基于PCIe接口的高速ADC采集系统设计

随着现代电子技术的快速发展,数据采集被应用于各行各业,并且在雷达测控以及医疗成像等领域需要采样率达到Gsps级别.为了提高实时信号采集的速度与准确性,在考虑到实时性与通用性情况下,设计一种具有FMC接口、5 Gsps采样率、10位分辨率的数据采集系统.该系统利用Kintex-7系列芯片作为核心芯片,控制E2V公司的高速ADC芯片EV10AQ190,采集的数据经过多相滤波算法,通过PCIe总线传输至上位机.文中对数据采集系统的方案设计进行了阐述,对数据采集系统进行验证,并与Matlab仿真进行对比,结果显示该系统可以达到数据采集系统的设计要求.     

基于Cortex-M3和互联网的分布式测试系统设计

介绍了以Cortex-M3微处理器为核心、基于互联网的分布式测试系统,分析了系统的各部分功能。提出了分布式测试系统总体设计框架以及设计原则。并分别给出了分布式测试系统中主控制器模块、模拟输入输出模块和以太网接口电路模块等的硬件设计和该测试系统平台的软件模块设计。其中包括嵌入式软件和CPLD控制模块软件的设计。通过反复实验测试,该分布式测试系统运行效果极佳,能非常可靠的进行数据采集、控制、传输,采样率和采样精度也达到预期值。     

基于WSN的图像采集传输系统的设计

设计基于无线传感网的图像采集传输系统,该系统以支持ZigBee协议的CC2530模块为下位机主控模块,采用串口摄像头模块C328采集图像.上位机软件采用Visual C++6.0开发,实现图片浏览、拓扑显示、数据曲线、数据列表、错误日志等功能.为适应不同的传感器应用,为上位机与下位机之间的通信设计统一的帧格式.实验结果表明:该系统具有能耗低、自组织、易于扩展其他应用等优点,能很好地实现图像传输.     

局域网中文件分布式网络存储的设计和实现

以局域网用户对文件分布式存储的需求为实例,研究的分布式网络存储系统将局域网中的多台个人计算机组织起来,为用户提供一个可扩展、完整、大容量的虚拟存储空间和安全可靠的存储服务.本文介绍了该系统的设计思想和具体实现.     

一种基于消息中间件的协议一致性测试系统

针对传统的协议一致性测试系统多采用单机架构或基于某些特定的平台,缺乏足够的通用性和可扩展性的这些问题,本文提出并设计了一种基于消息中间件的协议一致性测试系统.利用面向服务架构的消息中间件实现分布式运行环境,不仅增强消息传输的效率和可靠性,还支持对消息传输流程的扩展和重组等.最后,通过实际的测试应用,验证了该系统的通用性、实时性和可扩展性.     

基于OSGi和RESTful技术的移动校园数据中间件的设计

在分析数字化校园应用的基础上,提出了基于OSGi和RESTful Web Services构建移动数字化校园数据中间件系统来获取现有的校园系统信息的方法,阐述了数据中间件的构架和设计.该系统采用Equinox服务框架和RESTful技术,智能采集校园系统信息并优化,同时考虑了后期的数据分析及应用扩展的问题.试验结果证明该数据中间件能很好地向移动应用提供数据支持,并且具有很好的用户体验感.     

基于J2EE的协同设计系统的体系结构研究

为了实现分布式协同设计,在对现有的协同模式进行分析的基础上,提出了一种基于J2EE和工程数据库的计算机支持的协同工作(CSCW)系统的实现结构.把系统数据分为全局数据和局部数据,而全局数据又划分为管理数据与工程数据,其中工程数据库管理系统采用Servlet/JSP/Bean,系统由全局数据进行控制,验证了分布式异步协同模式.采用Applet遵循CORBA协议与I-DEAS的通讯,验证了分布式同步协同模式.     

分布式X-Y平台数控系统设计

针对X-Y平台,设计了一种分布式数控系统,基于主从式结构,以下位机作为主控制计算机,通过其ISA总线接口扩展的PCL-726和PCL-833卡实现控制信号输出和位置信号采集,利用上位机监控系统状态和实时调整控制参数,采用串行通信的方法实现上位机和下位机互相传输数据.实验结果表明该系统可靠性、实时性和稳定性良好.     

基于FPGA的多通道可变采样率采集卡设计

本文介绍了一种以FPGA为控制核心的多通道可变采样率采集存储卡,通过采用两片多通道ADC独立采样、缓存和转化的方法,实现了对飞行器内部多样化参数的混合采集及存储。文章着重从系统各模块硬件电路和逻辑时序两方面进行研究设计,并对各模块进行了实际的分析和测试,结果表明该采集存储系统性能稳定,满足设计要求。     

时分采样实现三分量地震数据并行同步采集

为降低三分量地震信号并行同步采样系统功耗并压缩其体积,结合数字信号处理中的采样率变换理论,提出以时分采样系统实现三分量地震信号的并行同步采集方案;该方案通过对三组时分采样结果做三倍插值将其转换为并行同步采样序列,再经信号插值或抽取实现数据采样率由系统采样率向目标采样率的转换。误差分析表明该转换过程数值计算精度已优于系统硬件分辨率。该方案突出特点是可优化带限信号并行同步采样系统功耗和成本,提高系统性能。     

浅层地下流体保真取样技术及工程应用

开展地下流体取样作为地下环境保护的基础性工作,是实现地下能源可持续发展的关键性措施。通过对比国内外地下流体取样技术,气体推动式取样技术具有取样精度高,地层扰动小,具有分层连续取样的特点,是实现地下环境三维高精度连续监测的重要技术手段。通过分析国外气体推动式取样器的结构及应用情况,研发了浅层U型管分层取样系统,通过定制连接构件、封隔器、过滤渗析组件及储流容器,克服了应用深度有限、层间封隔性弱、易淤堵、场地适应性弱等难题,实现了定量、保压取样功能,并使得取样器更具标准化和规范化。目前,取样器在延长油田CCS-EOR示范项目进行安装应用,检测结果证明示范区未发生CO2泄漏。此外,该应用也验证了所研发的取样系统取样精度高、系统体积小、综合成本低等技术优势。通过搭接现场原位监测技术,浅层U型管分层取样装置可望形成地下流体环境实时监测预警平台,为我国地下水资源调查与评估、污染场地监测与修复、废弃物地质封存等环境工程领域提供技术支撑。     

弹载飞参高速测试系统关键技术分析与设计验证

针对某型制导炮弹发射与飞行过程中部分参数存在脉宽极窄的现象,弹载测试系统对采样率要求更高,而选用高采样率的模数转化器(ADC)存在设计成本高且难以满足实际所需的通道数量、采样率及采样精度等综合问题。基于低成本、小型化、可靠性高的原则,课题组提出了一种基于多ADC菊花链式设计的方法,解决了单ADC采样率局限的难题,高速数据流经过FPGA乒乓操作处理以减小缓存空间及速度的压力,实现了总体采样率成倍提高,设计了一种采样率高、采集精度高、通道多、体积小、成本低的弹载测试系统。该系统能够广泛适用于弹体空间狭小的环境,在不影响弹体自身装药量与打击效果的前提下,可靠地完成弹载试验测试任务。通过试验充分验证了该系统的功能有效性及测试准确性,具有一定的工程应用价值。     

基于CAN总线的可变频率采动应力实时监测系统设计

针对目前采动应力监测系统存在不足,比如油压传感器精度不高、采样频率固定和实时性差等特点,通过采用特殊应变材料、精密恒流源设计、多分辨率采样及CAN总线等方法设计的可变频率的采动应力实时监测系统较好地解决了以上问题,实时动态监测地应力的变化,揭示地应力的变化规律,对预防及防治类似灾害事故的发生提供对策以有力的支持,为煤矿的安全生产提供了的技术保障。     

多级抗混叠滤波器的优化设计

针对在大抽取率的情况下,采样率变换系统对抗混叠滤波器性能指标的高要求,讨论了采用多级变换实现大抽取率采样变换的工作原理,并利用MATLAB对多种分级组合时滤波器的阶数和乘法运算量进行了仿真分析,最后给出了实现多级采样率变换系统优化设计的基本原则.     

高压电气设备绝缘特性带电检测仪信号采集系统的研究

对高压设备绝缘特性带电检测仪信号有集系统的主要组成－电流传感器及波形采集系统进行了研究。阐明了电流传感器的设计思想，提出了波形采集系统的设计方案。讨论了传感器的电路结构及屏蔽措施，给出了在实验室条件下的试验结果。分析是出数据采集速率与带电测试准确度之间的关系。     

高速数据采集系统在ATEM中的实现

针对原TEM(Transient Electromagnetic)发射机在前端电流取样中存在的信号畸变问题,提出在发射线圈中串入纯电阻的解决方案;从数据反演出发分析指出准确记录发射电流下降沿波形,并根据该波形数据计算出发射电流值和电流关断时间;提出选用AVR(Advance Reduced Instruction)单片机AT90S8515,Maxim公司AD(Analog to Digital)芯片MX7821和IDT公司FIFO(First In First Out)芯片IDT7204设计实现一套1.65 Mbit高速数据采集系统,比原采集系统采样速率提高了2倍,采样精度提高了约400%.该系统已成功应用在ATEM(Array Transient Electromagnetic)发射机中,并在多次野外试验中证明,该系统工作稳定,达到了设计目的.     

基于随机滤波的雷达信号采样和目标重建方法

受奈奎斯特采样定理的约束,传统雷达在提高分辨率和满足实时性要求时,面临高采样率、快处理速度、大存储容量等问题的挑战。压缩传感理论指出,稀疏信号可通过其一组线性测量值重建得到原信号,在获得测量值时,采样率可低于奈奎斯特采样频率。值得注意的是,当测量矩阵的元素具有随机性时,测量矩阵和稀疏化矩阵在较大概率上满足压缩传感理论的测量要求,具很强的适应性。然而,随机测量矩阵在雷达系统中很难实现。本文提出一种基于随机滤波的雷达信号采样和目标重建的方法,该方法计算效率高,只需在传统雷达系统中稍加改动即可实现。计算机仿真验证了该方法的可行性。     

网络控制系统的变采样周期调度算法

综合考虑网络控制系统的误差、误差变化率、网络利用率及采样周期对系统性能的影响,设计了一种基于模糊反馈的变采样周期调度算法.该算法由网络利用率预测和采样周期调节两部分组成:网络利用率预测部分根据当前网络运行状况预测新的网络利用率;采样周期调节部分包含网络利用率分配和采样周期的计算.采样周期调节部分的网络利用率分配,用于重新分配各控制回路的网络利用率,分配时考虑系统各回路的误差和误差变化率,利用模糊控制理论调整各回路对网络的需求程度,完成分配;而采样周期计算是根据所得的网络利用率及数据的传输时间,动态调节系统各回路的采样周期.最后,结合EDF调度算法利用TrueTime工具箱对所研究的调度算法进行了仿真,结果表明采用本文所研究的变采样周期调度算法的控制系统性能要优于采用固定采样周期调度算法的控制系统性能.     

基于CPLD和DSP的不同采样速率多路数据采集系统的设计

针对星载电场探测仪星内信号采集与处理系统的应用需求,提出了一种新的基于CPLD和DSP的多路数据采集系统的设计方法,并通过系统设计验证此方法的可行性.该方法利用CPLD为DSP提供AD的数据和控制接口,屏蔽了不同AD的差异对DSP软件的影响,实现了硬件电路的模块化设计,从而有较好的可扩展性和可操作性.该系统有三路数据采集通道,使用了三种不同型号的AD进行采样,以实现不同的动态范围、采样速率与采样精度.通过仿真和系统验证证明了该方法的可行性和可操作性.