風速是氣象測量的一個重要要素，利用超聲波進行風速測量現如今得到廣泛的應用，技術已經很成熟。當超聲波在空氣中傳播時，受到風速的影響，順風和逆風情況下存在一個時間差，基于這個原理制成的時差法超聲波風速測量儀表，具有精度高、可靠性強、集成度高等優(yōu)勢，并可以與雨量、濕度等測量儀表構成完整的移動氣象站，與傳統(tǒng)的機械式儀表、電磁式儀表相比，具有較強的優(yōu)勢，其關鍵參數是系統(tǒng)的測量精度。 ARM作為32位的微處理器，具有豐富的片上資源，高達60M的處理能力，而且功耗很小，適合作為智能儀表的核心處理器。本文給出了基于LPC2132的風速測量系統(tǒng)，可以實現風速的測量、顯示、精度調節(jié)以及與上位機之間的通信等功能。系統(tǒng)硬件電路包括ARM7處理器以及外圍的模擬、數字電路，并采用模塊化進行設計。這種思想大大簡化了系統(tǒng)硬件電路設計的復雜性，增強了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。軟件部分根據超聲波信號的特點，選用新型的構造包絡的方法，在準確判斷超聲波到達時間的問題上有所改進。 文章共分六個部分。第一章緒論介紹了超聲波風速測量儀表的發(fā)展現狀、本篇論文選題的目的和意義、所做的工作以及創(chuàng)新點。第二章介紹了超聲波風速測量的基本原理。第三章是介紹基于ARM的超聲波風速測量的系統(tǒng)的硬件設計。第四章是系統(tǒng)的軟件設計。第五章是系統(tǒng)的誤差分析。第六章是全文的總結以及就下一步的工作提出一些設想。
標簽： ARM 超聲波 系統(tǒng)設計 風速測量
上傳時間： 2013-06-04
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隨著國民經濟的發(fā)展，電力電子設備得到廣泛應用，使得電網中的諧波污染越來越嚴重，極大地危害了電力設備的安全運行。電網中的諧波成份非常復雜，因此諧波的檢測分析，是消除或降低諧波污染的前提。 通過大量資料的收集、閱讀及相關技術的研究，本文分析了嵌入式系統(tǒng)在電力系統(tǒng)測控中的應用優(yōu)勢，設計了以ARM7TDMI內核處理器LPC2214為核心的電網諧波檢測分析系統(tǒng)。系統(tǒng)主要實現低壓配電網三相電壓、電流的諧波檢測與分析，包括電量數據采集和諧波分析兩個部分。詳細分析了諧波檢測分析系統(tǒng)的工作原理，明確了系統(tǒng)功能需求，對系統(tǒng)各模塊進行了設計，通過多路同步采集將電網電量數據輸入系統(tǒng)，在處理器中完成數據倒序處理和快速傅立葉變換等相關的運算處理工作，可以得到各次諧波含量。 通過文中設計的硬件同步電路，可以準確獲得電網信號三相電壓與電流周期，通過同步采樣的方法，消除或減小因快速傅立葉變換存在的頻譜泄漏和柵欄效應的誤差。結合諧波檢測分析的需求與FFT算法的特點，為了減小響應時間，提高運算速度，采用了實序列快速傅立葉變換對數據的整合運算，即通過一次快速傅立葉變換運算，完成各相電流與電壓兩組數據從時域到頻域的轉換，并分析得到頻域幅值和時域幅值之間的線性關系，避免了傅立葉反變換運算，提高了運算速度，實現諧波的準確檢測。 最后經過樣機測試證明，本文設計的電網諧波檢測與分析系統(tǒng)能夠準確、可靠的實現諧波含量的檢測與分析。
上傳時間： 2013-07-10
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實用單片機系統(tǒng)MS3分析,進行單片機系統(tǒng)MS3的移植，以實現兼容
上傳時間： 2013-07-17
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變頻技術作為現代電力電子的核心技術，集現代電子、信息和智能技術于一體。而SPWM(正弦波脈寬調制)波的產生和控制則是變頻技術的核心之一。本文對SPWM 波形生成的三種算法--對稱規(guī)則采樣法、不對稱規(guī)則
上傳時間： 2013-04-24
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在當前的數字信息技術和網絡技術高速發(fā)展的后PC時代，嵌入式系統(tǒng)技術已經廣泛地滲透到人們生活的各個方面。由于嵌入式系統(tǒng)的交互性比較強，液晶屏做為輸出設備對漢字顯示又尤為重要，但很多關于嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、應用的教材中，對于液晶屏的程序設計也只是初始化和測試的編程，沒有進一步的應用開發(fā)。所以選擇了該畢業(yè)設計題目，以完善液晶屏的漢字顯示功能。 在選定了畢業(yè)設計題目之后，隨著開發(fā)研究的不斷深入，主要完成了以下工作： 首先，對三種常用的嵌入式操作系統(tǒng)進行了分析比較，對項目開發(fā)是否選用操作系統(tǒng)提出了自己的見解，結合本次畢業(yè)設計的實際應用，選擇了不使用操作系統(tǒng)而是利用Bootloader引導的方法。 其次，選定硬件開發(fā)系統(tǒng)后，把單片機的傳統(tǒng)調試方法與ARM的邊界掃描技術進行了分析比較，并在實際應用開發(fā)中采用了邊界掃描技術。 再次，由于在C語言程序運行前需要加入一些必要的初始化代碼，于是又完成了對44binit.s初始化程序的分析與設計。 最后，在編寫漢字顯示程序時，采用了讀取字庫法顯示漢字方案和讀取字模數據輸出漢字方案分別實現了液晶屏的漢字顯示，并取得了良好的效果。 本文不但說明了如何利用ARM處理器實現液晶屏的漢字顯示，還講述了開發(fā)ARM處理器應用程序的一個完整的過程。隨著嵌入式技術的不斷普及，對ARM處理器的學習、應用、開發(fā)都有一定的幫助作用。
上傳時間： 2013-04-24
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電路分析是每個硬件工程師必備手段，如何分析好電路才能設計出更好的電路
標簽： 電路分析基礎
上傳時間： 2013-04-24
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光纖布拉格光柵(Fiber Bragg Grating)傳感器是近幾年光纖傳感技術領域的研究熱點，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)在一起構成光纖光柵陣列，實現分布式傳感，這是其他傳感元件所不及的。 本文設計了光纖光柵傳感網絡可調諧法布里-珀羅(Fabry-Perot)腔解調測試系統(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技術，分析和比較了幾種常見的波長解調方法，由于F-P腔調諧范圍寬，可以實現多點測量，因此決定采用可調諧F．P腔法進行信號解調。對可調諧 F-P腔解調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進行了優(yōu)化設計。在電路部分，首先設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，復位電路，串口電路，JTAG 調試接口，數碼管顯示等。軟件方面，設計了相關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測試系統(tǒng)的信號進行實驗驗證，得出實驗數據，經過分析驗證了該解調測試系統(tǒng)的可行性。
上傳時間： 2013-05-26
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在利益的驅使下，超限運輸在世界各地已成為了普遍現象。這給國家?guī)砹酥T多經濟和社會問題。實踐證明動態(tài)稱重系統(tǒng)（WIM）能有效地抑制超限運輸，但同時也存在部分問題，這些問題的解決有賴于國家相關法規(guī)的出臺，也有賴于關鍵測量設備（WIM系統(tǒng)）性能的提高。 由于應變式稱重傳感器容易受到各種環(huán)境干擾，對環(huán)境適應性差，課題采用光纖Bragg光柵傳感器(FBG)作為稱重傳感器，它具有很強的抗干擾性，利于提高系統(tǒng)測量精度。使用光纖傳感器的關鍵是波長解調技術，本文在比較了幾種常見解調技術的前提下，結合課題的實際情況選用了基于F-P腔可調諧濾波解調方法，文章在分析該解調方法原理的基礎上，設計了解調器中的各個硬件電路模塊；此外，為了提高數據采集、傳輸的效率，文章還對數據緩沖電路進行了設計，在電路中引入了換體存儲及DMA傳輸技術。 鑒于動態(tài)稱重信號為短歷程信號并且包含各種各樣的噪聲，稱重算法的研究也是本課題要解決的重要內容。本文在分析了稱臺振動及已有先驗知識的基礎上，將小波分析、LM非線性擬合算法及殘差分析相結合應用在動態(tài)稱重系統(tǒng)中，為了驗證算法的有效性，利用MATLAB對實測數據進行了仿真分析，結果表明該算法能夠提高測量精度。 提高動態(tài)稱重系統(tǒng)性能指標的另一方面是提高系統(tǒng)運行的軟硬件平臺。課題采用的核心硬件為Xscale ARM平臺，處理器時鐘可高達400MHz；軟件上采用了多用戶、多任務的Linux操作系統(tǒng)平臺。文章對操作系統(tǒng)linux2.6進行了合適的配置，成功地將它移植到了課題的ARM平臺上，并且在此操作系統(tǒng)上設計了基于MiniGUI的人機交互界面及波長解調和數據緩沖電路的驅動程序。
標簽： ARM 光纖傳感技術 動態(tài)稱重 系統(tǒng)研究
上傳時間： 2013-07-26
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嵌入式人臉識別系統(tǒng)建立在嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式硬件系統(tǒng)平臺之上,具有起點高、概念新、實用性強等特點。它涉及嵌入式硬件設計、嵌入式操作系統(tǒng)應用開發(fā)、人臉識別算法等領域的研究；嵌入式人臉識別系統(tǒng)攜帶方便、安裝快捷、機動性強,可廣泛應用于各類門禁系統(tǒng)、戶外機動布控的實時監(jiān)測等特殊場合,因此對嵌入式人臉識別的研究工作具有突出的理論意義和廣泛的應用前景。 本文是上海市經委創(chuàng)新研究項目《射頻識別RFID系統(tǒng)-自動識別和記錄人群的身份》(編號：04-11-2)與上海市科委AM基金項目《基于ARM和RFID芯片的自組織安全監(jiān)控系統(tǒng)的研制》(編號：0512)的主要研究內容之一。論文從構建自動人臉識別系統(tǒng)所需解決的若干關鍵問題入手,重點探討了基于嵌入式ARM微處理器的實時人臉檢測、關鍵特征定位、高效的人臉特征描述、魯棒的人臉識別分類器及自動人臉識別系統(tǒng)設計等問題的研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點表現在以下方面： 1實現了結合膚色校驗的Haar特征級聯(lián)分類器嵌入式實時人臉檢測,提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法。 復雜背景中的人臉檢測是自動人臉識別系統(tǒng)首先要解決的關鍵問題,通過對基于膚色模型和基于Haar特征級聯(lián)強分類器的人臉檢測算法的分析研究,綜合兩個算法的優(yōu)點,提出了基于膚色模型校驗和Haar特征級聯(lián)強分類器的嵌入式實時人臉檢測算法。實驗結果表明,該算法不僅解決了復雜背景中的類膚色和類人臉結構問題,而且具有較高的檢測率和較快的檢測速度,同時對光照、尺度等變化條件下的人臉檢測也具有較強的魯棒性。 人眼檢測與瞳孔定位在人臉歸一化和有效人臉特征抽取等方面起著非常重要的作用,為了快速檢測人眼并精確定位人眼瞳孔中心,論文提出了基于人臉約束的人眼Haar特征RSVM級聯(lián)分類器人眼檢測算法和基于遮罩掩磨與橢圓擬合的瞳孔定位算法,首先利用人眼檢測分類器在人臉區(qū)域內完成對人眼位置的檢測,然后通過對檢測到的人眼進行遮罩掩磨、簡單圖像形態(tài)學變換及橢圓擬合實現瞳孔中心的精確定位。測試結果表明該算法只需幾百毫秒便能完成人眼檢測與瞳孔中心定位整個過程,在保證檢測速度較快的同時,還能確保較高的定位精度。 2 針對傳統(tǒng)線性判別分析法存在的小樣本問題(sss),通過調整Fisher判別準則,實現了自適應線性判別分析算法及相應的人臉識別方法人臉識別中的小樣本問題使線性判別分析算法的類內散布矩陣發(fā)生嚴重退化,導致問題無法求解。本文在人臉識別小樣本問題的基礎上,通過調整Fisher判別準則,利用類間散布矩陣的補空間巧妙地避開類內散布矩陣的求逆運算,通過訓練集每類樣本的樣本數信息自適應改變調整參數,實現了自適應線性判別分析算法,實驗結果表明,該算法能有效解決人臉識別中的小樣本問題。 3 提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,有效地解決了Gabor特征抽取維數過高的問題。 Gabor小波對圖像的光照、尺度變化具有較強魯棒性,是一種良好的人臉特征表征方法。但維數過高的Gabor特征造成應用系統(tǒng)的維數災難,為解決Gabor特征的維數災難問題,論文第四章提出了基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取算法,該算法不僅有效地降低了人臉特征向量維數,縮小了人臉特征庫的規(guī)模,同時降低了核心算法的時間和空間復雜度,而且具有與傳統(tǒng)Gabor特征抽取算法同樣的魯棒性。 4 結合有效人臉區(qū)域的Gabor特征抽取、自適應線性判別分析算法和基于支持向量機分類策略,提出并實現了基于支持向量機的嵌入式人臉識別和嵌入式人像比對系統(tǒng)支持向量機通過引入核技巧對訓練樣本進行學習構造最小化錯分風險的最優(yōu)分類超平面,不僅具有強大的非線性和高維處理能力,而且具有更強的泛化能力。本文研究了支持向量機的多類分類策略和訓練方法,并結合論文中提出的基于有效人臉區(qū)域的Gabor特征提取算法、自適應線性判別分析算法,首次在基于Windows CE操作系統(tǒng)的嵌入式ARM平臺中實現了具有較強魯棒性的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)。 5 提出并初步實現了基于客戶機/服務器結構無線網絡模型的遠距離人臉識別方案為解決嵌入式人臉識別系統(tǒng)在海量人臉庫中進行識別的難題,論文提出并初步實現了基于客戶機/服務器結構無線網絡模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 客戶機(嵌入式平臺)完成對人臉圖像的檢測、歸一化處理和人臉特征提取,然后通過無線網絡將提取后的人臉特征數據傳輸到服務器端,由服務器在海量人臉庫中完成人臉識別,并將識別后的結果通過無線網絡傳輸到客戶機顯示輸出,從而實現基于客戶機/服務器無線網絡模型的嵌入式遠距離人臉識別方案。 6 結合我們開發(fā)的基于ARM的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng),從系統(tǒng)設計的角度探討了在嵌入式系統(tǒng)中進行人臉識別應用設計的思路及應該注意的問題雖然嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能很大程度上取決于高效的人臉特征描述和魯棒的人臉識別核心算法。但是,嵌入式系統(tǒng)的設計思想對嵌入式人臉識別系統(tǒng)的性能影響同樣值得重視。本文第六章重點闡述了嵌入式自動人臉識別應用系統(tǒng)的設計思路,并結合我們自主開發(fā)的嵌入式自動人臉識別系統(tǒng)和嵌入式人像比對系統(tǒng)從系統(tǒng)設計的角度探討了嵌入式人臉識別應用系統(tǒng)設計中應該注意的關鍵技術問題。 結合本文提出的算法我們在PC上完成對人臉識別分類器的訓練,然后在嵌入式ARM開發(fā)平臺上實現了嵌入式自動人臉識別、嵌入式人像比對兩個便攜式人員身份認證系統(tǒng),經測試運行效果良好。所提出的人臉識別算法不僅具有一定的理論參考價值,而且對于嵌入式系統(tǒng)應用開發(fā)、AFR應用系統(tǒng)開發(fā)也具有一定的借鑒意義。
上傳時間： 2013-05-18
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分析了大功率逆變電源IGBT關斷時產生電壓尖峰的機理,并對影響電壓尖峰的主要因素進行了分 析。通過應用疊層復合母排可以降低主電路母線的分布電感,設計合理的吸收電路能夠改善開關器件的開關軌跡, 抑制尖峰電壓,使開關器件運行在可靠的工作范圍內。仿真結果驗證了吸收電路的有效性。
上傳時間： 2013-05-25
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