本文研究的課題主要是基于ARM平臺和GSM短消息之上的遠程電機數(shù)據(jù)采集和實時監(jiān)控。應用背景是城市污水泵站的無線監(jiān)測和控制系統(tǒng)的實現(xiàn)需求,該系統(tǒng)采用分布式控制技術和無線通訊的方式,統(tǒng)一調(diào)配全市污雨水的排放,汛期社會效益非常突出。但是采用專用無線通訊設備,專用性很強且價格較為昂貴,無法實現(xiàn)高速聯(lián)接,不易于更新?lián)Q代。 對于眾多城市的雨污水泵站控制系統(tǒng),本文提出的低成本的智能控制系統(tǒng)和GSM短消息相結合的技術非常實用。它可以有效地減輕工作人員的勞動強度,降低企業(yè)的生產(chǎn)成本。同時,GSM網(wǎng)絡所具有的強大功能,人們可以期待高度開放、使用靈活方便、功能強大的低成本智能控制系統(tǒng)的出現(xiàn),特別是在舊有泵站的技術改造中。 在本文中主要就這一技術的幾個關鍵部分比如被控電機的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控信息的短消息編解碼傳輸做了深入探討。對GSM短消息協(xié)議的研究和編解碼傳輸?shù)膶崿F(xiàn)是本文研究的難點和重點。GSM短消息協(xié)議是一個很復雜的通信協(xié)議,要想掌握它還必須理解GSM系統(tǒng)協(xié)議的相關部分,這就要求研究者必須有比較深厚的通信技術知識。
上傳時間: 2013-06-19
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斷路器是電力系統(tǒng)中重要的控制和保護設備,對維護電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定和可靠運行起著重要的作用。如何使斷路器高度智能化,并且更安全和可靠,是電力系統(tǒng)保護的發(fā)展要求,也是本論文研究的目的。 本文在深入研究了智能斷路器國內(nèi)外發(fā)展狀況的基礎上,精心設計了以數(shù)字信號處理器DSP和復雜可編程邏輯器件CPLD為核心的系統(tǒng)硬件。DSP是智能斷路器測控單元的核心器件,它實現(xiàn)斷路器的各種保護、報警、顯示與控制功能。CPLD完成狀態(tài)量的監(jiān)測,以及各種邏輯信號的輸出。兩種器件相互配合使得斷路器系統(tǒng)更加智能化。研究了斷路器測控單元的測量原理及保護算法,并進行了具體的硬件和軟件模塊的設計,旨在實現(xiàn)斷路器的智能保護、遠程控制和集中管理。本設計以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407為核心。硬件設計主要包括信號調(diào)理模塊設計、信號采樣模塊設計、保護執(zhí)行模塊設計、CPLD模塊設計和輸入輸出模塊設計。并且利用TMS320LF2407本身具有的CAN2.0模塊,通過CAN總線實現(xiàn)斷路器和上位機的通信,實現(xiàn)遙測、遙調(diào)、遙控、遙信等“四遙”功能。軟件采用模塊化設計,每一個模塊相對獨立,完成某個特定功能,便于維護和添加新功能,并且調(diào)試靈活方便。文中給出了主程序及各個子程序的流程圖,其中子程序有數(shù)據(jù)采集子程序、FFT計算子程序、液晶顯示子程序、短路瞬時保護子程序、過載長延時保護子程序、接地故障保護子程序和短路短延時保護子程序等。并且設計中充分考慮了斷路器工作環(huán)境的惡劣性,分析了各種干擾的來源,并針對各種干擾采取了對應的軟件和硬件的抗干擾措施。最后,為了驗證全波傅氏算法能否滿足電網(wǎng)數(shù)據(jù)處理精度的要求,利用MATLAB搭建仿真平臺,對其進行了仿真。結果表明全波傅氏算法能達到系統(tǒng)的要求。
上傳時間: 2013-04-24
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西安電子科技大學出版出版,盧元元,王輝主編,電路理論基礎,較其他電路理論教材,其最大的特點我認為是它非常精巧實用,篇幅不長,但內(nèi)容精要,讀者可以在很短的時間里學完,掌握相關知識!
標簽: 電路理論
上傳時間: 2013-05-18
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現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA,F(xiàn)ield Programmable Gate Array)是可編程邏輯器件的一種,它的出現(xiàn)是隨著微電子技術的發(fā)展,設計與制造集成電路的任務已不完全由半導體廠商來獨立承擔。系統(tǒng)設計師們更愿意自己設計專用集成電路(ASIC,Application Specific Integrated Circuit).芯片,而且希望ASIC的設計周期盡可能短,最好是在實驗室里就能設計出合適的ASIC芯片,并且立即投入實際應用之中。現(xiàn)在,F(xiàn)PGA已廣泛地運用于通信領域、消費類電子和車用電子。 本文中涉及的I/O端口模塊是FPGA中最主要的幾個大模塊之一,它的主要作用是提供封裝引腳到CLB之間的接口,將外部信號引入FPGA內(nèi)部進行邏輯功能的實現(xiàn)并把結果輸出給外部電路,并且根據(jù)需要可以進行配置來支持多種不同的接口標準。FPGA允許使用者通過不同編程來配置實現(xiàn)各種邏輯功能,在IO端口中它可以通過選擇配置方式來兼容不同信號標準的I/O緩沖器電路。總體而言,可選的I/O資源的特性包括:IO標準的選擇、輸出驅(qū)動能力的編程控制、擺率選擇、輸入延遲和維持時間控制等。 本文是關于FPGA中多標準兼容可編程輸入輸出電路(Input/Output Block)的設計和實現(xiàn),該課題是成都華微電子系統(tǒng)有限公司FPGA大項目中的一子項,目的為在更新的工藝水平上設計出能夠兼容單端標準的I/O電路模塊;同時針對以前設計的I/O模塊不支持雙端標準的缺點,要求新的電路模塊中擴展出雙端標準的部分。文中以低壓雙端差分標準(LVDS)為代表構建雙端標準收發(fā)轉(zhuǎn)換電路,與單端標準比較,LVDS具有很多優(yōu)點: (1)LVDS傳輸?shù)男盘枖[幅小,從而功耗低,一般差分線上電流不超過4mA,負載阻抗為100Ω。這一特征使它適合做并行數(shù)據(jù)傳輸。 (2)LVDS信號擺幅小,從而使得該結構可以在2.5V的低電壓下工作。 (3)LVDS輸入單端信號電壓可以從0V到2.4V變化,單端信號擺幅為400mV,這樣允許輸入共模電壓從0.2V到2.2V范圍內(nèi)變化,也就是說LVDS允許收發(fā)兩端地電勢有±1V的落差。 本文采用0.18μm1.8V/3.3V混合工藝,輔助Xilinx公司FPGA開發(fā)軟件ISE,設計完成了可以用于Virtex系列各低端型號FPGA的IOB結構,它有靈活的可配置性和出色的適應能力,能支持大量的I/O標準,其中包括單端標準,也包括雙端標準如LVDS等。它具有適應性的優(yōu)點、可選的特性和考慮到被文件描述的硬件結構特征,這些特點可以改進和簡化系統(tǒng)級的設計,為最終的產(chǎn)品設計和生產(chǎn)打下基礎。設計中對包括20種IO標準在內(nèi)的各電器參數(shù)按照用戶手冊描述進行仿真驗證,性能參數(shù)已達到預期標準。
上傳時間: 2013-05-15
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隨著數(shù)字電子技術的發(fā)展,數(shù)字信號處理廣泛應用于聲納、雷達、通訊語音處理和圖像處理等領域。快速傅立葉變換(Fast Fourier Transform,F(xiàn)FT)在數(shù)字信號處理系統(tǒng)中起著很重要的作用,F(xiàn)FT 有效地提高了離散傅立葉變換(Discret Fourier Transform,DFT)的運算效率。 處理器一般要求具有高速度、高精度、大容量和實時處理的性能,而現(xiàn)場可編程門陣列(Field Programmable Gate Array,F(xiàn)PGA)是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件,在處理大規(guī)模數(shù)據(jù)方面,有極大的優(yōu)勢。論文采用了在FPGA中實現(xiàn)FFT算法的方案。 數(shù)字信號處理板的硬件電路設計是本論文的重要部分之一。在介紹了FFT以及波束形成的基本原理和基本方法的基礎上,根據(jù)實時處理的要求,給出了數(shù)字信號處理板的硬件設計方案并對硬件電路的實現(xiàn)進行了分析和說明。 依據(jù)數(shù)字系統(tǒng)的設計方法,分別采用基二按時間抽取FFT算法、基四按時間抽取FFT算法以及FFT兆核函數(shù)三種方法利用硬件描述語言(VHSICHardware Description Language,VHDL)實現(xiàn)了1024點的FFT,接著對三種方法進行了評估,得出了FPGA完全能滿足處理器的實時處理的要求的結論。然后根據(jù)通用串行總線(Universial Serial Bus,USB)協(xié)議,利用VHDL語言編寫了USB接口芯片ISP1581的固件程序,實現(xiàn)了設備的枚舉過程。
上傳時間: 2013-06-27
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隨著數(shù)字電子技術的發(fā)展,數(shù)字信號處理的理論和技術廣泛的應用于通訊、語音處理、計算機和多媒體等領域。快速傅立葉變換(FFT)使離散傅立葉變換的運算時間縮短了幾個數(shù)量級,在數(shù)字信號處理領域被廣泛應用。FFT已經(jīng)成為現(xiàn)代信號處理的重要手段之一。 現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)是近年來迅速發(fā)展起來的新型可編程器件。隨著它的不斷應用和發(fā)展,也使電子設計的規(guī)模和集成度不斷提高。同時基于FPGA實現(xiàn)FFT的設計方法和思想被提出。本次設計的目的是快速傅立葉變換(FFT)的FPGA實現(xiàn)。 此文在分析了快速傅立葉算法的基礎上,提出了一種頻率抽取基4 FFT的FPGA設計方案,針對現(xiàn)有FFT的FPGA實現(xiàn)過程中蝶形運算需要頻繁乘以多個旋轉(zhuǎn)因子提出了改進方法,減少了旋轉(zhuǎn)因子的乘法次數(shù)和存儲空間,加快了蝶形運算的速度,設計的地址映射方法,無需運算即可得到所需數(shù)據(jù)的存放地址,并結合采用乒乓結構和流水線方式,來提高快速傅立葉變換(FFT)FPGA實現(xiàn)的速度。描述了一片F(xiàn)PGA芯片內(nèi)完成了整個FFT處理器的電路設計,經(jīng)過模塊時序仿真和數(shù)據(jù)的驗證及測試,達到工作在50MHz時鐘頻率的設計要求。最后對后續(xù)設計做了描述,并對用FPGA實現(xiàn)FFT做了展望。
上傳時間: 2013-04-24
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快速傅立葉變換(FFT)是數(shù)字信號處理中的重要內(nèi)容之一,是很多信號處理過程中的核心算法。本文先總結了快速傅立葉變換的一些常用算法,并綜合種種因素,采用了基2按頻率抽取算法作為實現(xiàn)算法,然后將以現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和以DSP處理器這兩種實現(xiàn)數(shù)字信號處理的方式進行了比較,指出了各自的優(yōu)點和不足之處。最后以FPGA芯片XCS200為硬件平臺,以ISE6為軟件平臺,利用VHDL語言描述的方式實現(xiàn)了512點16Bit復數(shù)的快速傅立葉變換系統(tǒng),并進行了仿真、綜合等工作。仿真結果表明其計算結果達到了一定的精度,運行速度可以滿足一般實時信號處理的要求。
標簽: FPGA 傅立葉 變換實現(xiàn)
上傳時間: 2013-06-08
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基于51單片機的GSM短信收發(fā)模塊源程序
上傳時間: 2013-05-16
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文章介紹了一個基于WEB的GSM短信服務系統(tǒng)的設計;闡述了系統(tǒng)應用的關鍵技術;討論了系統(tǒng)實現(xiàn)的幾種方式,通過對比這幾種方式的優(yōu)劣,提出一種適合中小型應用的系統(tǒng)實現(xiàn)方案。根據(jù)上述技術開發(fā)的GSM
標簽: Web GSM 短信 服務系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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隨著現(xiàn)代控制技術的飛速發(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)應用于諸多領域。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,這不利于應用的擴展。近年來,嵌入式系統(tǒng)和無線通信技術(特別是短消息業(yè)務)受到遠程監(jiān)測領域研究者的密切關注,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(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確度。 (2)多點溫度監(jiān)測系統(tǒng)軟件設計。根據(jù)整個監(jiān)測系統(tǒng)的特點,提出了軟件設計的總體思路,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)的相關代碼移植到LPC2290中;采用分層體系思想,使用標準C語言編寫程序,結合嵌入式操作系統(tǒng)的任務管理、信號量等機制,并調(diào)用相關的應用程序接口函數(shù)(API函數(shù)),設計了包括溫度采集、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。 嵌入式技術和短消息業(yè)務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,也為對嵌入式應用項目的開發(fā)奠定了基礎。
標簽: ARM 多點 溫度監(jiān)測 系統(tǒng)設計
上傳時間: 2013-07-08
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