隨著21世紀(jì)的到來,計算機(jī)技術(shù),信息處理技術(shù),半導(dǎo)體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展,人類社會進(jìn)入了信息化時代。與此同時,無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)也得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展,成為當(dāng)今國際上備受關(guān)注的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域。無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著很多的優(yōu)點(diǎn)和十分廣泛的應(yīng)用前景。在軍事,工業(yè),城市管理和監(jiān)控系統(tǒng)等重要領(lǐng)域都有潛在的使用價值。 無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)有著顯著的特征,例如:網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)能源有限;網(wǎng)絡(luò)帶寬有限;對處理速度要求較高等。由此可見,傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)無法應(yīng)用于無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)。MPEG-4,H.263,H.264等視頻編碼標(biāo)準(zhǔn),全是基于運(yùn)動估計補(bǔ)償實(shí)現(xiàn)的,計算量十分巨大,在能量,存儲空間和處理能力均有限的節(jié)點(diǎn)難以實(shí)現(xiàn)這類高復(fù)雜度的編碼算法。 本文針對無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)對視頻編碼算法的具體需求,提出一種基于運(yùn)動檢測的低復(fù)雜度視頻編碼算法。該算法只對當(dāng)前編碼幀中的運(yùn)動對象進(jìn)行編碼,并且以面向?qū)ο蟮慕Y(jié)構(gòu)輸出碼流。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,與H.264全I(xiàn)幀編碼相比,本文提出的算法編碼速度提高了約3倍,編碼性能提高了約2dB。與H.264基本檔次相比,雖然編碼性能略有下降,但是編碼速度平均提高了8倍左右。因此,本文提出的算法可以在編碼效率和編碼速度之間獲得很好的折衷,在一定程度上可以滿足無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的需求。 本文選用ALDVK_270作為硬件實(shí)驗(yàn)平臺。在分析算法結(jié)構(gòu)的同時,結(jié)合嵌入式系統(tǒng)的特點(diǎn),從算法,內(nèi)存,高級語言和匯編語言等幾個方面提出優(yōu)化方案,最終在ARM嵌入式平臺下實(shí)現(xiàn)了面向無線視頻傳感器網(wǎng)絡(luò)的低復(fù)雜度視頻編碼算法。測試結(jié)果表明,與優(yōu)化前相比,優(yōu)化后的編碼速度有了很大的提高,對于CIF格式的監(jiān)控視頻序列能夠滿足實(shí)時處理的要求。
標(biāo)簽: ARM 無線視頻 傳感器網(wǎng)絡(luò) 復(fù)雜度
上傳時間: 2013-07-26
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溫室技術(shù)是我國實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化的重要環(huán)節(jié),溫度是溫室中的重要環(huán)境參數(shù)。實(shí)時控制是指在規(guī)定的時間內(nèi),系統(tǒng)必須做出相應(yīng)的響應(yīng),是現(xiàn)代溫室控制發(fā)展的更高要求。隨著精細(xì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展,傳統(tǒng)的大棚已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代高精度、快速采集及響應(yīng)的要求,由于溫度的滯后性和難調(diào)控性,溫度實(shí)時控制一直是溫室控制的一大難題。 本課題整合了CPID與ARM的優(yōu)點(diǎn),提出運(yùn)用CPID硬件來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,移植實(shí)時操作系統(tǒng)到ARM來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜算法控制,采用高精度數(shù)字傳感器DS18820,并設(shè)計出混合PID模糊控制器來實(shí)現(xiàn)溫室的變溫管理,這對于現(xiàn)代溫室的智能化控制有著十分重要的實(shí)際意義。較傳統(tǒng)溫室,優(yōu)點(diǎn)在于(1)它改變以往依靠單片機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)傳感器周期性采集,改用CPID硬件產(chǎn)生數(shù)字傳感器所需的讀寫時序,這種“以硬代軟”的方案實(shí)時性好,且大大避免了軟件運(yùn)行時的不穩(wěn)定性、系統(tǒng)冗余等先天缺陷。(2)操作系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)多任務(wù)、多線程以及友好的人機(jī)界面。 試驗(yàn)以華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的華北型機(jī)械通風(fēng)式連棟塑料溫室為試驗(yàn)?zāi)P停x擇了ALTERA公司的EPM7128SLC84-15芯片和SAMSUNG公司的S3C44BOX芯片為目標(biāo)板,以PC機(jī)為宿主機(jī),設(shè)計了實(shí)時溫度控制平臺。 主要工作: (1)概述了溫度實(shí)時測控的必要性并介紹了CPLD、ARM技術(shù)及嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的發(fā)展。 (2)介紹了溫度采集模塊及CPLD與ARM通訊接口模塊的設(shè)計。 (3)通過ARM存儲模塊、LCD顯示模塊、串口模塊、Rt18019AS網(wǎng)口模塊、uClinux操作系統(tǒng)模塊等系統(tǒng)完成了本試驗(yàn)平臺。 (4)介紹混合PID模糊控制算法并通過Simulink工具箱進(jìn)行了仿真,得出混合PID模糊控制器較經(jīng)典PID控制具有更快的動態(tài)響應(yīng)、更小超調(diào)、抗干擾強(qiáng)的結(jié)論。 (5)最后,通過試驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了整套系統(tǒng)實(shí)時采集的穩(wěn)定性及可靠性,指出了本課題的不足之處和待改善的問題。
標(biāo)簽: ARMCPLD 農(nóng)業(yè) 溫度 實(shí)時控制系統(tǒng)
上傳時間: 2013-04-24
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提出了一種基于微加速度計的無線慣性鼠標(biāo)的設(shè)計方案。該方案以微加速度計ADXL213 作為信號檢測元件,并采用低功耗處理器MSP430F135 和RF 芯片nRF401 進(jìn)行信號處
標(biāo)簽: micro-accelerometer inertial wireless Design
上傳時間: 2013-04-24
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MAX813L:低成本的微處理器保護(hù)電路芯片:1、MAX813L 的引腳配置(如圖一和圖二所示):2、MAX813L 的應(yīng)用電路:⑴MAXIM 公司推薦的原始應(yīng)用圖例 ⑵
上傳時間: 2013-04-24
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汽車儀表總成是汽車和駕駛員進(jìn)行信息交互的窗口。傳統(tǒng)的汽車儀表總成采用了大量機(jī)械器件、模擬電路和少量簡單數(shù)字電路的方式設(shè)計。它體積大,精確和穩(wěn)定性低,顯示信息少,控制按鈕繁復(fù)。本項(xiàng)目以當(dāng)前主流的嵌入式技術(shù)為基礎(chǔ),設(shè)計了一種以大尺寸LCD觸摸屏為主要顯示控制界面,以CAN總線和其他接口為信息采集渠道,以高速嵌入式ARM9微控制器為處理單元的車載信息顯控終端。 作者在該項(xiàng)目中負(fù)責(zé)車載信息顯控終端的樣機(jī)設(shè)計,用Prote199完成原理圖和PCB圖的設(shè)計,編寫測試程序?qū)χ饕布M(jìn)行測試。軟件上移植Linux操作系統(tǒng)并編寫LCD驅(qū)動程序。 論文設(shè)計的車載信息顯控終端以SAMSUNG公司S3C2410ARM9微控制器為核心,以Microchip公司的MCP2515芯片為CAN總線控制器,以Sharp公司LQ080V3DG01型號的8英寸LCD屏為顯控接口。存儲器方面外擴(kuò)了NOR FLASH、NAND FLASH、SDRAM。接口方面設(shè)計了CAN、USB、RS232、以太網(wǎng)等標(biāo)準(zhǔn)接口,和GPIO、AD等接口。軟件上本車載信息顯控終端采用自行剪裁移植的Linux操作系統(tǒng),并移植了相應(yīng)的LCD驅(qū)動程序。 論文主要闡述了車載信息顯控終端的硬件設(shè)計,詳細(xì)分析了Linux在S3C2410微控制器系統(tǒng)上的移植,并將在軟硬件調(diào)試過程中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)與大家分享。 本車載信息顯控終端是對汽車儀表總成數(shù)字化和虛擬化顯示控制的一個有益嘗試,離最后的實(shí)用化和產(chǎn)品化還待進(jìn)一步研究。
上傳時間: 2013-05-30
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FPGA器件在通信、消費(fèi)類電子等領(lǐng)域應(yīng)用越來越廣泛,隨著FPGA規(guī)模的增大、功能的加強(qiáng)對時鐘的要求也越來越高。在FPGA中嵌入時鐘發(fā)生器對解決該問題是一個不錯的選擇。本論文首先,描述并分析了電荷泵鎖相環(huán)時鐘發(fā)生器的體系結(jié)構(gòu)、組成單元及各單元的非理想特性;然后討論并分析了電荷泵鎖相環(huán)的小信號特性和瞬態(tài)特性;并給出了電荷泵鎖相環(huán)器件參數(shù)的計算表達(dá)式。其次,研究了環(huán)形振蕩器和鎖相環(huán)的相位噪聲特性。由于噪聲性能是時鐘發(fā)生器設(shè)計中的關(guān)鍵指標(biāo),本工作對此進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。相位噪聲和抖動是衡量時鐘信號的兩個主要指標(biāo)。文中從理論上推導(dǎo)了一階鎖相環(huán)的噪聲特性,并建立了由噪聲分析抖動和由抖動分析噪聲的解析表達(dá)式關(guān)系,并討論了環(huán)路低噪聲設(shè)計的基本原則。在前面討論和分析的基礎(chǔ)上,利用Hynix0.35umCMOS工藝設(shè)計了200MHz電荷泵鎖相環(huán)時鐘發(fā)生器,并進(jìn)行了仿真。設(shè)計中環(huán)形振蕩器的延遲單元采用replica偏置結(jié)構(gòu),把延遲單元輸出擺幅限定在確定范圍,尾電流源采用cascode結(jié)構(gòu),增強(qiáng)電路對電源和襯底噪聲的抑制作用。通過增加限流管,改善電荷泵中的開關(guān)的非理想特性。
標(biāo)簽: FPGA 200 MHz 內(nèi)嵌
上傳時間: 2013-04-24
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該文利用FPGA技術(shù),設(shè)計了全概率寬帶數(shù)字接收機(jī)的實(shí)驗(yàn)平臺,并在其上提出了數(shù)字接收機(jī)實(shí)現(xiàn)的可行性方法,以及對這些方法的驗(yàn)證.該文的主要貢獻(xiàn)和創(chuàng)新有以下幾個方面.提出了并行結(jié)構(gòu)算法的工程實(shí)現(xiàn),討論了解決前端采樣的高速數(shù)據(jù)流遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過后端DSP處理能力問題的可行性方法.利用多相濾波下變頻的并行結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使濾波器能夠以高效的形式實(shí)現(xiàn),也使得后端的混頻能夠工作在一個較低的速率上.經(jīng)過多相濾波下變頻處理后的數(shù)據(jù),在速率和數(shù)量上都有大幅減少,達(dá)到了現(xiàn)有通用DSP器件的處理能力的要求.針對多相濾波下變頻與短數(shù)據(jù)快速測頻算法的特點(diǎn),用FPGA搭建了其實(shí)驗(yàn)?zāi)P?并利用微機(jī)EPP接口,對實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)板進(jìn)行控制并與其進(jìn)行數(shù)據(jù)交換.利用FPGA的在線編程特性,可以方便靈活對各種實(shí)現(xiàn)方法加以驗(yàn)證、比較.同時也給調(diào)試帶來了方便,可以每個模塊單獨(dú)調(diào)試而不用改變硬件結(jié)構(gòu),使調(diào)試效率大大提高.該平臺也可用來對其他數(shù)字處理算法進(jìn)行實(shí)現(xiàn)性分析與實(shí)驗(yàn).參考軟件無線電設(shè)計的概念和國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn),提出了多項(xiàng)濾波下變頻結(jié)構(gòu)的FPGA實(shí)現(xiàn).傳統(tǒng)的DDC通過數(shù)字混頻、濾波、抽取實(shí)現(xiàn)數(shù)字下變頻,在高速A/D和電子偵察環(huán)境條件下商用DDC不能使用.該文采用濾波器多相分解方法,按數(shù)字混頻序列劃分調(diào)諧信道,使用先抽取,后低通濾波,再混頻的數(shù)字下變頻結(jié)構(gòu),高效實(shí)現(xiàn)了變載頻帶通信號數(shù)字下變頻.結(jié)合多相濾波下變頻結(jié)構(gòu)、算法對測頻精度及速度的要求,提出了短數(shù)據(jù)快速測頻算法的具體實(shí)現(xiàn),使用流水線的設(shè)計方法,提高了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率,在盡可能短的時間內(nèi)提供多相濾波下變頻所需的載頻位置信息.以上兩部分的FPGA實(shí)現(xiàn)除了純粹的算法模塊外,還包括測試用的外圍模塊,以及運(yùn)行于實(shí)驗(yàn)平臺上的控制模塊、緩存、數(shù)據(jù)控制等.這些模塊也用FPGA來實(shí)現(xiàn).
標(biāo)簽: FPGA 寬帶 實(shí)驗(yàn) 射頻
上傳時間: 2013-06-22
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有線通信方式由于具有保密性高、抗干擾能力強(qiáng)在軍事通信中倍受青睞,因此,對軍用有線通信設(shè)備的研究和設(shè)計具有十分重要的戰(zhàn)略意義.TBJ-204型野戰(zhàn)20線程控交換機(jī)是一種小型背負(fù)式模擬空分程控用戶交換機(jī),用于裝備全軍各兵種的作戰(zhàn)、演習(xí)和緊急搶險等行動.該項(xiàng)目以該交換機(jī)為研究對象,在詳細(xì)分析原設(shè)備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能實(shí)現(xiàn)方式的基礎(chǔ)上,指出該機(jī)型在使用過程中存在技術(shù)相對陳舊、分立元件過多、可靠性和保密性不夠、體積大、重量大、維修困難等問題,同時結(jié)合系統(tǒng)的低功耗需求和優(yōu)化人機(jī)接口設(shè)計,本文提出基于"單片機(jī)+CPLD/FPGA體系結(jié)構(gòu)"的集成化設(shè)計方案:①在CPLD中實(shí)現(xiàn)信號音分頻和計時頻率生成電路、20路用戶LED狀態(tài)控制電路;②CPLD與單片機(jī)以總線接口方式實(shí)現(xiàn)譯碼、數(shù)據(jù)和控制信號鎖存功能的VHDL設(shè)計;③基于低功耗設(shè)計的器件選型方案和單片機(jī)待機(jī)模式設(shè)計;④人機(jī)接口的LCD菜單操作方式.該文詳細(xì)介紹了改型設(shè)備的研制過程,包括CPLD片內(nèi)功能設(shè)計實(shí)現(xiàn)、主控制板和用戶板各功能模塊工作原理和設(shè)計實(shí)現(xiàn)、各硬件模塊功能測試等,最后給出了局內(nèi)呼叫處理功能和話務(wù)員服務(wù)功能的軟件實(shí)現(xiàn)流程.文章結(jié)尾介紹了改型設(shè)備的系統(tǒng)性能,它將實(shí)現(xiàn)更高的可靠性、保密性和抗干擾能力,同時具備低功耗和小型化的優(yōu)點(diǎn).最后,該文總結(jié)了項(xiàng)目設(shè)計中使用的關(guān)鍵技術(shù),指出了設(shè)計的創(chuàng)新意義和將來的工作.
標(biāo)簽: CPLDFPGA 單片機(jī) 程控交換機(jī)
上傳時間: 2013-04-24
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高性能濾波器是現(xiàn)代信號處理的一種基本電路,傳統(tǒng)的設(shè)計思想和方法運(yùn)算量大,存在優(yōu)化復(fù)雜的缺點(diǎn)。本文采用Pspice 的仿真優(yōu)化工具對二階低通濾波器基于通帶寬度的目標(biāo)進(jìn)行了優(yōu)化和仿真,結(jié)果表明優(yōu)化目標(biāo)和仿
標(biāo)簽: Pspice 低通濾波器 優(yōu)化設(shè)計 仿真分析
上傳時間: 2013-06-25
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數(shù)字語音通信是當(dāng)前信息產(chǎn)業(yè)中發(fā)展最快、普及面最廣的業(yè)務(wù)。語音信號壓縮編碼是數(shù)字語音信號處理的一個方面,它和通信領(lǐng)域聯(lián)系最為密切。在現(xiàn)有的語音編碼中,美國聯(lián)邦標(biāo)準(zhǔn)混合激勵線性預(yù)測(MELP—Mixed Excited Linear Prediction)算法在2.4kb/s的碼率下取得了較好的語音質(zhì)量,具有廣闊的應(yīng)用前景。 FPGA作為一種快速、高效的硬件平臺在數(shù)字信號處理和通信領(lǐng)域具有著獨(dú)特的優(yōu)勢。現(xiàn)代大容量、高速度的FPGA一般都內(nèi)嵌有可配置的高速RAM、PLL、LVDS、LVTTL以及硬件乘法累加器等DSP模塊。用FPGA來實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號處理可以很好地解決并行性和速度問題,而且其靈活的可配置特性,使得FPGA構(gòu)成的DSP系統(tǒng)非常易于修改、測試及硬件升級。 本論文闡述了一種基于FPGA的混合激勵線性預(yù)測聲碼器的研究與設(shè)計。首先介紹了語音編碼研究的發(fā)展?fàn)顩r以及低速率語音編碼研究的意義,接著在對MELP算法進(jìn)行深入分析的基礎(chǔ)上,提出了利用DSP Builder在Matlab中建模的思路及實(shí)現(xiàn)過程,最后本文把重點(diǎn)放在MELP聲碼器的編解碼器設(shè)計上,利用DSP Builder、QuartusⅡ分別設(shè)計了其中的濾波器、分幀加窗處理、線性預(yù)測分析等關(guān)鍵模塊。 在Simulink環(huán)境下運(yùn)用SignalCompiler對編解碼系統(tǒng)進(jìn)行功能仿真,為了便于仿真,系統(tǒng)中沒有設(shè)計的模塊在Simulink中用數(shù)學(xué)模型代替,仿真結(jié)果表明,合成語音信號與原始信號很好的擬合,系統(tǒng)編解碼后語音質(zhì)量基本良好。
上傳時間: 2013-06-02
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