低、程序指針易受干擾等缺點。由于微電子技術(shù)的發(fā)展,特別是專用集成電路ASIC(ApplicationSpecificIntegratedCircuit)設(shè)計技術(shù)的發(fā)展,使得設(shè)計電力系統(tǒng)諧波檢測專用的集成電路成為可能,同時為諧波檢測裝置的硬件設(shè)計提供了一個新的發(fā)展途徑。本文目標就是設(shè)計電力系統(tǒng)諧波檢測專用集成電路,從而可以實現(xiàn)對電力系統(tǒng)諧波的高精度檢測。采用專用集成電路進行諧波檢測裝置的硬件設(shè)計,具有體積小,速度快,可靠性高等優(yōu)點,由于應(yīng)用范圍廣,需求量大,電力系統(tǒng)諧波檢測專用集成電路具有很好的應(yīng)用前景。 本文首先介紹了國內(nèi)外現(xiàn)行諧波檢測標準,調(diào)研了電力系統(tǒng)諧波檢測的發(fā)展趨勢;隨后根據(jù)裝置的功能需求,特別是依據(jù)其中諧波檢測國標參數(shù)的測量算法,為系統(tǒng)選定了基于FPGA的SOPC設(shè)計方案。 本文分析了電力系統(tǒng)諧波檢測專用集成電路的功能模型,對專用集成電路進行了模塊劃分。定義了各模塊的功能,并研究了模塊間的連接方式,給出了諧波檢測專用集成電路的并行結(jié)構(gòu)。設(shè)計了基于FPGA的諧波檢測專用集成電路設(shè)計和驗證的硬件平臺。配合專用集成電路的電子設(shè)計自動化(EDA)工具構(gòu)建了智能監(jiān)控單元專用集成電路的開發(fā)環(huán)境。 在進行FPGA具體設(shè)計時,根據(jù)待實現(xiàn)功能的不同特點,分為用戶邏輯區(qū)域和Nios處理器模塊兩個部分。用戶邏輯區(qū)域控制A/D轉(zhuǎn)換器進行模擬信號的采樣,并對采樣得到的數(shù)字量進行諧波分析等運算。然后將結(jié)果存入片內(nèi)的雙口RAM中,等待Nios處理器的訪問。Nios處理器對數(shù)據(jù)處理模塊的結(jié)果進一步處理,得到其各自對應(yīng)的最終值,并將結(jié)果通過串行通信接口發(fā)送給上位機。 最后,對設(shè)計實體進行了整體的編譯、綜合與優(yōu)化工作,并通過邏輯分析儀對設(shè)計進行了驗證。在實驗室條件下,對監(jiān)測指標的運算結(jié)果進行了實驗測量,實驗結(jié)果表明該監(jiān)測裝置滿足了電力系統(tǒng)諧波檢測的總體要求。

    標簽: FPGA 電力系統(tǒng) 諧波檢測

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 基于FPGA的糧倉溫濕度模糊監(jiān)控系統(tǒng).rar

    溫濕度是影響糧食儲藏的重要參數(shù),兩者之間是相互關(guān)聯(lián)的,溫濕度控制不好必然引起糧食發(fā)熱和霉變,且極易產(chǎn)生連鎖反應(yīng),從而造成難以挽回的損失。溫濕度的控制直接影響到糧食存儲系統(tǒng)的性能。岡此,糧食溫濕度測控技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用是十分重要的。本文研究基于FPGA的糧倉溫濕度監(jiān)制系統(tǒng)。 設(shè)計了基于FPGA的糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)主要由溫濕度傳感器、控制電路、單片機和上位機構(gòu)成。單片機主要完成溫度數(shù)據(jù)的采集和上位機的通訊;控制電路基于FPGA進行設(shè)計,主要負責采集濕度信息,計算溫濕度偏差及其變化率,通過調(diào)用模糊控制算法對溫濕度進行模糊控制,單片機通過RS485總線和上位機進行串口通信,使上位機能夠?qū)崟r記錄,顯示溫濕度變化值和控制過程曲線。該系統(tǒng)實現(xiàn)了糧倉內(nèi)溫濕度的實時監(jiān)測,使管理人員可以實時掌控糧倉內(nèi)的溫濕度情況。 采用FPGA設(shè)計控制電路簡化了系統(tǒng)的組成和外圍數(shù)字電路,易于系統(tǒng)擴展和升級,內(nèi)部集成了信號處理、控制、檢測電路,減少了系統(tǒng)的體積,縮短了開發(fā)周期,大大增強了系統(tǒng)的可靠性;配合功率驅(qū)動、電源等外圍電路,完成信號采集、處理和控制等功能,節(jié)省了開發(fā)成本,使糧倉溫濕度控制系統(tǒng)更加集成化。這也恰恰更加符合當今電子產(chǎn)品高精度,集成化的要求。 系統(tǒng)采用直接輸出數(shù)字量的DS1820溫度傳感器和濕度傳感器HS1101并將HS1101與555定時器組成振蕩電路,其輸出為頻率脈沖信號,與濕度值成線性關(guān)系,該頻率脈沖信號可直接送入FPGA進行計數(shù),這樣溫濕度傳感器輸出的信號都沒有經(jīng)過放大、A/D轉(zhuǎn)換,進一步減少了測量誤差。控制電路采用了VHDL硬件描述語言進行編寫。本裝置已作出實樣,通過了調(diào)試,已達到預(yù)期效果。

    標簽: FPGA 溫濕度 模糊

    上傳時間: 2013-06-16

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