基于FPGA的多气体智能监测系统设计与研究

针对以无人机为搭载平台的气体监测系统,存在同步实时监测气体种类少、电路结构复杂、扩展性差等问题。文中提出以现场可编程门阵列（FPGA）作为主控芯片,将接口通讯功能、控制功能、数据缓存功能、数据处理功能集成在芯片内部,以多通道并行传输与处理的方式实现了多种气体的实时同步监测。实验结果表明,所采用方案正确可行,可完成对温湿度、PM2.5/10、二氧化氮、二氧化硫、臭氧等8种气体浓度的同步实时采集,单通道通讯速率为9600bit/s,气体浓度精度可达到1PPB,同时增加了系统的灵活性,有利于系统的拆装和扩展,且在硬件结构、体积、采集速率、数据实时性方面有所改善。     

基于MCU+FPGA架构的智能数据采集系统

数据采集网络系统由许多实现不同功能的采集节点组成,由于系统的复杂性设计这样一个数据采集网络系统往往很困难。论文介绍一种基于MCU＋FPGA架构的智能数据采集苦的通用结构和几个相应扩展模块,实现了采集速度范围广泛的数据采集、数据存储、数据分析和数掂传输等功能,能根据实际要求灵活地实现各种通讯接口,具有上电自功配置和远程配置等功能。重点对通用结构和ICR（In—Circuit Reconngurability）配置电路设计进行了介绍。     

基于FPGA的通用传感器信号处理系统设计

分析传感器信号处理系统在空空导弹中所起的重要作用,设计了一种新型通用传感器信号处理系统CGQSPS2.该系统将多种类型传感器的驱动与信号调理、采集、数字化编码集成在一块电路板上.与之前设计相比,在降低功耗、节约弹上空间和成本的同时,提高了传感器信号采集精度、抗干扰能力和系统可靠性.该系统成功应用于空空导弹中,实现了传感器信号数字化传输,其功能得到验证.     

基于FPGA的嵌入式实时数据采集系统

文章比较了常规的模拟量和数字量数据采集,给出了一个用现场可编程门阵列(FPGA)实现的实时嵌入式微机数据采集系统的软件/硬件设计方法,将部分软件的功能改由硬件实现,从逻辑上大大简化了嵌入式软件的设计.     

JPEG-LS多路并行译码的FPGA实现

提出了一种基于FPGA的JPEG-LS的多路并行译码系统,运用VHDL语言实现,以提高图像的译码速度.系统主要分为检测模块、译码模块和码流分配模块三部分.在检测模块中提取和去除头文件的图像信息,译码模块则根据算法对图像数据进行恢复,码流分配模块为多路并行算法的关键.利用流水线结构的思路采用乒乓操作将码流从检测模块传送到外部RAM.在译码时采用同样的方法将数据送入多个译码模块进行译码.     

基于FPGA的多路信号智能集成测控系统设计

设计了一种基于FPGA的多路信号智能集成测控系统电路,其系统电路采用模块化设计,包括电源模块、多通道模块、信号隔离模块、ADC模块、FPGA主控模块、通信模块和电平转换模块等。所设计的电路将多路信号检测系统和多路信号控制系统集成在一起,解决了一些需要检测和控制联合应用的案例,且设备操作简单,系统应用广泛,尤其适合于汽车信号控制及检测等情形。通过对该电路进行仿真和实际电路的测试,达到了对多路信号智能检测和控制的目的。     

基于FPGA的可重构系统的应用

基于FPGA的可重构系统的出现,引发了计算和数字逻辑样式的变革。作为逻辑仿真系统,它的仿真速度比软件仿真要快数个量级;作为用户计算机,它在多种类型的应用实现中获得高效率的系统性能;作为多模式系统,它节省了硬件开支,并提供了真正意义上的通用硬件。     

基于FPGA的多路视频合成与去噪设计

在嵌入式视频处理领域,针对视频实时性要求高的特点,提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的多路视频合成和去噪方法,包含四路视频合成一路视频的具体实现方案,以及对合成后的一路视频进行中值滤波的去噪算法,使用DDR2SDRAM作为视频的帧缓存,设计中值滤波算法的硬件结构和逻辑结构。系统设计采用Verilog语言进行描述,并在Xilinx的FPGA上进行逻辑综合和硬件测试。实验结果表明,该方法利用FPGA实现了硬件并行和流水线技术,可保证视频的实时处理。     

人工神经网络智能气体传感器

介绍一种陶瓷金属结构的智能气体微传感器，它利用循环伏安法测量各种气体在传感器中的电压－电流特征，利用人工神经网络识别几种气体。     

基于FPGA的高速磁浮列车悬浮间隙测量系统

针对长定子直线同步电机驱动的高速磁浮列车,介绍了一种悬浮间隙测量系统的实现方法,并进行了实验验证;基于电感式传感器理论,该项技术利用新型数字逻辑器件FPGA,实现对高速磁浮列车悬浮间隙的精确测量,检测精度可达0.1 m,满足了悬浮间隙测量系统的要求.     

基于FPGA的恒温晶振频率校准系统的设计

为满足三维大地电磁勘探技术对多个采集站的同步需求,基于FPGA设计了一种晶振频率校准系统。系统可以调节各采集站的恒温压控晶体振荡器同步于GPS,从而使晶振能够输出高准确度和稳定度的同步信号。系统中使用FPGA设计了高分辨率的时间间隔测量单元,达到0.121 ns的测量分辨率,能对晶振分频信号与GPS秒脉冲信号的时间间隔进行高精度测量,缩短了频率校准时间。同时在FPGA内部使用PicoBlaze嵌入式软核处理器监控系统状态,并配合滑动平均滤波法对测量得到的时间间隔数据实时处理,有效地抑制了GPS秒脉冲波动对频率校准的影响。     

基于FPGA的多通道数据采集系统设计

针对大地电磁探测系统的特点,设计了以FPGA为核心处理器的多通道高分辨率电磁数据采集系统,解决了五路24位ADC芯片ADS1255与ARM之间接口复杂、难以实现的问题。详细介绍了FPGA逻辑设计的模块划分和具体实现。本方案外围电路结构简单可靠,易于扩展,实现了采集系统的高性能和高可靠性,特别适用于多通道高精度的数据采集系统。     

模糊传感器在煤矿瓦斯监测中的应用

研究了模糊传感器的结构原理与功能,并将其应用到煤矿瓦斯监测中,重点研究了模糊瓦斯传感器数值和符号的转换过程,分析了不同环境下对模糊传感器检测量状态隶属度函数的修正方法。模糊传感器应用到煤矿瓦斯监测中,为煤矿安全监测提供了一种新的思路。     

基于FPGA的数据采集分析系统设计

FPGA是一种高密度逻辑器件。与通用的MCU相比,FPGA具有并行数据处理特性。利用该特性,能够实现对高速A/D的采样控制;同样,使用FPGA对采样数据进行频谱分析,能够达到比DSP芯片更高的数据处理速度。     

用于半导体气体传感器的程控标定系统

组建了一套用于半导体气体传感器的程控标定系统。该系统使用一台四路输出的程控直流电源对半导体气体传感器进行编程加热 ,计算机控制质量流量计实现低体积分数被测气体的精确配气并实时采集传感器的响应信号。该系统可对由四支气体传感器构成的阵列进行多种工作模式的标定。     

光纤瓦斯传感器在煤矿瓦斯气体监测中的应用

把传感器更好地应用在工农业生产和日常生活中的安防领域是避免造成大财产损失和人员伤亡的必要条件.鉴于此,本文简述了光纤瓦斯气体传感器的基本工作原理,通过光纤瓦斯传感器和Kj系列井下监测分站配合使用监测煤矿瓦斯气体的实例对光纤瓦斯传感器的先进性和可靠性进行了论证.Kj系列井下监测分站和光纤瓦斯传感器一起连续监测矿井下的瓦斯气体浓度,和系统中的地面中心站进行通讯完成监测、警报和控制功能,监测数据的准确度大于1.5级,满足安防场所对测量的准确度要求.     

基于ZigBee技术的无线红外瓦斯传感器智能监测系统设计

给出了以AT86RF212为核心的zigBee无线通讯技术实现红外检测终端的组网监测方法,详细介绍了系统架构及终端红外检测模块的硬件设计及软件架构。该方法可以很好地实现井下特殊环境下的检测布控,从而有效监控井下各点的瓦斯突变。     

基于STC89C52的多路温度传感器标定系统

针对工业领域中温度传感器需要标定的问题,设计了一种可以同时对多路温度传感器进行标定和特性分析的系统。系统包括以STC89C52单片机为核心的硬件电路和在PC机上运行的软件程序。介绍了标定和分析的方法、硬件电路和软件设计。本系统实现了在0℃～100℃范围内标定和分析多种温度传感器采集的温度值。用该标定系统标定过的温度传感器的各项误差均在应用允许范围内。     

多通道压力传感器多参数自动测试系统设计

设计了一种压力传感器自动测试系统,可实现对多路传感器和多个参数的自动切换测量.通过设计的多功能矩阵开关电路配合一台高精度数据采集器,实现选通切换与测量;采用LabVIEW设计上位机软件,实现标定数据、温度补偿数据、时漂数据显示以及计算、报表功能.实验证明：该系统可同时进行90只压力传感器的桥路电压、电阻、电流等参数测量,满足精度为1％～0.1％压力传感器批量产品检测与检定的多种测试需要.     

基于FPGA的平面螺旋电感式微位移传感器系统

基于平面螺旋电感和现场可编程门阵列（ FPGA）技术,系统设计了一种以频率为输出的电感式微位移传感器,实现了电感式传感器的数字化输出与检测。系统主要由位移/电感转换模块、电感检测电路、差频模块、FPGA四部分组成,并在FPGA系统中搭建NIOSⅡ软核,对采集所得数据进行处理。实验证明：系统具有灵敏度高,温度稳定性好等特点,其测量范围为0～15 mm,在0～6 mm 范围内,最大误差为0.03 mm,分辨率达到10μm。