基于STM32和FPGA联合构建的特种设备行业高精度数据采集系统

在特种设备的控制和检测中,经常要对设备中连续时间变换运行参数进行实时采集。针对传统数据采集系统在采集精度与采集速率方面存在精度差,采集速率低,不能很好的采集高频信号、反映特种设备高速运行部件的准确信息,制约了特种设备安全风险管控和隐患排查治理的问题。本文利用STM32与FPGA芯片特性,设计了一种基于STM32和FPGA架构的高速采集系统,本系统采用高精度、大动态范围的AD9238芯片为核心进行AD转换保证了采样精度,通过FPGA的并行结构特性保证了采样速度,STM32进行逻辑控制与后级系统输出.阐述了系统整体结构,对关键硬件模块进行了设计,分析了关键数据流量处理过程,包括FPGA数据读取控制,FSMC总线数据传输,STM32数据传输控制等,最终对采集系统进行测试,测试表明本采集系统具备高采集精度与采集速率,能够很好的应用于特种设备的控制和检测中高频信号的采集.     

基于STM32光伏发电电能质量监测系统的设计

设计了一种基于STM32的低功耗、高性能的光伏发电电能质量监测系统,利用STM32丰富的外设资源与现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)灵活的操控性实现了对电力数据的多通道实时采集。其中,FPGA实现数据的采集与存储控制,STM32实现数据的处理和通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service,GPRS)通信控制。该系统能克服传统电能质量监测系统接口单一、数据存储空间有限、实时性差等问题。实验表明该系统能可靠地实现光伏电站运行情况的实时监测。     

基于Wi-Fi的风机轴承运行状态远程监测系统设计

为了解决对风机轴承运行状态方便实时监测,提出一种基于Wi-Fi的风机轴承运行状态实时监测系统方案。系统由信号采集模块与信号分析模块两部分组成,信号采集模块将MPU6050作为振动信号传感器,以STM32微控制器为核心,利用Wi-Fi传输技术将采集到的振动信号传输到信号分析模块中的上位机,上位机采用本征时间尺度分解(ITD)方法,对采集到的振动数据进行分析进而判断出轴承的运行状态。实验结果表明:系统能够实时有效地对风机轴承信号进行传输,提取到的特征信号能够反映风机轴承的运行状态。     

一种臭氧法检测土壤有机质的信号采集系统

设计了一种利用臭氧氧化法检测土壤有机质的信号采集系统,该系统采用ATmega16单片机作为嵌入式信号采集处理系统的核心芯片,光电转换模块则利用日本滨松光电倍增管来完成。系统通过RS-232串口与PC机通信,PC机软件实时接收嵌入式信号采集处理系统的采样数据。实验证明,系统运行可靠,达到了设计要求。     

陆地声纳无线数据采集系统研究

陆地声纳法主要应用在隧道施工地质预报方面,信号采集是地质预报的关键环节.将UCOS-Ⅱ移植到STM32单片机,并利用其进行采样控制.将采集到的数据通过无线模块发送给上位机进行数据处理.本文针对陆地声纳数据采集系统进行了设计.     

基于STM32的生理参数无线监测系统设计

为了能够及时发现病人的病情,对患有心血管类疾病的患者进行实时、有效的监护,设计实现了一种基于STM32的生理参数无线监测系统。系统由心电采集模块、血压采集模块、控制模块、数据发送模块和显示模块组成。心电信号由光电心率传感器SFH7050进行采集,血压信号由XGZP101SB1采集,通过STM32控制芯片对心电信号进行读取、滤波、运算等,再由蓝牙将生理参数数据无线传输到PC上位机。通过实验测得血氧器饱和度和心率值与专用医学监测仪误差在0.1%以内,血压测得平均误差在2%以内,结果表明该设计和医用设备有一致性,具有医学应用价值。     

多模态交互智能轮椅控制系统的研究

多模态交互智能轮椅是在现有的摇杆电动轮椅基础上,新增触摸屏和语音控制方式,提高了轮椅的控制便捷性和智能性。整个系统采用模块化思想,将驱动电路、主控电路和保护电路进行有机结合,对轮椅电机驱动器进行设计和改进,实现了轮椅调速和变向功能。交互系统采用双主控芯片,触屏交互采用STM32F103ZET6主控芯片,在移植μC/OS-Ⅲ实时操作系统和emWin图形界面库的基础上进行交互界面设计,并以4.3寸电容屏为显示和触摸终端。语音交互采用LD3320模块,通过串口与STM32F103ZET6通信。摇杆控制模块通过与驱动器主控相连接完成交互。电机驱动器以STM32F103RCT6为主控,主要任务是摇杆ADC的采集、电机调速PWM的产生和电机电流的检测。两个主控之间通过串口通信,经验证,系统显示界面友好、性能可靠、运行稳定且实时性好。     

基于STM32的变电站辅助监控系统的设计

以STM32单片机作为主控制芯片,设计了变电站辅助监控系统.实现了对变电站运行环境变量的精确测量与控制、对变电站多路状态参量的检测,以及对安防、视频监控等远程控制;并通过串口实时与监控中心握手通讯,达到对变电站辅助监控系统全面的信号采集与控制.给出了系统的控制原理、硬件电路原理图、软件流程图、工程应用效果分析.     

基于STM32的便携式心电信号采集系统设计

设计了一套便携式、高精度的小型实时心电信号采集显示系统.采用STM32作为核心控制器,选用TI公司的ADS1298模拟前端IC芯片,二者构成系统的数据采集部分. ADS1298采集的信号通过SPI通信发送到控制器,然后利用蓝牙模块将数据发送到由LabVIEW搭建的上位机显示平台,最后进行数据处理,显示心电波形图.实验结果表明:该系统能够实现人体心电信号的高精度(μV/bit)、便携式采集,并能实时动态显示波形;利用现有的高效滤波算法EMD对所采集数据进行处理,结果显示EMD的滤波效果与本文模型基本一致.     

水源热泵能耗在线监测系统设计

为掌握水源热泵项目的实际运行效果,设计了一种以STM32 F401RE为控制核心的能耗监测系统。以STM32 F401RE控制电能表、温度变送器、电磁流量计,定时采集电量、水温度、流量数据,对数据解析、处理、封包,通过以太网传送到远端监控中心数据服务器记录保存。通过对某高校水源热泵系统运行状态实时监测,结果表明系统运行稳定可靠,该系统有助于评估水源热泵系统的节能状况。     

基于S3C2440A的振动信号采集分析系统的硬件设计

针对传统MCS-51单片机数采分析系统稳定性和实时性差的问题,提出一种基于S3C2440A和嵌入式Linux操作系统的机械设备振动信号采集分析系统的设计方案．重点阐述了系统硬件结构中的ARM主控模块、信号预处理模块和数据采集模块的设计,并对软件设计进行讨论．经实验验证表明：该系统完全能够满足实时性要求,稳定性良好,可靠性较高．     

影响脉诊信息采集稳定性的关键问题研究

通过对脉诊信息采集探头结构的改进,使传感器与被检测者腕部能更好地维持位置的相对固定,同时选用阵列式触觉传感器可同时采集小面积下的多路压力信号,使采集脉象信息时与桡动脉的稳定接触更容易,定位更方便,提高了脉诊信号采集的稳定性与可靠性当腕关节有移动时,波形变化幅度小于5;为制定统一的脉诊信息采集标准,促进中医脉诊现代研究和可持续发展提供了新的思路。     

基于便携式计算机的路基压实度测定方法的实现

路基压实度是衡量道路施工质量的重要指标 ,它的快速、准确测量具有很高的工程应用价值 文中叙述了基于便携式计算机的路基压实度测定原理、仪器结构和技术关键 ,详细介绍了测量的技术路线、数据采集原理以及相应数据采集与处理软件的主要功能模块和特点 并对试验结果进行分析 ,给出了系统整体评价     

车用气泵性能的计算机自动测试系统研究

车用气泵为大型车辆提供制动高压气体。当前对气泵的测试是在简易测试台上,由多人操作调节完成性能测试,耗时长,效率低;且受人为因素影响难以保证精度和重复性。采用计算机自动测试系统则可以大大提高检测效率和准确度。采用集成电路器件,设计一种集信号调理、信号放大、AD转换、PID调节电路等一体的测试装置,实现对气泵性能的自动检测,克服人为因素影响、提高检测效率,保证测量精度。取800rpm和1000rpm对气泵参数进行多次测试试验表明：测得气泵运行的各参数波动小于均值的5％,重复性小于0．04,系统检测速度快、准确度高、重复性好。     

一种自适应门限控制方案的研究

描述了一种对于包获取的自适应门限控制方案，该方案根据噪声电平的最大似然估计自适应的设置判决门限，并对其性能进行了分析。通过和其它的包获取的门限控制方案的对比，说明了该方案的优越性。     

GPS信号捕获策略的研究

文章在传统GPS信号捕获算法的基础上提出了一种适用于GPS软件接收机的信号捕获策略,它能够准确而有效地搜索捕获到可见的GPS卫星信号,利用并行码相位快速搜索算法对GPS信号进行快速初捕获,使用N-M检测算法对被捕获结果进行确认,再做进一步的优化,从而得到真实可靠的捕获数据,以供信号跟踪阶段使用。     

消除电网工频信号干扰的陷波电路设计

工频干扰存在于各种数据采集系统中,直接影响被测信号的测量精度.针对电网频率波动的实际情况,基于双T型阻容有源陷波电路,设计了可以滤除频带在49.5～50.5Hz之间工频干扰的陷波电路.详细地分析了所设计陷波电路的陷波深度与被测信号失真的关系,并给出了其幅相特性.提出的陷波电路信噪比可达60dB以上.通过仿真试验验证了设计的陷波电路具有较好的滤波效果.     

静电探测系统的研究

对利用带电目标自身所产生的静电场来获取目标信息并进行目标探测的被动式静电探测系统(包括探头、放大电路、滤波电路、进入采集芯片前的信号调理电路、抓频电路和RS232串口通讯电路等几个部分)进行了研究,并对探测系统的性能进行了实验分析,结果表明,所设计的电路能够满足预期的设计要求.     

基于单片机的简单数字采集系统的设计

利用555电路产生周期信号,然后对该信号进行分频,产生时序控制信号,用来控制ADC0809模块完成A/D转换,此外,使用锁存器对转换后的数字信号进行锁存以便单片机对其读入保存。该设计的控制信号均自动产生,不需要额外的辅助输入,简单实用。     

一种基于Matlab的语音信号采集与分析系统设计

介绍了一款基于Matlab的语音信号采集与分析系统,该系统通过声卡和Matlab的数据采集工具箱低成本地实现了语音信号的实时采集,并利用Matlab强大的数值计算和信号处理功能高精度地完成了语音信号的分析工作,具有使用方便、价格便宜、通用性强等优点。