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自動(dòng)頻率控制

  • 異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)研究.rar

    異步電機無速度傳感器矢量控制技術(shù)提高了交流傳動系統(tǒng)的可靠性,降低了系統(tǒng)的實現(xiàn)成本。準(zhǔn)確辨識電機轉(zhuǎn)速是實現(xiàn)無速度傳感器矢量控制的關(guān)鍵。 本文對無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)進行了研究,建立了異步電動機無速度傳感器電壓解耦矢量控制系統(tǒng)和基于模型參考自適應(yīng)(MRAS)的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)。基于MRAS的無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)利用電動機定子電壓方程和電流方程得到電動機轉(zhuǎn)速的模型參考自適應(yīng)辨識算法,在此基礎(chǔ)上建立了一個改進的變參數(shù)MRAS速度辨識數(shù)學(xué)模型,并利用Matlab軟件對基于該速度辨識模型的無速度傳感器異步電動機矢量控制系統(tǒng)在不同的情況下進行了詳細(xì)的仿真研究。仿真結(jié)果驗證了該改進的變參數(shù)MRAS速度辨識模型具有令人滿意的辨識精度和動態(tài)性能。 基于MRAS的轉(zhuǎn)速估算理論從本質(zhì)上來說屬于基于電機理想模型的轉(zhuǎn)速估算方案,該方法依賴于電機參數(shù),而電機參數(shù)在電機運動過程中變化很大,因而給出了對電機的一些定、轉(zhuǎn)子參數(shù)進行實時辨識方法,以保持系統(tǒng)的動、靜態(tài)性能。 在傳統(tǒng)型模型參考自適應(yīng)系統(tǒng)基礎(chǔ)上,將系統(tǒng)中原有的自適應(yīng)調(diào)節(jié)機構(gòu)用一個具有在線學(xué)習(xí)能力的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)取代,提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的異步電機轉(zhuǎn)速估計方法,并給出了速度估計器的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和學(xué)習(xí)算法。最后對基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)速估計的異步電機矢量控制系統(tǒng)進行了仿真,結(jié)果表明該系統(tǒng)具有良好的性能。 簡單介紹了基于DSP的異步電機無速度傳感器矢量控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)以及軟件系統(tǒng)的設(shè)計。

    標(biāo)簽: 異步電機 速度傳感器 矢量控制

    上傳時間: 2013-05-30

    上傳用戶:hakim

  • 基于ARM和模糊—PID擠塑機溫度控制系統(tǒng)的研究.rar

    電線電纜是國家經(jīng)濟建設(shè)的一項重要的產(chǎn)業(yè),在鐵路通信中,皮泡皮通信電纜因為其具有與其它電纜相同性能的情況下,直徑小、成本低、重量輕的特點,得到了人們的青睞。而在單線擠塑機中的溫度控制直接影響電纜的性能質(zhì)量。溫度控制的可靠與否及其控制精度的高低己成為決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,溫度控制也成為生產(chǎn)工藝的重要組成部分。在工藝控制當(dāng)中,應(yīng)盡量減小其超調(diào)量、波動、響應(yīng)時間和偏差,這對產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)量和原料的節(jié)省都是及其重要的。 本文主要針對擠塑機的溫度這個參數(shù)進行控制。全文主要包括以下幾個部分:首先分析了傳統(tǒng)PID、和模糊控制的優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)選用了模糊自適應(yīng)PID控制算法。在硬件方面,在分析了系統(tǒng)控制對象的基礎(chǔ)上,以LPC2131為控制核心,運用MAX6675采集溫度、LCD和鍵盤作為人機交換平臺、以PWM方式對固體繼電器進行控制。軟件方面,在ARM的集成開發(fā)環(huán)境AD1.2下,利用C語言,進行了軟件的設(shè)計與調(diào)試,實現(xiàn)了硬件的配置和整體控制系統(tǒng)的所有功能。同時也實現(xiàn)了用Modbus協(xié)議與PC機通訊的下位機部分程序,并運用串口調(diào)試助手V2.2測試了其功能性。另外論文詳細(xì)的給出了控制平臺的各個功能程序模塊軟件流程。通過在實驗室對系統(tǒng)進行了模擬實驗,該控制平臺運行穩(wěn)定,可靠,實現(xiàn)了預(yù)期的功能,證明了將模糊PID算法引入擠塑機溫度控制系統(tǒng)當(dāng)中,改善了系統(tǒng)的控制效果,具有更好的魯棒性和自適應(yīng)能力。

    標(biāo)簽: ARM PID 模糊

    上傳時間: 2013-05-23

    上傳用戶:skhlm

  • 基于DSP的對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機控制方法研究.rar

    本文主要的研究為對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機控制問題,對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電動機在艦船、水下航行器等對轉(zhuǎn)推進系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用前景。它具有無刷直流電動機的一切優(yōu)點:功率密度大、調(diào)速性能好、運行效率高、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便等等。其與普通的永磁無刷直流電動機的差別僅僅在于原來靜止的電樞部分和旋轉(zhuǎn)的永磁體部分都可以相對于靜止部分旋轉(zhuǎn),即有兩個轉(zhuǎn)子,根據(jù)作用力與反作用力的原理,兩個轉(zhuǎn)子受到的電磁轉(zhuǎn)矩在任意時刻都是大小相等、方向相反的。因此兩個轉(zhuǎn)子必將沿著相反的方向旋轉(zhuǎn)。 論文主要工作和創(chuàng)新點如下: 1)介紹了對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機與普通永磁無刷直流電機的區(qū)別、優(yōu)點及應(yīng)用,詳細(xì)分析了其工作原理,并建立對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機本體的數(shù)學(xué)模型,接著利用MATLAB/Simulink建立對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機的仿真模型。 2)研究了無位置傳感器對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機的控制方法。采用基于DSP的三次諧波過零點檢測方法來檢測電機轉(zhuǎn)子的位置與轉(zhuǎn)速,采用數(shù)字鎖相環(huán)對三次諧波過零點進行90°延遲: 3)控制系統(tǒng)采用雙閉環(huán)控制,即速度環(huán)與電流環(huán)來組成調(diào)速控制系統(tǒng),其中速度環(huán)采用了基于改進的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)PID自適應(yīng)控制,電流環(huán)采用滯環(huán)控制,并對整個系統(tǒng)進行仿真。 4)在仿真研究的基礎(chǔ)上,本文進行了以TMS320I~F2407A的DSP芯片為控制核心的無位置傳感器對轉(zhuǎn)永磁無刷直流電機數(shù)字控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計。

    標(biāo)簽: DSP 無刷直流電動機 控制

    上傳時間: 2013-04-24

    上傳用戶:lw852826

  • 基于ARM和模糊—PID擠塑機溫度控制系統(tǒng)的研究.rar

    電線電纜是國家經(jīng)濟建設(shè)的一項重要的產(chǎn)業(yè),在鐵路通信中,皮泡皮通信電纜因為其具有與其它電纜相同性能的情況下,直徑小、成本低、重量輕的特點,得到了人們的青睞。而在單線擠塑機中的溫度控制直接影響電纜的性能質(zhì)量。溫度控制的可靠與否及其控制精度的高低己成為決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵,溫度控制也成為生產(chǎn)工藝的重要組成部分。在工藝控制當(dāng)中,應(yīng)盡量減小其超調(diào)量、波動、響應(yīng)時間和偏差,這對產(chǎn)品的質(zhì)量,產(chǎn)量和原料的節(jié)省都是及其重要的。 本文主要針對擠塑機的溫度這個參數(shù)進行控制。全文主要包括以下幾個部分:首先分析了傳統(tǒng)PID、和模糊控制的優(yōu)缺點。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)選用了模糊自適應(yīng)PID控制算法。在硬件方面,在分析了系統(tǒng)控制對象的基礎(chǔ)上,以LPC2131為控制核心,運用MAX6675采集溫度、LCD和鍵盤作為人機交換平臺、以PWM方式對固體繼電器進行控制。軟件方面,在ARM的集成開發(fā)環(huán)境AD1.2下,利用C語言,進行了軟件的設(shè)計與調(diào)試,實現(xiàn)了硬件的配置和整體控制系統(tǒng)的所有功能。同時也實現(xiàn)了用Modbus協(xié)議與PC機通訊的下位機部分程序,并運用串口調(diào)試助手V2.2測試了其功能性。另外論文詳細(xì)的給出了控制平臺的各個功能程序模塊軟件流程。通過在實驗室對系統(tǒng)進行了模擬實驗,該控制平臺運行穩(wěn)定,可靠,實現(xiàn)了預(yù)期的功能,證明了將模糊PID算法引入擠塑機溫度控制系統(tǒng)當(dāng)中,改善了系統(tǒng)的控制效果,具有更好的魯棒性和自適應(yīng)能力。

    標(biāo)簽: ARM PID 模糊

    上傳時間: 2013-05-31

    上傳用戶:古谷仁美

  • 基于FPGA的無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層控制器的設(shè)計與實現(xiàn).rar

    無線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSN)是由大量傳感器節(jié)點組成,這些節(jié)點部署在監(jiān)測區(qū)域內(nèi)通過無線通信方式,形成的一個多跳自組織的網(wǎng)絡(luò)。整個網(wǎng)絡(luò)的作用是協(xié)作地感知、采集和處理網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中監(jiān)測對象的信息,并發(fā)送給觀察者,可廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測、醫(yī)療護理、軍事、商業(yè)等多個領(lǐng)域。 媒體訪問控制(Medium Access Control,MAC)協(xié)議處于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的物理層和路由層之間,用于在傳感器節(jié)點間公平有效地共享通信媒介,對傳感器網(wǎng)絡(luò)的性能有較大影響。與傳統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)不同,提高能量效率和可擴展性是無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計的主要目標(biāo)。 本文主要闡述基于FPGA對IEEE802.15.4 MAC層功能的實現(xiàn)。首先介紹了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)、MAC協(xié)議的設(shè)計要求以及已有的MAC層協(xié)議,討論了無線傳感器網(wǎng)絡(luò)MAC層的主要要求和功能。然后詳細(xì)介紹和分析了IEEE802.15.4的MAC協(xié)議,并在此基礎(chǔ)上,通過NS2平臺對MAC層協(xié)議進行了仿真,研究不同網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷下信道訪問機制的各個參數(shù)對吞吐量,丟包率,傳輸延時的影響,分析了隱蔽站問題、確認(rèn)幀機制。 本文對MAC層中的主要功能,諸如數(shù)據(jù)收發(fā)、幀處理、信道接入方式以及幀檢驗等提出了基于FPGA的硬件解決方法。設(shè)計選用硬件描述語言VerilogHDL,在QuartusⅡ中完成模塊的綜合和布局布線,在QuartusⅡ和Modelsim中進行時序仿真驗證,最終下載到自主設(shè)計Altera公司的Cyclone開發(fā)板中。 對設(shè)計的驗證采取的是由里及外的方式,先對系統(tǒng)主模塊的功能進行驗證,然后下載到與CC2430開發(fā)板相連接的FPGA中對設(shè)計進行驗證測試。驗證流程是功能仿真、時序仿真和板級調(diào)試,最終通過測試,驗證了該設(shè)計的功能。測試結(jié)果表明,該模塊能滿足無線傳感器網(wǎng)絡(luò)低速率應(yīng)用環(huán)境的需要,具有優(yōu)良的擴展性能,達到了預(yù)期的設(shè)計目標(biāo)。

    標(biāo)簽: FPGA MAC 無線傳感器網(wǎng)絡(luò)

    上傳時間: 2013-06-14

    上傳用戶:竺羽翎2222

  • MPEG2視頻解碼器的FPGA設(shè)計.rar

    MPEG-2是MPEG組織在1994年為了高級工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的圖象質(zhì)量以及更高的傳輸率所提出的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),其優(yōu)秀性使之成為過去十年應(yīng)用最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn),也是未來十年影響力最為廣泛的標(biāo)準(zhǔn)之一。 本文以MPEG-2視頻標(biāo)準(zhǔn)為研究內(nèi)容,建立系統(tǒng)級設(shè)計方案,設(shè)計FPGA原型芯片,并在FPGA系統(tǒng)中驗證視頻解碼芯片的功能。最后在0.18微米工藝下實現(xiàn)ASIC的前端設(shè)計。完成的主要工作包括以下幾個方面: 1.完成解碼系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的設(shè)計,采用了自頂而下的設(shè)計方法,實現(xiàn)系統(tǒng)的功能單元的劃分;根據(jù)其視頻解碼的特點,確定解碼器的控制方式;把視頻數(shù)據(jù)分文幀內(nèi)數(shù)據(jù)和幀間數(shù)據(jù),實現(xiàn)兩種數(shù)據(jù)的并行解碼。 2.實現(xiàn)了具體模塊的設(shè)計:根據(jù)本文研究的要求,在比特流格式器模塊設(shè)計中提出了特有的解碼方式;在可變長模塊中的變長數(shù)據(jù)解碼采用組合邏輯外加查找表的方式實現(xiàn),大大減少了變長數(shù)據(jù)解碼的時間;IQ、IDCT模塊采用流水的設(shè)計方法,減少數(shù)據(jù)計算的時間:運動補償模塊,針對模塊數(shù)據(jù)運算量大和訪問幀存儲器頻繁的特點,采用四個插值單元同時處理,增加像素緩沖器,充分利用并行性結(jié)構(gòu)等方法來加快運動補償速度。 3.根據(jù)視頻解碼的參考軟件,通過解碼系統(tǒng)的仿真結(jié)果和軟件結(jié)果的比較來驗證模塊的功能正確性。最后用FPGA開發(fā)板實現(xiàn)了解碼系統(tǒng)的原型芯片驗證,取得了良好的解碼效果。 整個設(shè)計采用Verilog HDL語言描述,通過了現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)的原型驗證,并采用SIMC0.18μm工藝單元庫完成了該電路的邏輯綜合。經(jīng)過實際視頻碼流測試,本文設(shè)計可以達到MPEG-2視頻主類主級的實時解碼的技術(shù)要求。

    標(biāo)簽: MPEG2 FPGA 視頻解碼器

    上傳時間: 2013-07-27

    上傳用戶:ice_qi

  • 基于FPGA的藍牙HCIUART控制接口設(shè)計.rar

    通用異步收發(fā)器UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)是廣泛使用的串行傳輸協(xié)議。串行外設(shè)用到異步串行接口一般采用專用集成電路實現(xiàn)。但是這類芯片一般包含許多輔助模塊,而時常不需要使用完整的UART的功能和輔助功能,或者當(dāng)在FPGA上設(shè)計時,需要將UART功能集成到FPGA內(nèi)部而不能使用芯片。藍牙主機控制器接口則是實現(xiàn)主機設(shè)備與藍牙模塊之間互操作的控制部件。當(dāng)在使用藍牙設(shè)備的時候尤其是在監(jiān)控場所,接口控制器在控制數(shù)據(jù)與計算機的傳輸上就起了至關(guān)重要的作用。 論文針對信息技術(shù)的發(fā)展和開發(fā)過程中的實際需要,設(shè)計了一個藍牙HCI-UART(Host Controller Interface-Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)控制接口的模塊。使用VHDL將其核心功能集成,既可以單獨使用,也可集成到系統(tǒng)芯片中,并且整個設(shè)計緊湊、穩(wěn)定且可靠,其用途廣泛,具有一定的使用價值。 本設(shè)計采用TOP-DOWN設(shè)計方法,整體上分為UART接口和藍牙主機控制器接口兩部分。首先根據(jù)UART和藍牙主機控制器接口的實現(xiàn)原理和設(shè)計指標(biāo)要求進行系統(tǒng)設(shè)計,對系統(tǒng)劃分模塊以及各個模塊的信號連接;然后進行模塊設(shè)計,設(shè)計出每個模塊的功能,并用VHDL語言編寫代碼來實現(xiàn)模塊功能;再使用ISE8.2I自帶的仿真器對各模塊進行功能仿真和時序仿真;最后進行硬件驗證,在Virtex-II開發(fā)板上對系統(tǒng)進行功能驗證。實現(xiàn)了發(fā)送、接收和波特率發(fā)生等功能,驗證了結(jié)果,表明設(shè)計正確,功能良好,符合設(shè)計要求。

    標(biāo)簽: HCIUART FPGA 藍牙

    上傳時間: 2013-07-13

    上傳用戶:wfl_yy

  • 基于FPGA的人臉檢測系統(tǒng)設(shè)計.rar

    人臉識別技術(shù)繼指紋識別、虹膜識別以及聲音識別等生物識別技術(shù)之后,以其獨特的方便、經(jīng)濟及準(zhǔn)確性而越來越受到世人的矚目。作為人臉識別系統(tǒng)的重要環(huán)節(jié)—人臉檢測,隨著研究的深入和應(yīng)用的擴大,在視頻會議、圖像檢索、出入口控制以及智能人機交互等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用前景,發(fā)展速度異常迅猛。 FPGA的制造技術(shù)不斷發(fā)展,它的功能、應(yīng)用和可靠性逐漸增加,在各個行業(yè)也顯現(xiàn)出自身的優(yōu)勢。FPGA允許用戶根據(jù)自己的需要來建立自己的模塊,為用戶的升級和改進留下廣闊的空間。并且速度更高,密度也更大,其設(shè)計方法的靈活性降低了整個系統(tǒng)的開發(fā)成本,F(xiàn)PGA 設(shè)計成為電子自動化設(shè)計行業(yè)不可缺少的方法。 本文從人臉檢測算法入手,總結(jié)基于FPGA上的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計方法,使用IBM的Coreconnect掛接自定義模塊技術(shù)。經(jīng)過訓(xùn)練分類器、定點化、以及硬件加速等方法后,能夠使人臉檢測系統(tǒng)在基于Xilinx的Virtex II Pro開發(fā)板上平臺上,達到實時的檢測效果。本文工作和成果可以具體描述如下: 1. 算法分析:對于人臉檢測算法,首先確保的是檢測率的準(zhǔn)確性程度。本文所采用的是基于Paul Viola和Michael J.Jones提出的一種基于Adaboost算法的人臉檢測方法。算法中較多的是積分圖的特征值計算,這便于進一步的硬件設(shè)計。同時對檢測算法進行耗時分析確定運行速度的瓶頸。 2. 軟硬件功能劃分:這一步考慮市場可以提供的資源狀況,又要考慮系統(tǒng)成本、開發(fā)時間等諸多因素。Xilinx公司提供的Virtex II Pro開發(fā)板,在上面有可以供利用的Power PC處理器、可擴展的存儲器、I/O接口、總線及數(shù)據(jù)通道等,通過分析可以對算法進行細(xì)致的劃分,實現(xiàn)需要加速的模塊。 3. 定點化:在Adaboost算法中,需要進行大量的浮點計算。這里采用的方法是直接對數(shù)據(jù)位進行操作它提取指數(shù)和尾數(shù),然后對尾數(shù)執(zhí)行移位操作。 4. 改進檢測用的級聯(lián)分類器的訓(xùn)練,提出可以迅速提高分類能力、特征數(shù)量大大減小的一種訓(xùn)練方法。 5. 最后對系統(tǒng)的整體進行了驗證。實驗表明,在視頻輸入輸出接入的同時,人臉檢測能夠達到17fps的檢測速度,并且獲得了很好的檢測率以及較低的誤檢率。

    標(biāo)簽: FPGA 人臉檢測 系統(tǒng)設(shè)計

    上傳時間: 2013-07-01

    上傳用戶:84425894

  • 基于FPGA的8PSK調(diào)制解調(diào)技術(shù)研究.rar

    軟件無線電是近年提出的新的通信體系,由于其具有靈活性和可重配置性并且符合通信的發(fā)展趨勢,已成為通信系統(tǒng)設(shè)計的研究熱點。因此對基于軟件無線電的調(diào)制解調(diào)技術(shù)進行深入細(xì)致的研究非常有意義。 本文首先從闡述軟件無線電的理論基礎(chǔ)入手,對多速率信號處理中的內(nèi)插和抽取、帶通采樣、數(shù)字變頻等技術(shù)進行了分析與探討,為設(shè)計和實現(xiàn)8PSK調(diào)制解調(diào)器提供了非常重要的理論依據(jù)。然后,研究了8PSK調(diào)制解調(diào)技術(shù),詳細(xì)論述了它們的基本概念和原理,提出了系統(tǒng)實現(xiàn)方案,在DSP+FPGA平臺上實現(xiàn)了8PSK信號的正確調(diào)制解調(diào)。文中著重研究了突發(fā)通信的同步和頻偏糾正算法,針對同步算法選取了一種基于能量檢測法的快速位同步算法,采用相關(guān)器實現(xiàn),同時實現(xiàn)位同步和幀同步。并且對于突發(fā)通信的多普勒頻偏糾正,設(shè)計了一個基于自動頻率控制(AFC)環(huán)的頻偏檢測器,通過修改數(shù)控振蕩器(NCO)的頻率控制字方法來校正本地載波頻率,整個算法結(jié)構(gòu)簡單,運算量小,頻偏校正速度快,具有較好的實用性。其次,對相干解調(diào)的初始相位進行糾正時,提出了一種簡單易行的CORDIC方法,同時對FPGA編程當(dāng)中的一些關(guān)鍵問題進行了介紹。最后,設(shè)計了自適應(yīng)調(diào)制解調(diào)器,根據(jù)信噪比和誤碼率來自適應(yīng)的改變調(diào)制方式,以達到最佳的傳輸性能。

    標(biāo)簽: FPGA 8PSK 調(diào)制解調(diào)

    上傳時間: 2013-04-24

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  • 基于H264的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控的FPGA實現(xiàn)研究.rar

    隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與公共安全保障需求的提高,視頻監(jiān)控系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)、日常生活、警備與軍事方面的應(yīng)用越來越廣泛。采用基于 FPGA 的SOPC技術(shù)、H.264壓縮編碼技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)傳輸控制技術(shù)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng),在穩(wěn)定性、功能、成本與擴展性等方面都有著突出的優(yōu)勢,具有重要的學(xué)術(shù)意義與實用意義, 本課題所設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)由以Nios Ⅱ為核心的嵌入式圖像服務(wù)器、相關(guān)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與若干PC機客戶端組成。嵌入式圖像服務(wù)器實時采集圖像,采用H.264 編碼算法進行壓縮,并持續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)。PC機客戶端可通過網(wǎng)絡(luò)對服務(wù)器進行遠程訪問,接收編碼數(shù)據(jù),使用H.264解碼算法重建圖像并實時顯示,使監(jiān)控人員有效地掌握現(xiàn)場情況, 在嵌入式圖像服務(wù)器設(shè)計階段,本文首先進行了芯片選型與開發(fā)平臺選擇。然后構(gòu)建圖像采集子系統(tǒng),采用雙緩存乒乓交換的方法設(shè)計圖像采集用戶自定義模塊。接著設(shè)計雙Nios Ⅱ架構(gòu)的SOPC系統(tǒng),闡述了雙軟核設(shè)計中定制連接、內(nèi)存芯片共享、數(shù)據(jù)搬移、通信與互斥的解決方法。同時完成了網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的設(shè)計,采用μC/OS-Ⅱ進行多任務(wù)的管理與調(diào)度, H.264視頻壓縮編解碼算法設(shè)計與實現(xiàn)是本文的重點。文中首先分析H.264.標(biāo)準(zhǔn),規(guī)劃編解碼器結(jié)構(gòu)。接著設(shè)計了16×16幀內(nèi)預(yù)測算法,并設(shè)計宏塊掃描方式,采用兩次判決策略進行預(yù)測模式選擇。然后設(shè)計4×4子塊掃描方式,編寫整數(shù)變換與量化算法程序。熵編碼采用Exp-Golomb編碼與CAVLC相結(jié)合的方案,針對除拖尾系數(shù)之外的非零系數(shù)值編碼子算法,實現(xiàn)了一種基于表示范圍判別的編碼方法。最后設(shè)計了網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)拇a流組成格式,并針對編碼算法設(shè)計相應(yīng)解碼算法。使用VC++完成算法驗證,并進行測試,觀察不同參數(shù)下壓縮率與失真度的變化。 算法驗證完成后,本文進行了PC機客戶端設(shè)計,使其具有遠程訪問、H.264解碼與實時顯示的功能。同時將H.264 編碼算法程序移植到NiosⅡ中,并將嵌入式圖像服務(wù)器與若干客戶端接入網(wǎng)絡(luò)進行聯(lián)合調(diào)試,構(gòu)建完整的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng), 實驗結(jié)果表明,本系統(tǒng)視頻壓縮率高,監(jiān)控圖像質(zhì)量良好,充分證明了系統(tǒng)軟硬件與圖像編解碼算法設(shè)計成功。本系統(tǒng)具有成本低、擴展性好及適用范圍廣等優(yōu)點,發(fā)展前景十分廣闊。

    標(biāo)簽: H264 FPGA 網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控

    上傳時間: 2013-04-24

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