干式变压器数据采集与控制系统的设计

介绍了一种基于V/F变换的高精度干式变压器数据采集与控制系统 ,采用LM2 3 1A/F变换芯片和89C5 2单片机实现工业现场测量对象的A/D转换。V/F变换器具有高精度 ,高线形度 ,且外围电路简单的特点。采用单片机直接与V/F变换器连接进行A/D转换 ,不需要额外的硬件电路 ,充分利用硬件资源 ,精心设计软件 ,系统分辨率可达 12位 ,转换精度可达 0 .0 2 %。当传感器与上位机距离较远时 ,可以采用RS -4 85接口或无线数据发送 /接收模块实现远距离的数据通信     

电力系统交流电参量检测系统的研究

文章提出了电力系统中交流电参量检测系统软硬件设计。硬件设计采用了同步采样法,同步信号由4046构成的锁相倍频电路实现;信号的采集主要由互感器和运放构成的转换电路完成;AD转换采用的是12位的AD574A芯片完成;采集的电压、电流数据经单片机处理后由RS232构成的串口上传至上位机。软件部分是以下位机采集的数据为检测对象,用数字信号处理技术对采样的数据进行分析,用DELPHI进行编程,实现电参量分析及显示功能。     

基于FPGA的现场数据采集无线传感器设计

针对大型试验现场数据采集具体应用,采用FPGA器件Cyclone芯片作为核心处理器件,利用Cyclone控制A/D转换芯片AD1674执行采样控制,在QuartusⅡ平台下执行软件编程实现正确的A/D转换的工作时序控制流程,并在FPGA片内实现对AD采样后的数据实现串行结构FIR滤波处理。又设计了FPGA对nRF2401的逻辑接口,以通过射频链路向外传输数据。     

基于STM32和SIM900A车载通讯系统的设计与实现

采用基于ARM Cortex–M3内核的主流产品STM32系列单片机作为微控制器和SIM900A模块作为通信芯片,设计完成一套车载通讯系统。在SIM900A模块AT指令系统基础上,实现了车载终端的语音播报与通话功能,并通过串口完成SIM900A与微控制器的数据传输。利用GPRS无线网络进行远程数据传输,对车辆的行驶状况和驾驶员的工作状态进行实时监控与预警,对大幅降低交通事故具有积极意义。     

基于DSP的单相电能表现场校验仪设计

本文设计了一种高精度、低成本的单相电能表现场校验仪。该校验仪硬件系统以数字信号处理器TMS320F2812为核心,主要包括交流电压电流采样、A/D转换、功率/频率转换和人机接口等电路。软件系统以CCS2000为平台,采用C语言编程实现。实验表明该装置精度达到0.2级。     

多总线并行输入的多通道高速采集系统

本文提出了多路模拟数据采集系统的一种新的结构型式——多总线并行输入结构。这种结构能大幅度提高数据采集速率,对高速单次瞬态信号有较强的捕捉能力。在每通道最高速率和通道数方面有较好的扩展性能。在采用转换时间为15μs 的 A/D 芯片时。每一模拟通道的采集速率最高可达50kHz。若采用更快的 A/D 芯片,采集速率还可以进一步提高。     

基于STM32的嵌入式智能视觉数字识别实验装置

开发了一种基于STM32的嵌入式智能视觉数字识别实验装置,该实验装置实现了对数字字符的视觉识别。基于STM32的嵌入式数字识别实验装置采用了MDK5软件进行开发,其中包括获取图像信息、图像信息预处理、定位图像的数字字符区域、分割字符及归一化、识别字符等。嵌入式数字识别实验装置可以定位图像的数字字符区域,对字符区域的数字字符进行识别,将识别出的数值通过ESP8266-WiFi模块,可实时发送到手机端。该实验装置融合了机器视觉、数电、模电及单片机应用等多方面的知识,具有一定的延展性和创新性,可锻炼学生的实践能力和创新能力,有利于培养具有工程应用及技术创新能力的高素质复合型新工科人才。     

基于LabVIEW的超声扫查仪数据采集系统设计

根据材料超声扫查检测需要,开展了超声扫查仪部分硬件设计及基于LabVIEW开发环境的上位机软件的数据采集部分设计工作。通过探头、数据采集卡、触发电路以及声波接收装置共同组成超声信号采集的硬件主要部分,利用上位机软件对超声信号进行采集再送入基于PC机的上位机中,并在PC机中运用虚拟仪器以及计算机的强大功能,进行信号分析、数据处理以及图形化显示等,实现数据信号的处理。最后,通过该系统进行某试块超声实验的信号采集,用软件进行信号的分析与处理,以验证该系统运行的可行性。研究结果证明:该系统性能运行良好,成本低和可靠性高。     

基于图像的手势识别 MP3播放器的应用

在人工智能系统中,计算机视觉图像识别是一个重要的组成部分。因此基于视觉图像的手势识别研究具有非常重要的理论意义和十分广阔的应用前景。本文以STM32为处理器,主要完成图像处理和指令控制,采用摄像头捕捉手的运动轨迹,通过图像算法识别手的运动方向,图像采集后通过摄像头自带的FIFO缓存,其输出格式为RGB图像,MCU只需要调用FIFO的数据即可进行后续的图像信号处理。在手势识别研究的基础上,结合手势识别MP3播放器的应用背景,实现通过手势控制播放器的开启、调节音量和音乐切换等功能。测试结果表明,本文方法对手势识别具有较好的效果。     

基于LAN的八通道任意波形发生器设计与实现

针对航空航天电子测量领域实验阶段需要模拟多通道任意波形信号的测试需求,设计了一种基于LAN和FPGA的八通道任意波形发生器。该任意波形发生器以LAN为通信接口,采用微控制器STM32F427为主控核心,控制网络芯片实现网络通信,并根据上位机的控制命令,设置任意波形发生器的各种参数。同时在FPGA内构建八通道DDS处理模块,经高速D/A和模拟处理电路输出八通道任意波形。该系统可同步输出幅度、频率、相位和波形类型可调的八通道任意波形,能通过网络通信接口下载任意波形,输出正弦波时模拟带宽可达30 MHz,幅度可达10 V。经测试结果表明,该任意波形发生器体积小、稳定性高,各通道输出信号参数均可灵活设置,可以满足航空航天系统多通道模拟测试的需求。     

基于TCP/IP的远程微小电阻监测仪设计

针对野外环境中的金属材料腐蚀状态监测的需要,提出了一种基于TCP/IP的远程微小电阻监测方案。监测仪硬件主要由STM32F4微处理器、交流恒流源、数据采集、网络通信等模块组成,微小电阻的测试原理采用数字互相关算法,将采集到的标准电阻的交流电压值和被测电阻的交流电压值分别与同频率的正弦波参考信号作数字互相关运算后,滤除测量信号中的噪声影响,然后运用欧姆定律求得被测电阻的值,再通过网络将测量出的电阻值上传至上位机进行实时监测。实验结果表明:监测系统可以实现1μΩ~2Ω范围内微小电阻的高精度测量,通过远程服务器程序控制可实现定时、远程的自动检测,为远程金属材料腐蚀状态实时监测提供了一种途径。     

离心风机进出口三维流场的实验研究

文本将适用于单倾斜热线的周期多点采样技术和适用于五孔探针的集平均采样技术结合在一起,开发了一套适用于二者的数据采集和实时处理系统。该系统主要由探针(热线和五孔探针)、坐标架机构、采样同步脉冲发生系统、数据采集和转换系统、接口电路和 IBM 计算机组成。在 IBM 计算机的控制下,探针可由坐标架上的步进电机驱动作必要的转动和移动,采样同步脉冲启动 A/D 转换用以保证采样点的准确同步。利用该系统,成功地对离心风机叶轮进出口处的三维平均流场进行了测量,获得了叶轮进口无叶区的子午面速度分布和叶轮出口处的相对速度分布,并对试验获得的详细数据进行了分析。     

基于F-P腔可调谐滤波器的FBG振动传感系统

通过F-P腔可调谐滤波器和宽带光源产生窄线宽光源,并通过调节F-P腔滤波器使窄线宽光源工作于光纤布拉格光栅(Fiber Bragg Grating,FBG)反射谱的边缘,从而实现了基于FBG的振动传感系统。通过STM32产生F-P腔可调谐滤波器的驱动电压,采用数据采集卡(DAQ)采集光电探测器的输出信号,用基于LabVIEW开发的上位机软件实现显示振动信号的时域波形和频谱。同时,通过研究F-P腔可调谐滤波器的动态漂移特性,发现预加电压可以减弱动态漂移对系统性能的影响。最后,将商用的电振动检测系统的测试结果与本文系统的测试结果进行了比较,结果表明:当振动频率小于100 Hz时,本研究的实验系统相对误差小于3%。     

基于LPC2214的传感器网关设计

针对物联网上数据信息传输的正确性、实时性及安全性要求,在对标准TCP/IP协议进行分析的基础上,提出了一种适应物联网需求的嵌入式传感器网关设计方案。对标准TCP/IP协议进行了裁剪并给予实现,设计了面向物联网的传感器网关的基本构造和网络模块的接入电路,并将嵌入式操作系统μC/OS-Ⅱ移植到性能优异的32位ARM核微处理器LPC2214上。研究结果表明:该传感器网关可有效地应用于物联网中局部传感网的数据转换,使其能够在互联网上进行传输,具有结构简单、成本低、性能可靠等优点。     

适用于海洋平台结构的随机疲劳试验数控系统的设计

为了解决海洋平台结构的疲劳载荷模拟问题,根据平稳随机过程的功率谱密度同结构疲劳损伤间的关系,论证了用随机振动模拟疲劳载荷的可行性,设计了双机随机振动控制系统。该系统以IBM-PC为主机,以Z80CPU为从机。两机间用双向8位并行口通讯,采取松耦合方式共享存储器来交换数据。主机承担信号随机化、谱估计、谱修正等数据处理任务及通讯管理,从机负责输出激励信号和数据采集。在计算机和疲劳试验机之间还专门设计了I/O接口电路。该数控系统已用于疲劳试验,可进行200Hz以下的低频随机振动控制,也可推广应用于海洋平台以外的低频随机振动控制。     

基于新型光纤智能结构的远程监控物联网系统设计

针对现有光纤智能结构自诊断、自修复系统存在的问题,提出并设计了一种基于ARM和GPRS的液芯光纤智能结构的远程监控物联网系统,系统主要包括光源、液芯光纤智能结构、光电检测模块、A/D转换模块、ARM微控制器、GPRS无线通信模块、Internet和监控中心服务器。其中液芯光纤智能结构是由特制的液芯光纤埋入复合材料中构成,采用GPRS无线通信技术,结合以S3C2440为核心处理器的ARM嵌入式技术,同时在监控中心采用自主设计的监控可视化软件直接输出结果,具有直观可靠、控制简单等优点。本文还对液芯光纤智能复合材料结构进行承载实验研究,并采用BP神经网络理论对实验数据进行分析和载荷位置判定,研究结果表明该监控系统性能稳定且效果明显,对复合材料结构载荷位置能够作出准确判断,初步实现了复合材料结构的自诊断。     

无人直升机目标定位系统设计

为了提高无人直升机在自主飞行作业时的精确性,本文设计了一套获取无人直升机相对于任务目标飞行状态的测量系统。该系统采用机载激光雷达对无人直升机周围环境进行扫描建模,使用STM32作为微控制器设计硬件电路实现系统功能。提出一种针对性算法,对扫描范围内的环境数据进行处理与分析并解算出飞行状态。此外,还使用Labview进行上位机软件的开发,可以实时显示该系统测量得到的状态结果。实际测试结果表明,该系统可以准确获取无人直升机相对于任务目标的距离和方位角。     

多机测控系统在风洞试验研究中的应用

一种多计算机数据自动采集、处理和控制系统成功地应用于大迎角气动特性研究的风洞试验中,实现了大迎角非对称裁荷的主动控制和数据处理。系统主要由硬、软件两部分组成。硬件包括:中心计算机、控制机、A/D 转换器、接口等;软件包括:数据采集、处理、控制及其算法等程序。其中主动控制部分能满足目标函数的控制要求。且干扰、误动作影响小,工作可靠性强。具有适应范围广、实现容易、成本低等特点,为测控技术多机网络实现计算机风洞测控技术应用积累了实践经验,给风洞-计算机一体化的研究提供了技术资料。     

全并行结构FFT的FPGA实现

提出了一种基于FPGA实现的全并行结构FFT设计方法,采用X IL INX公司最新器件V irtex II P ro,用硬件描述语言VHDL和图形输入相结合的方法,在ISE 6.1中完成设计的输入、综合、编译及布局布线,并用M od-e lS im和M atlab对设计作了联合仿真。结果表明,通过利用FPGA器件中大量的乘法器、逻辑单元及存储器等硬件资源,采用全并行加流水结构,可在一个时钟节拍内完成32点FFT运算的功能,设计最高运算速度可达11ns,可实现对高速A/D采样数据的实时处理。     

基于P300信号的脑控机械手关键技术研究

针对传统P300字符输入系统信号通道多、计算量大等问题,提出一种利用贝叶斯框架下组稀疏约束的P300信号识别算法来提高脑控机械手效率的方法。首先利用能使字符按行列方式闪烁的计算机界面对受试者的视觉系统产生刺激,同时使用自采集设备记录脑电信号。之后在贝叶斯框架下建立基于P300的BCI解码模型,同时完成P300特征检测和脑电通道选择,避免了大量的交叉验证,提高了字符输入效率。然后根据P300字符识别结果,将其转化为对应的机械手命令,通过以太网通讯方式传输给机械手,最终完成对机械手的控制。实验结果表明,文章提出的方法能有利于提高P300信号特征检测的准确率和处理效率。