Zynq平台嵌入式本地光谱分离微型高光谱仪研制

高光谱图像数据量大,对数据传输带宽要求高,通常难以在结构紧凑的微型高光谱仪中实现实时调焦与视频流传输等功能。文中基于新型快照马赛克高光谱传图像感器,设计实现了一套嵌入式微型高光谱仪,在本地完成传感器的驱动和高光谱数据分离。单波段光谱图像数据经千兆以太网传输至上位机,从而大幅降低了对传输带宽的要求,大幅增强了调焦与光谱视频预览效果。实测结果显示,该系统高光谱图像传输帧频可达50帧/s,能够满足高时间分辨应用下的实时调焦与动态信息捕获的需求。     

多路高清图像组合编解码光纤传输技术北大核心CSCD

针对多传感器视觉设备中高清相机的图像数据流量大、传输带宽要求高的特点,设计了一种基于FPGA的多路高清图像组合编解码器。其采用有限状态机工作方式,对像素数据进行重组编解码,并对多通道图像数据进行通道时分复用编解码,有效利用了光纤传输带宽。另外通过插入一种并行扰码对图像数据进行伪随机码调制解调,提高了光纤串行传输的稳定性。仿真和测试表明:该技术在传输速率达到10.312 5 Gbit/s时,实际有效数据传输速率达到6.6 Gbit/s,传输系统稳定性高,可广泛应用于高清图像数据的远距离传输。     

一种基于AVR单片机的无线编码解码实现方法

编码解码技术在提高无线数据传输质量方面起着十分重要的作用,并且直接影响数据传输的可靠性。本文设计了一种实现无线编码解码的方法,并且根据该方法利用AVR单片机进行了硬件和软件设计。本方法不仅原理较为直观,实现也相对简单,而且实验表明,采用该方法设计的发送—接收系统数据传输误码率低、可靠性高。本方法不仅可用于无线遥控,而且对于其他无线传输应用也有一定的参考价值。     

汽车电力线载波通信系统的设计

从通信系统的角度分析汽车载波通信系统采用的信号编码、解码、调制、解调以及接收端策略，设计了汽车载波通信系统，该系统实现有线载波技术在汽车数据传输中的应用，实验结果证明该汽车载波通信系统具备良好的信号输出信噪比，为汽车向数字化、信息化提供了一种新的信息传输方式。     

多路高速串口并行传输系统设计

针对惯导测试中多串口采集卡在多路高波特率、大数据量传输时丢帧的情况,设计了一种以数字复接技术为基础,基于FPGA和USB3.0的多串口数据传输系统。该系统利用FPGA中的同步有限状态机实现了8路串口数据的按帧复接,通过USB3.0外设控制器的Slave FIFO模式将合路数据上传,并且在C#编写的上位机软件中完成对8路数据的分接和保存。该设计解决了惯导测试中多串口数据高速传输问题,可以达到在460 800 bps波特率下280字节/10 ms的数据传输速率,极大提升了惯导测试的工作效率。     

多串口网络化异构辐射数据采集与实时传输系统设计

针对多类型核辐射数据采集系统中串行数据传输能力不能满足环境实时监测需求的现状,设计了多串口转以太网辐射数据传输系统。系统以ARM架构STM32F407处理器为核心,为接收不同辐射数据的串口分配队列缓冲区,将轻量级LwIP协议栈优化后移植到系统平台上,轮询读取出串口缓冲区中辐射数据并进行标识封装,将封装好的串口帧作为LwIP协议栈中应用层数据,最终实现了多个串口与单个网口双向传输的数据传输系统。经测试,其传输性能优于同等条件下RS232的数据传输,满足了设计的需求。     

数字微波接力机无线远程监测系统通信技术的开发

论述了串行通信在无线远程监测系统中的应用,提出了利用PC机的串口及无线数传设备的构建无线数据传输网络的数据传输方法。该传输方案具有无线遥测,数据传输效率高,可扩展性好,成本低等特点,可用于地理条件恶劣地区的自动无人值守监测系统的组建,笔者开发的数值传输规程具有高输效率的特点,可广泛应用于工业测控领域。     

基于实时调度与图分割的汽车网络结构设计研究

为满足多网段结构汽车网络设计需要,分析了网络中消息传输的调度机制,推导出了网络可调度判定条件;以该判定条件为网络实时性约束条件,把网络结构设计转化为子图划分问题,给出了汽车网络结构设计的优化模型;将小生境和自适应策略引入到遗传算法中,建立了该模型求解的小生境自适应遗传算法。实例应用证明了该方法的可行性,它不仅可以降低网段间数据传输的负载量,而且可以确保网络消息传输的实时性。     

一种基于DSP和FPGA的多通道数据采集系统的设计

为准确地分析工业生产中的各种数据参数,结合高速DSP和FPGA的特点,设计一套数据采集系统,应用FPGA的内部逻辑实现时序控制,以DSP作为采集系统的核心,对采集到的数据进行滤波等处理,并将处理后的结果通过USB口传输到计算机。设计中还采用ADC0809模数转换器。该系统采集信号频率范围宽、数据传送量大、数据传输速度高,并具有较强的扩展能力,并且具有电路结构简单、功耗低、数据传输方便等优点,可用于电压、电流、温度、压力等参量的采集系统中。     

多路采集的高速率无线网络系统设计

针对目前工业无线网络传感节点有效负载数据传输速率慢的问题,设计了一种基于Sub-GHz技术的高速率无线监测网络系统,该系统以超低功耗器件CC1310为硬件核心,采用多路采集的方式减少系统从节点部署。在节点物理层提出了一种通过修改底层射频参数拓展CC1310芯片通信带宽的方法;在数据链路层通过简化数据帧结构、采用直接轮询访问的方式实现射频传输,在保证系统可靠性的情况下提高系统数据传输速率。测试结果表明：当设备节点外接8路传感器时,系统数据传输速率可以达到377 kbps,完全适用于工业无线实时监测系统。     

基于RS485主从串口通讯协议的设计

串口传输是目前应用比较广泛的数据传输方式,其中RS485总线以其结构简单传输速率快等特点成为重点研究课题之一。从数据传输协议、数据传输方式、消息帧格式、错误检测方法几个方面考虑,设计出一种基于RS485主从串口为物理传输媒介的主从传输协议,并详细给出了协议各模块的设计实现。     

大容量水下声学采集数据的高速远距离传输系统的研制

本文针对航空声呐要求远距离实时传输多通道水下声数据的实际需要,研制了一种利用Manchester码实现的高速数据传输系统。其误码率小于10(-7),数据传输率为3Mb／S,最高可达13Mb／S,传输距离超过500米,并可用于1000米以上的远距离传输。该系统已成功地用于某型航空声呐的数据传输中,并可推广应用于其它需要远距离高速传输多种数据的场合。     

基于FPGA的喷绘机高速光纤通信系统设计与实现

为解决喷绘机打印数据实时传输问题,将以现场可编程门阵列(FPGA)和串行解串器为基础的高速光纤通信技术应用到打印数据的通讯中。系统中FPGA用于实现通讯数据的存取、8B/10B编解码和CRC校验的功能;串行解串器实现了并/串和串/并转换及锁相功能;光收发一体模块实现了电光转换和光电转换。该光纤通信系统在喷绘机上进行了实际打印试验,应用结果表明系统在300 Mbps通信带宽下能够稳定传输,在120小时的连续测试过程中没有出现打图错误现象。实现了高可靠性、长距离、高速数据传输的功能。     

数字传感网络的高速数据传输协议设计

针对大型有线数字传感网络的数据传输要求和特性,提出一种适合网络节点大跨距条件的低功耗高速数据传输协议,阐述了在物理层采用以太网PHY芯片,实现数据实时高速可靠传输的设计新思路,介绍了协议跨层精简设计的技术,对该协议的实时性能进行了分析,并讨论了选择恰当的数据帧长来提高数据输送效率的方法.实验表明:节点间220 m大跨距时,该协议下通过双绞线,全网数据速率可达40 Mbps,能满足大型有线数字传感网络的高速实时应用需求。     

串接式无线数据传输系统的设计

为了实现复杂环境下的远距离无线数据传输,介绍了一种基于AT89S51单片机和无线射频芯片nRF401的无线数据传输系统的设计,给出了系统的串接式结构、数据串接传输的方法以及各工作点的软硬件设计,并通过VB语言实现传输系统与计算机的通信。该系统结构简单,能耗低,是一种低成本的远距离传输系统,能广泛应用于铁路运输监测、环境监测、工业数据传输等多个领域。     

一种提高LVDS可靠性通信方法的研究

为保证远程测试系统中基于低振幅差分信号技术(low voltage differential signaling,LVDS)串行数据传输的可靠性与准确性,提出了一种(7,4)线性分组码.该方法以牺牲一定有效带宽为代价,通过对线上传输的有效数据增加监督码元极大地降低了数据传输的误码率,提高了数据传输的可靠性.采用驱动器CLC001和自适应均衡器CLC012补偿信号在长线传输中的衰减,提高了信号的完整性,保证了数据传输的可靠性.经仿真验证,在总长为100 m的屏蔽双绞线上,该系统以240 Mbit/s的码率实现了串行数据的零误码率传输.     

基于物联网的智能家居控制系统研究

随着生活水平的提高,人们希望拥有一个舒适、便捷、安全的家居环境,传统的住宅正向智能化方向转变。在此背景下,设计了一种基于物联网的智能家居控制系统。给出系统结构及工作原理,着重阐述主要硬件及软件的设计。该系统以嵌入式操作系统为核心,采用ZigBee无线通信技术实现信号传输,GPRS通信技术实现系统远程监控,实现了对家居中各种设备的本地与远程控制。测试结果表明该系统运行稳定,数据传输正确率高。将该系统应用于智能家居中,能够使智能家居的控制更加多样化与智能化,对智能家居未来的发展,具有实际应用价值。     

一种提高LVDS可靠性通信方法的研究（英文）

为保证远程测试系统中基于低振幅差分信号技术(low voltage differential signaling,LVDS)串行数据传输的可靠性与准确性,提出了一种(7,4)线性分组码。该方法以牺牲一定有效带宽为代价,通过对线上传输的有效数据增加监督码元极大地降低了数据传输的误码率,提高了数据传输的可靠性。采用驱动器CLC001和自适应均衡器CLC012补偿信号在长线传输中的衰减,提高了信号的完整性,保证了数据传输的可靠性。经仿真验证,在总长为100m的屏蔽双绞线上,该系统以240Mbit/s的码率实现了串行数据的零误码率传输。     

面向无线链路压缩数据可靠传输的高效纠删编码

机上载荷获取的视频图像数据经压缩后在误码率为1×10-5的无线通信链路中传输时极易受到干扰,从而使得地面终端无法正常解码显示。本文通过分析无人机测控下行链路数据传输误码模型,设计了一种高效的纠删编码技术以提高压缩后码流的抗误码性能。该算法首先将编码后的数据按照一定数量的字节数进行分帧,对分帧后的数据按列进行改进后的快速范德蒙纠删编码;然后对编码后的数据再按帧格式进行快速循环冗余校验(CRC)编码;最后将编码后的码流送入信道传输。仿真结果表明,该纠删编码抗误码技术能够将误码率为1×10-5信道降低到1×10-8左右,可以使得经过高压缩比后的视频码流正确解码显示。此外设计时使用的纠删编解码技术运算量低、延迟小、非常易于硬件实现。提出的高效纠删编码技术已成功应用于多项无人机测控系统。     

基于USB3.0高速图像数据传输系统设计

为了解决图像采集系统中实时数据的高速缓存与传输问题,提出了一种基于高数据带宽、大容量的DDR2 SDRAM存储器和支持突发传输的USB3.0数据传输接口的设计方案。在硬件设计中,采用CYUSB3014作为USB3.0的控制芯片实现FPGA与上位机之间高速图像数据传输,以及采用DDR2 SDRAM作为缓存器;在逻辑设计中采用手动DMA模式对数据流进行控制,避免数据的堵塞,提高了可靠性。经验证,该系统工作稳定,能有效解决海量图像数据的缓存与传输问题。