微處理器技術、傳感器技術和無線通信技術的進步，推動了無線數據采集系統的產生和發展。數據采集技術廣泛應用于雷達、通信、遙感遙測等領域。在各種信息的獲取中，對高速數據采集的需求非常廣泛。隨著測控技術的發展，對數據采集系統的智能化和網絡化水平也提出了更高的要求。并且由于通訊網絡的飛速發展，移動通信與實際應用的結合使得各種基于GPRS網絡的無線數據傳輸系統成為當前遠距離無線通訊領域最為廣泛的應用。本課題將廣泛應用的嵌入式控制器引入到數據采集系統設計中，并結合GPRS優秀的網絡特性，實現了一個低功耗、智能化、網絡化、軟硬件可根據具體測量任務適當裁減的無線高速數據采集平臺。 本設計采用32位ARM處理器S3C2410為核心器件，配以FPGA+DDRSDRAM高速數據采集模塊，GPRS數據通信模塊，在Linux嵌入式操作系統和應用軟件的支持下，實現了數字化高速采集，數字化無線數據網絡傳輸的現場數據采集系統。該平臺采集的現場數據主要為各種傳感器輸出的電壓模擬量。前端數據采集模塊的FPGA控制高速AD轉換器將輸入的模擬量信號采集后，存儲在由DDRSDRAM構成的大容量緩存中，再經過嵌入式系統中的微控制器進行各種處理，然后將處理結果保存在ARM系統的SDRAM內存，最后通過在ARM系統模塊擴展的GPRS模塊，將采集到的數據通過GPRS網絡發送出去。 IAnux由于其代碼開放性以及強大的網絡功能等特點，在許多的嵌入式網絡設備中有著廣泛應用，與其他的嵌入式操作系統相比，具有著更多的優勢。因此本課題將其作為硬件平臺的操作系統。基于ARM的嵌入式數據采集與處理系統結構清晰、通用性好、可擴展性強，可為各種嵌入式應用提供一套完整的硬、軟件解決方案，在工業測量與控制領域具有較為廣闊的應用前景。
上傳時間： 2013-04-24
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圖像采集和處理技術在機器視覺和圖像分析等諸多領域應用十分廣泛，大部分情況下，采集卡只需將前端相機捕獲的圖像信息正確地傳回計算機即可。但是在要求較高的應用場合需要采集卡能準確控制外部光源和相機，完成圖像采集，預處理，數據傳輸。只有這樣，用戶才可以根據不同的興趣和需求對特定的某些圖像進行采集、傳輸以及處理，以達到某種分析目的。 本文根據國家985二期項目“三維粒子圖像測速系統”的圖像采集與處理需要，設計開發了一款以FPGA為核心控制芯片的嵌入式圖像采集卡。采集卡以FPGA為邏輯和算法實現的核心器件，不僅實現了傳統意義上的圖像采集，而且實現了CCD相機控制和激光器同步曝光功能，打破了以往單純靠增加硬件設備實現同步控制的方法，簡化了系統硬件結構并節約系統成本。此外，在系統中嵌入了圖像增強算法和采用PCI接口與計算機連接滿足了高速采集的要求。同時，采用市場上廣泛應用的Camera Link作為采集卡的圖像輸入接口，提高了系統的通用性、傳輸速率和抗干擾能力，簡化圖像獲取設備和模擬攝像頭之間需要視頻解碼等連接。具有嵌入式處理功能，光源同步和相機控制的采集卡將使機器視覺系統，圖像測速等諸多領域的圖像采集應用變得更為便捷。 論文首先對圖像采集卡系統的組成、整體方案和可行性進行了論證。然后給出了圖像采集卡的硬件設計。在此部分結合整體設計方案，討論芯片的選型問題。根據所選芯片的本身特點，分模塊地對圖像采集卡的硬件設計原理進行了詳細的闡述。接下來是圖像采集卡的軟件設計部分。用VHDL和原理圖結合的方法對FPGA進行編程，實現了圖像采集系統的各個功能模塊。根據圖像采集系統的要求用DriverWorks軟件設計了圖像采集卡的WDM底層驅動程序和上層應用程序。最后是用FPGA實現了帶修改參數的硬件嵌入式圖像處理算法——圖像增強。論文中使用QUARTUS軟件嵌入的邏輯分析儀SignalTap對FPGA設計的模塊進行了硬件調試，給出了調試的時序圖和調試結果，經測試分析該采集卡滿足“三維粒子圖像測速系統”的要求，達到了預期目標。
上傳時間： 2013-04-24
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目前，數字信號處理廣泛應用于通信、雷達、聲納、語音與圖像處理等領域，信號處理算法理論己趨于成熟，但其具體硬件實現方法卻值得探討。FPGA是近年來廣泛應用的超大規模、超高速的可編程邏輯器件，由于其具有高集成度、高速、可編程等優點，大大推動了數字系統設計的單片化、自動化，縮短了單片數字系統的設計周期、提高了設計的靈活性和可靠性，在超高速信號處理和實時測控方面有非常廣泛的應用。本文對FPGA的數據采集與處理技術進行研究，基于FPGA在數據采樣控制和信號處理方面的高性能和單片系統發展的新熱點，把FPGA作為整個數據采集與處理系統的控制核心。主要研究內容如下： FPGA的單片系統研究。針對數據采集與處理，對FPGA進行選型，設計了基于FPGA的單片系統的結構。把整個控制系統分為三個部分：多通道采樣控制模塊，數據處理模塊，存儲控制模塊。 多通道采樣控制模塊的設計。利用4片AD7506和一片AD7862對64路模擬量進行周期采樣，分別設計了通道選擇控制模塊和A/D轉換控制模塊，并進行了仿真，完成了基于FPGA的多通道采樣控制。 數據處理模塊的設計。FFT算法在數字信號處理中占有重要的地位，因此本文研究了FFT的硬件實現結構，提出了用FPGA實現FFT的一種設計思想，給出了總體實現框圖。分別設計了旋轉因子復數乘法器，碟形運算單元，存儲器，控制器，并分別進行了仿真。重點設計實現了FFT算法中的蝶形處理單元，采用了一種高效乘法器算法設計實現了蝶形處理單元中的旋轉因子乘法器，從而提高了蝶形處理器的運算速度，降低了運算復雜度。理論分析和仿真結果表明，狀態機控制器成功地對各個模塊進行了有序、協調的控制。 存儲控制模塊的設計。利用閃存芯片K9K1G08UOA對采集處理后的數據進行存儲，設計了FPGA與閃存的硬件連接，設計了存儲控制模塊。 本文對FFT算法的硬件實現進行了研究，結合單片系統的特點，把整個系統分為多通道采樣控制模塊，數據處理模塊，存儲控制模塊進行設計和仿真。設計采用VHDL編寫程序的源代碼。仿真測試結果表明，此FPGA單片系統可完成對實時信號的高速采集與處理。
上傳時間： 2013-07-06
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提出了基于嵌入式技術CCD 采集系統的新方法,并以ARM微處理器和FPGA 芯片為核心設計了嵌入式CCD 采集系統,解決了傳統采集方法中系統過于龐大和復雜的問題,具有結構簡單、小型化和智能化的特點。試驗結果表明,該系統實現了CCD 輸出圖像的高速采集和實時顯示,數據采集速率達到5 MHz。
上傳時間： 2013-08-15
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在激光測距系統中，微弱回波信號的檢測處理一直是一個難題。本文主要討論了激光測距接收系統的實現方法，這種測距方法既適用于短距離的測量又適用于長距離的測量。首先介紹了脈沖式激光測距的原理，在此原理的基礎上，結合FPGA的高速信號處理能力，設計了高精度激光測距接收系統，并設計了回波信號接收與計數電路模塊。
上傳時間： 2013-10-19
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文中采用高精度AD芯片AD7891與C8051F040單片機組成高速數據采集系統，通過SPI總線，將AD7891與C8051F040直接連接，方便的實現了8路模擬量的高速采集和傳輸，并給出了SPI總線的接口電路及軟件設計。
上傳時間： 2014-12-30
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在激光測距系統中，微弱回波信號的檢測處理一直是一個難題。本文主要討論了激光測距接收系統的實現方法，這種測距方法既適用于短距離的測量又適用于長距離的測量。首先介紹了脈沖式激光測距的原理，在此原理的基礎上，結合FPGA的高速信號處理能力，設計了高精度激光測距接收系統，并設計了回波信號接收與計數電路模塊。
上傳時間： 2015-01-01
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針對流式細胞儀中大量數據高速采集、處理和傳輸的需求，設計了基于USB的高速數據采集系統，并以FPGA為邏輯控制的核心。介紹了整體設計思路、硬件總體架構和軟件流程。采用CY7C68013A的Slave FIFO數據傳輸模式滿足高速傳輸的需求，以應用程序下載固件的方式滿足儀器更新換代的需求。測試結果表明系統傳輸數據準確，傳輸速度可達25MB/s，對高速數據傳輸系統的設計開發具有一定的借鑒意義。
上傳時間： 2013-11-01
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提出了基于嵌入式技術CCD 采集系統的新方法,并以ARM微處理器和FPGA 芯片為核心設計了嵌入式CCD 采集系統,解決了傳統采集方法中系統過于龐大和復雜的問題,具有結構簡單、小型化和智能化的特點。試驗結果表明,該系統實現了CCD 輸出圖像的高速采集和實時顯示,數據采集速率達到5 MHz。
上傳時間： 2016-11-04
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本文以“某港口航道水深適時監測技術研究”項目為背景,針對港口水深測量系統中發射的水聲信號,采用基于GPS時間同步技術、以MCU+FPGA為核心控制單元的設計方案,設計了一套適用于工程實際的水聲信號數據采集與處理系統。該系統作為港口航道水深適時監測技術的重要部分,具有極為重要的意義。水聲信號數據采集控制的核心是FPGA,時序電路的設計采用VHDL語言實現。主要任務是控制ADC與FIFO的工作時序相互配合,實現水聲信號的高速采集與存儲。該數據采集系統位于港口航道的一側,水聲信號的發射端位于港口航道另一側,在同步技術方面,系統使用GPS技術來實現。發射換能器和數據采集與處理系統的處理器同時讀取GPS的時間信息,到達預設時刻時,水聲信號發射端和數據采集系統同時啟動,實現對水聲信號的異地同步采集。水聲信號數據的算法處理是由單片機實現的。數據采集完成之后,單片機讀取FIFO中的數據,并對其作信號的短時能量分析,判斷出水聲信號的起始點,然后將水聲信號的有效數據和水聲信號起始點的位置通過VHF發送到上位機。實驗測試證明,本文設計的數據采集與處理系統在采樣率為4MHz時工作穩定可靠,功耗低,測量精度高,具有較強的實用性,在水聲信號的采集與處理方面有著廣闊的應用前景。
標簽： 數據采集
上傳時間： 2022-06-04
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