一、单片机在多通道同步数据采集系统中的应用(论文文献综述)
王雷[1](2021)在《飞机载荷无线数据采集系统的设计》文中进行了进一步梳理飞机作为常见的交通运输工具在民用和军用领域被广泛使用。这要求飞机在设计过程中要留有充裕的结构强度余量,以保证飞机在恶劣大气环境和不同飞行姿态等极端条件下,其实际承受载荷满足设计的结构强度要求。飞机载荷试验旨在获取飞机的真实受载情况,为飞机结构强度设计提供依据。设计荷载不足将导致飞机在实际飞行过程中存在潜在安全隐患。相反,设计载荷余量过大会影响飞机机动性能,增加制造成本。所以飞机载荷试验对飞机的设计及制造至关重要。飞机载荷试验的目的是获取飞机主要结构部件的载荷分布情况。目前常用的测量方法是在测量点上分布传感器,通过获取飞机结构变形继而计算与载荷的数学关系,利用数学关系获得实际飞机载荷。由于试验时需在被测部件上大量布设测量点,因此大量线缆的布设会增加试验成本。为解决上述问题,本文设计了一种基于ZigBee的无线数据采集系统,并基于应变法设计对应的应变测量无线节点。考虑到环境温度对载荷测量的影响,本文同时设计有温度测量无线节点来补偿实际测量点处的应变数据。为满足大量数据采集的要求,本文依据ZigBee的组网特点设计有主机节点实现对各个测量节点的控制和数据传输等功能。为了便于数据的处理与管理,本文同时设计有上位机软件用于数据接收、存储、显示以及导出等功能。这些数据可以为载荷方程的建立提供原始数据。经测试,本文设计的飞机载荷无线数据采集系统的关键功能能够稳定运行,包括数据传输功能、应变测量功能、温度测量功能、数据存储功能、多通道测量功能。该系统不仅能够大大提高飞机载荷试验中线缆的布设效率,提高可靠性,而且能够减小传感器测量信号远距离传输的干扰问题。该方法对于其它多测量点的场合同样具有很好的借鉴作用。
时莉[2](2021)在《基于FPGA的多通道光纤光谱仪控制系统设计》文中进行了进一步梳理光谱仪是利用光学原理,如光的色散、吸收、散射等,从而得到与被分析物质有关的光谱,进而分析出物质元素成分以及内部结构的物理光学设备,其在多个领域得到了广泛应用。由于单通道光纤光谱仪在波长测量范围和波长分辨率之间存在一定的制约关系,而且随着科学领域对光谱仪的性能要求越来越高,多通道光谱仪已成为各国研究的热点。光谱仪控制系统是多通道光纤光谱仪的核心部分,本文设计并制作了多通道光谱数据采集、处理及传输的控制系统,并简单介绍了多通道光谱仪的光学系统,以及结合上位机软件对多通道控制系统进行测试。在本课题设计过程中,首先对系统的总体方案进行了设计。在硬件部分,将系统分为几个模块,包括FPGA控制模块、CCD光电转换模块、A/D转换模块、USB通信模块、RS232通讯模块、电源模块以及存储模块,分别设计了各个模块的硬件电路图,完成了芯片选型等工作。根据系统设计要求,CCD器件选用线阵TCD1304DG器件,每一个通道分别对应一个CCD器件;A/D转换芯片选用专用图像处理器AD9826,选用USB2.0接口作为光谱数据传输以及控制系统与上位机通信的串口;为了提高光谱仪的处理速度,实现多个通道的同步采集,选用FPGA作为控制芯片。在软件部分,基于Verilog HDL硬件描述语言,首先介绍了系统的总体功能状态图,即光谱仪控制系统在上位机发出命令的控制下实现了光谱数据的采集、处理、存储与传输。主要介绍了CCD与AD采集控制时序的设计、光谱数据的存储与读取以及USB通信的逻辑设计。控制系统的硬件和软件部分设计完成后,结合光学系统搭建了光谱仪样机,并结合上位机软件对样机进行了测试。该系统满足预期的设计要求,能够实现多个通道之间的光谱数据的同步采集,在多通道光纤光谱仪的研究中有重要的实际意义。最后,总结了本文设计多通道光纤光谱仪所做的主要工作,并对存在的一些问题提出了下一步的研究方向。
迟俊吉[3](2020)在《基于多通道数据采集的船厂焊机监控系统研究》文中研究指明在工业革命的推动下,中国制造业信息化,特别是在制造业中占有重要的地位的船舶工业信息化,已成为发展的必然趋势,面对信息量庞大的船舶建造工程,信息化管理成为必不可缺少的重要条件。随着船舶工业信息化的实施,工业化和信息化不断相互融合,给船舶制造带来了翻天覆地的变化,船舶建造的质量和效率持续提高,对船舶企业的发展产生了深远影响。焊接作业管理是船厂生产过程中的重要环节,对船舶建造的质量起着关键性作用。近年来世界各国船舶工业的发展突飞猛进,在迅速发展的同时对船舶建造的质量提出了更高的要求,而船舶建造过程中焊接作业占据了较大比例,焊接作业质量的好坏决定了船舶建造的质量,因此加强船舶焊接质量监测,提高船舶焊接质量管理水平显得尤为重要。本文通过对船厂进行实地调研,结合现代船舶企业发展需求,从加强船舶焊接作业管理的角度出发,提出基于多通道数据采集的船厂焊机监控系统并对其进行详细研究,旨在提高船舶焊接作业的质量和作业管理水平。主要研究内容如下:(1)调研了船厂的焊接作业管理,分析了国内外焊机监控系统的发展,提出了采用多通道数据采集方式采集船厂焊接数据,并研究了焊机数据采集方案和电路设计,分析了数据采集原理、器件选型、信号调理以及通信方式选择等。(2)总结了焊接作业派工的理论基础,分析了焊接作业工程分解、焊接任务包、焊接派工单以及焊接作业派工流程信息,研究了船厂焊接作业物量工时及作业派工信息管理,最后研究了焊接作业任务派发和反馈流程。(3)总结了船厂当前焊接作业质量和管理出现的问题,分析了焊机监控系统的需求,研究了基于多通道数据采集的焊机监控系统的设计技术路线、系统架构采用模式、设计原则等,并对系统的功能模块进行设计,提出了焊机监控系统总体方案。(4)在船厂对焊机监控系统的数据采集、服务器端接入以及通讯稳定性进行了测试,选择了相关测试装置和方法,并对实验测试数据进行了分析,最后对焊机监控系统各功能模块界面进行了展示,分析了应用效果。
陈智峰[4](2020)在《多通道Wi-Fi信号采集系统的设计与实现》文中研究指明近些年来,随着现代无线通讯技术的发展,Wi-Fi的使用场景日益广泛,我们的身边也充斥着无处不在的Wi-Fi信号,通过对我们周围的Wi-Fi 信号进行监测并分析,可以获知大量信息并进行应用,例如基于 Wi-Fi信号检测的室 内定位技术等。在机场等特殊场景下,Wi-Fi 覆盖范围大,飞机周围Wi-Fi环境复杂,干扰源多,我们需要通过Wi-Fi信号的采集跟踪目标的移动,并且感知周围Wi-Fi环境的干扰情况对干扰源进行定位,同时获取到周围信道信息,从而选择出飞机合适的通信方向和信道,这就需要通过多通道对飞机周围各个方向上的Wi-Fi信号进行采集,给机场场景下Wi-Fi信号的采集带来了多方向多通道采集的需求。针对该需求,本文面向球形天线阵列设计了一款能够准确地同时监测多个方向上Wi-Fi信号的分布式多通道Wi-Fi信号采集系统。本文首先介绍了多通道Wi-Fi信号采集系统的研究背景及意义,并对相关国内外研究现状进行了阐述。随后对本文主要工作进行阐述介绍,本文主要工作与创新有以下三方面:(1)首先对功能需求及设计指标进行分析,重点考虑了系统设计面临的相关约束条件,确定了系统的总体设计方案。重点解决问题有:通过对球形天线阵列结构进行分析,确定了将PCB板安装在球形天线阵列的一个面上的设计方案,解决了 PCB板形状尺寸问题;通过对PCB板面积、数据传输速率以及系统功耗等约束条件进行分析,确定了 PCB板上最大通道数;根据功能需求及设计指标,确定了包含STM32F103RC微控制器模块、电源模块、ESP32Wi-Fi芯片模块以及多通道串口切换及模式选择模块的硬件组成模块设计方案,以及包含STM32F103RC微控制器模块、ESP32Wi-Fi芯片模块、串口调度模块和时钟同步模块的软件组成模块设计方案。(2)完成系统硬件设计及实现相关工作。主要工作有STM32F103RC微控制器模块、电源模块、前端采集芯片ESP32Wi-Fi芯片模块等各个模块电路设计以及PCB板设计。重点解决问题有:通过引入接地共面波导技术解决了系统中ESP32Wi-Fi芯片射频输入端口走线的阻抗匹配问题,使得传输线线宽能够满足走线要求;通过引入多路复用器解决了STM32F103RC微控制器在多个通道上前端采集芯片ESP32Wi-Fi芯片之间数据通信串口切换以及多个ESP32Wi-Fi芯片共用一个端口进行程序下载烧录的问题。(3)完成系统软件设计及实现相关工作。主要工作有STM32F103RC微控制器及前端采集芯片ESP32Wi-Fi芯片内部程序设计。重点解决问题有:通过设计按组轮询的串口调度算法解决多串口数据传输时的调度问题,使采集数据能够高效地在串口上进行传输;借鉴IEEE1588精确时钟同步协议原理,设计了低复杂度的时钟同步方案,使多个通道上所有前端采集芯片ESP32Wi-Fi芯片能够与微控制器之间实现时钟同步。最后对开发的多通道Wi-Fi信号采集系统进行了测试,对测试结果进行分析。测试结果表明,本文设计的多通道Wi-Fi信号系统,能够可靠地采集到多个通道上Wi-Fi信号数据,并且实现各个通道上时钟同步,适用于机场场景下Wi-Fi信号采集。
吕蒙[5](2019)在《微型化高精度数据采集模块的设计》文中研究指明当今信息化时代背景下,不论是医疗器械,还是工业控制或者航空、航天、航海对于高精度数据采集的需求越来越多。当今仪器设备都在朝着便携式方向发展,微型化的各种设计更受人们青睐。所以对微型化高精度的采样研究也是当前要求数据采集研究的一个方向。本课题基于实际应用背景,根据微型化高精度采集模块16路差分通道要求整体尺寸7*7*5(cm3)、采样率>2kHz、直流信号精度十万分之三,测量动态范围大于90dB,硬件主要包括24位A/D、前置放大器、滤波处理实现μV级的采样精度。为实现课题各项需求,首先需确定控制方案,根据控制方案确定控制电路,然后测试验证各模块的功能,并将各模块连接成一个完整的系统,实现最终的精度、采样率等各项指标。本课题中的主要内容如下:1.16路差分模拟通道的调理电路设计和A/D转换器电路设计。根据体积要求,采用集成多通道的Sigma-Delta(Σ-Δ)类型芯片实现16路模拟差分通道十万分之三的精度要求,并满足其增益1128(2n)倍要求。2.确定控制方案,采用STM32+FPGA+MCU控制方式,STM32主要用于数据获取和处理,FPGA控制ADC采集,单片机(MCU)作为控制扩展接口,协助STM32和FPGA完成各自控制功能,确保整个系统的稳定。3.下位机软件设计主要是各驱动模块的设计和各器件之间的通信,以及数字传感器的软件控制、数据滤波和通道误差的校准处理。4.为验证设计结果,最终根据功能模块的调试及测试验证结果分析,本文硬件设计的信号调理模块、ADC转换模块、电源模块、通信模块及控制模块均正常工作,其精度满足十万分之三、采样率满足大于2kHz,底噪、共模抑制比、动态范围、通道间串扰、通信等各项指标满足其性能要求。所以整个设计方案满足课题要求。
周宏健[6](2012)在《大功率整流部件损耗监测系统的数据同步采集与通信设计》文中提出近年来,大功率整流系统已被广泛应用于化工、冶金、城市轨道交通及高压直流输电等领域,国家能源科技“十二五”规划围绕“安全、高效、低碳”的要求,提出对这些高能耗行业进行低碳技术改造和低碳经济的发展思路。为实时监测整流系统的一些重要部件的运行功耗,考核设备的实际性能,对其做出相应整改措施,迫切需要研制一款多通道高精度的监测系统。本文主要研究了监测系统的数据同步采集及通信方式。本文首先概述了监测系统的数据采集技术和通信方式的研究现状,介绍了多通道高速高精度的数据采集技术。根据监测系统多通道数据同步采集的要求,通过对同步采样方法的详细讨论,拟定将软件同步措施的偏差累积增量法作为提高采集单元同步采集的方法,以及使用光纤通信来同步触发采集单元进行采集。其次,综合考虑系统的测量精度以及电流、电压同步采集的要求,选择6通道同步采样的ADS8364转换器作为系统的采样芯片。根据系统的总体结构,对A/D采样模块进行了分析。采用模块化设计方法,对采集模块进行了软件设计,实现了多通道同步数据采集。最后,研究了单片机与网卡芯片的通信接口电路。通过对监测系统通信协议的分析,确定了各层的通信协议。设计了底层网卡的驱动程序,完成RTL8019AS的寄存器的正确配置,以实现数据包的正确接收与发送。然后,设计了TCP/IP通信连接模块,完成各采集板与上位机的通信连接,实现各采集板对上位机指令的接收以及采集数据的传输。
陈晓敏[7](2021)在《基于FPGA的多通道模数混合采编与传输设备的设计》文中进行了进一步梳理在航空航天工程试验中,需要对飞行器温度、压强等物理参数与图像数据进行采集编帧,并传输数据包至地面测控台做进一步处理,供试验后分析。针对此应用场合,本文依托于“某遥测系统采编控制器”研制项目,设计了一种基于FPGA的具有模数混合采编与数据传输功能的设备,在应用中采集多路模拟量数据、接收数字量信息、并实现混合编帧,通过长距离传输链路与地面测控台之间实现数据传送交互。首先根据课题的技术条件与功能要求,进行设备总体框架设计;其次,阐述了模拟量采集电路、数字量收发电路的搭建,通过添加驱动器、均衡器以及端接电阻的措施解决长距离传输中信号衰减损耗问题,并针对传输线选型、信号反射、传输线衰减特性进行了分析;接着,从嵌入式软件设计入手,叙述了FPGA内部控制逻辑设计,着重对采集通道切换控制、双流水线型ADC采集时序、模数混合编帧技术以及反馈重传纠错机制中添加包计数握手协议进行优化等四项关键点做出详尽的设计说明。最后,利用上位机、地面综合测控台、光端机、存储器与本设备搭建闭环测试系统,依次对设备模拟量采集精度、LVDS长距离传输误码率以及整体功能进行测验,证明整体设备的准确性与可靠性。通过对设备分析与大量试验证明,该模数混合采编与传输设备能够完成采集精度优于1‰的64路模拟量采集,可实现2路PCM数据、2路LVDS图像数据的接收,在传输距离不高于120m,传输介质为双绞屏蔽电缆时,实现速率为180Mbit/s的高可靠数据通信。
王浩然[8](2021)在《嵌入式16位精度可编程数据采集测量模块设计》文中研究表明依赖于工控机的传统数据采集设备是基于标准的计算机总线工作的,随着数据采集应用场景的多样化,传统数据采集设备灵活性较差的问题凸显出来,基于嵌入式的数据采集设备以灵活性、模块化的特点成为了新的发展方向。本文针对这一问题,设计出一款基于嵌入式的16位精度可编程数据采集测量模块,实现可编程的数据采集、测量、显示、存储功能,使用嵌入式接口可与其它设备构成完整系统以完成多样化的采集任务。本文以STM32F407ZG微控制器与16位的AD7606B芯片作为核心器件,在此基础之上设计了信号调理电路、显示与触摸电路、通信与存储电路,搭建了8通道同步数据采集的硬件平台;基于Mod Bus通信协议来实现指令调控、数据查询、数据存储等可编程功能;利用嵌入式GUI界面STem Win设计了用户界面,借助TFT-LCD触摸屏幕实现了无上位机时的独立工作功能;使用USB Host连接外部大容量USB存储设备,配合程序设计实现了关键数据的实时存储;在Keil5集成开发环境下,基于μC/OS-III实时操作系统之上构建软件整体框架,完成了信号采集测量、数据存储与通信功能的软件设计,提高了系统的实时性、开发效率与后期可维护性。借助实验室平台对系统进行测试,在采集稳定性测试中,交流信号的相对误差小于1%,直流信号的满量程误差小于0.05%;在多通道同步采集测试结果中,通道隔离度为90d B;数据存储测试中,非连续存储速度能达到900KB/s左右。测试结果表明,基于嵌入式设计的数据采集测量模块性能良好,具有高精度、灵活性、可编程的特点,为解决传统数据采集设备中存在的问题提出了一种解决方案,具有一定的实际应用价值。
齐婷婷[9](2021)在《远程I/O数据采集控制系统设计》文中指出本文以企业实际生产中数据采集控制系统为研究背景,提出了基于STM32单片机的数据采集控制系统的设计。使用计算机实现对现场机器运行状态的实时监测和控制,不仅有效地减小了控制系统的成本和功耗,提高了系统的可靠性,同时将以太网引入现场控制领域。本文主要对硬件电路和嵌入式程序进行了研究和设计。本文根据系统需求,设计了DI、DO、AI、AO四块电路板。硬件电路主要包括单片机控制模块、数据采集与处理模块、数据通信模块、供电复位模块和报警指示模块。单片机控制模块实现控制功能和扩展外围接口;数据采集与处理模块完成数据采集与处理过程;数据通信模块完成数据在各个芯片之间的数据传输以及电路板和计算机之间的数据交互。供电复位模块系统各个模块提供电源和复位信号。报警指示模块实现机器运行过程中的故障报警。基于嵌入式单片机的数据采集系统采用C++编程语言实现对整个过程的控制,主要包括单片机主程序、数据采集与处理模块和数据通信模块。最后对硬件电路和软件程序进行测试,测试结果表明能够满足系统的设计要求。本系统通过软硬件相结合,实现了对工业现场所需数据的实时采集和监测,保障了生产过程的平稳运行,对于企业管控一体化建设具有重要的意义。
陈东鹏[10](2021)在《林业背包式激光雷达多传感器集成系统及数据融合的研究》文中认为近年来,随着遥感技术的日益发展和成熟,尤其是大区域森林制图、灾害监测等方面的应用,特别是三维激光雷达扫描系统的广泛应用,根据地基激光雷达中的背包式激光雷达系统当前研究现状,本文研发一种适用于林业测量环境下的背包式激光雷达多传感器(激光雷达探头、GNSS、IMU、CCD、双目相机等)集成系统,结合多传感器数据融合技术构建林木参数采集体系,提高林木参数采集的精准度,促进林业信息化和林业科学化管理发展。研究结果如下:(1)分析林业背包式激光雷达多传感器集成系统的背景和意义,以及进行多传感器数据融合的重要意义,总结了多传感器数据融合的国内外研究现状以及数据融合算法概述。进行林业背包式激光雷达多传感器集成系统的硬件构建,系统各传感器的选型、技术指标组成以及硬件驱动。实现林业背包式激光雷达多传感器集成系统的软件设计,完成系统硬件和软件的配合,软件方面的集成处理和控制处理,软件部分的设计,主要包括人机界面设计、嵌入式开发环境的搭建、软件主要功能的实现。(2)使用林业背包式激光雷达多传感器集成系统提取的人工林株数和胸径参数,采集精度要达到平原地区≥90%、山区≥85%,系统在50m测距精度误差≤30mm。为了达到这一要求,研究基于无迹卡尔曼滤波算法的数据融合实现,结合林业背包式激光雷达多传感器集成系统平台运用和点云数据以及当前的位置和姿态信息,获得非线性量测方程更新。并结合UKF和滤波器目标运动模型得到目标状态估计,最后完成系统测试,验证使用的可靠性和实用性,提高了系统多传感器数据融合精度。(3)确定林业背包式激光雷达多传感器集成系统的安装方式,在原有技术的基础上进行优化,使系统更具灵活性、便携性的特点,拆卸式连接结构使本系统维护维修成本更低。综上所述,对林业背包式激光雷达多传感器集成系统各传感器进行构建、选型、技术指标组成以及硬件驱动,设计出林业背包式激光雷达多传感器集成系统,该系统具有稳定性、同步性、精度高、灵活性的特点,通过融合多传感器的数据来改善采样精度,选取该算法能在保证较高滤波精度和稳定性的同时大大减少了计算量,实地参数提取测试验证了系统的稳定性和精准性。
二、单片机在多通道同步数据采集系统中的应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、单片机在多通道同步数据采集系统中的应用(论文提纲范文)
(1)飞机载荷无线数据采集系统的设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 国外研究现状及发展趋势 |
1.2.2 国内研究现状及发展趋势 |
1.3 主要研究内容 |
1.4 论文结构安排 |
1.5 本章小结 |
2 测试原理及方案设计 |
2.1 载荷测试方法概述 |
2.2 无线通信基本理论 |
2.3 系统设计基本原则 |
2.4 系统关键技术研究 |
2.5 系统研制方案 |
2.6 本章小结 |
3 无线数据采集系统硬件设计 |
3.1 系统硬件设计概述 |
3.2 系统硬件功能划分 |
3.3 电源管理电路设计 |
3.4 信号调理电路设计 |
3.4.1 应变信号调理电路设计 |
3.4.2 温度信号调理电路设计 |
3.5 数据存储电路设计 |
3.6 MCU电路设计 |
3.7 通信电路设计 |
3.8 授时电路设计 |
3.9 本章小结 |
4 无线数据采集系统软件设计 |
4.1 系统软件设计概述 |
4.2 系统软件功能划分 |
4.3 系统软件程序设计 |
4.3.1 应变测量节点程序设计 |
4.3.2 温度测量节点程序设计 |
4.3.3 主机节点程序设计 |
4.3.4 上位机软件程序设计 |
4.4 本章小结 |
5 实验验证与误差分析 |
5.1 实验前期准备 |
5.1.1 电路连通性检查 |
5.1.2 硬件通电检查 |
5.2 系统功能验证 |
5.2.1 调零电路输出功能验证 |
5.2.2 存储电路功能验证 |
5.2.3 系统组网功能验证 |
5.2.4 系统应变采集功能验证 |
5.2.5 系统温度采集功能验证 |
5.3 误差分析 |
5.3.1 通道同步误差分析 |
5.3.2 应变测量误差分析 |
5.3.3 温度测量误差分析 |
本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)基于FPGA的多通道光纤光谱仪控制系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究和意义 |
1.2 课题的国内外研究现状 |
1.3 现有研究存在的问题 |
1.4 本文的研究目标 |
1.5 本文的主要内容和安排 |
2 系统总体方案设计 |
2.1 光纤光谱仪的工作原理 |
2.1.1 单通道光纤光谱仪的工作原理 |
2.1.2 多通道光纤光谱仪的工作原理 |
2.2 多通道光纤光谱仪的总体结构设计 |
2.2.1 光学系统设计 |
2.2.2 数据采集系统设计 |
2.3 开发环境的搭建 |
2.3.1 FPGA开发环境的搭建 |
2.3.2 HDL仿真环境的搭建 |
2.4 系统主要性能指标 |
2.5 本章小结 |
3 多通道光纤光谱仪控制系统的硬件电路设计 |
3.1 引言 |
3.2 FPGA控制模块 |
3.2.1 FPGA技术简介 |
3.2.2 FPGA芯片选型 |
3.2.3 FPGA及其外围电路设计 |
3.3 CCD光电转换模块 |
3.3.1 CCD器件的工作原理 |
3.3.2 CCD器件的驱动方法 |
3.3.3 CCD器件的选型 |
3.3.4 CCD驱动电路设计 |
3.4 A/D转换模块 |
3.4.1 信号调理电路 |
3.4.2 A/D转换器的芯片选型 |
3.4.3 AD9826 驱动电路设计 |
3.5 USB通信模块 |
3.5.1 USB接口介绍 |
3.5.2 USB外设控制器芯片选型 |
3.5.3 USB通信接口电路设计 |
3.6 RS232 通讯模块 |
3.7 存储模块 |
3.7.1 SRAM |
3.7.2 EEPROM |
3.7.3 Flash |
3.8 电源模块 |
3.8.1 系统电源分布 |
3.8.2 电压转换电路 |
3.9 本章小结 |
4 多通道光纤光谱仪的控制系统软件设计 |
4.1 引言 |
4.2 CCD与AD采集驱动时序 |
4.2.1 CCD控制与AD采集状态 |
4.2.2 TCD1304DG驱动时序 |
4.2.3 AD9826 时序分析 |
4.3 光谱数据存储与读取 |
4.3.1 SRAM时序分析 |
4.3.2 数据存储与读取状态 |
4.4 USB通信控制 |
4.4.1 信号的传输与通讯 |
4.4.2 CY7C68013A的固件设计 |
4.5 本章小结 |
5 光谱仪样机测试 |
5.1 上位机测试软件 |
5.2 样机测试 |
5.3 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 ·攻读学位期间所获学术成果 |
(3)基于多通道数据采集的船厂焊机监控系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 我国焊机监控研究进展 |
1.2.2 国外焊机监控研究进展 |
1.2.3 国内外焊机监控研究现状评述 |
1.3 论文研究内容和组织结构 |
1.3.1 论文研究内容 |
1.3.2 论文组织结构 |
1.4 本章小结 |
第2章 多通道数据采集系统研究 |
2.1 焊机多通道数据采集的需求分析 |
2.1.1 多通道数据采集系统设计需求分析 |
2.1.2 多通道数据采集相关定义 |
2.1.3 多通道数据采集方式 |
2.1.4 多通道焊接数据采集方案设计 |
2.2 焊接数据采集分析 |
2.2.1 焊接数据采集原理 |
2.2.2 焊接数据采集器件选型 |
2.2.3 焊接数据信号调理 |
2.3 焊接数据通信方式 |
2.4 焊接数据采集格式传输设计 |
2.5 焊接数据采集模块电路设计 |
2.5.1 电源电路设计 |
2.5.2 其他外围电路设计 |
2.6 本章小结 |
第3章 焊接作业派工管理研究 |
3.1 焊接作业派工基本理论 |
3.1.1 工程分解结构 |
3.1.2 焊接任务包 |
3.1.3 焊接作业派工单 |
3.2 焊接作业派工管理 |
3.2.1 焊接作业派工管理流程 |
3.2.2 焊接物量信息 |
3.2.3 焊接工时信息 |
3.2.4 焊接工时定额 |
3.3 焊接作业信息管理 |
3.3.1 焊接作业派工分析 |
3.3.2 焊接作业信息绑定 |
3.3.3 焊接作业工时统计 |
3.3.4 焊接作业任务派工 |
3.3.5 焊接作业派工反馈 |
3.4 本章小结 |
第4章 焊机监控系统总体方案研究 |
4.1 船厂焊机监控系统需求分析 |
4.1.1 焊接质量影响因素分析 |
4.1.2 焊机监控系统的需求分析 |
4.1.3 焊机监控系统功能设计要求 |
4.2 焊机监控系统总体框架设计 |
4.2.1 焊机监控系统设计技术路线 |
4.2.2 焊机监控系统架构模式 |
4.2.3 焊机监控系统设计原则 |
4.2.4 焊机监控系统总体方案设计 |
4.3 焊机监控系统功能结构 |
4.4 焊机监控系统功能设计 |
4.4.1 系统功能模块分析 |
4.4.2 系统功能模块设计 |
4.4.3 系统功能流程设计 |
4.4.4 系统功能数据库设计 |
4.5 本章小结 |
第5章 焊机监控系统测试及应用 |
5.1 系统测试坏境 |
5.1.1 测试目的 |
5.1.2 测试装置 |
5.1.3 测试方法 |
5.2 系统实验测试分析 |
5.2.1 焊接数据采集测试 |
5.2.2 服务器端接入测试 |
5.2.3 通讯稳定性测试 |
5.3 焊机监控系统应用 |
5.3.1 基础信息配置 |
5.3.2 焊接工作状态监控 |
5.3.3 设备违规操作报警提示 |
5.3.4 焊接工程作业分解 |
5.3.5 焊接工时/物量管理 |
5.3.6 焊接作业任务派发 |
5.3.7 焊接作业任务反馈 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
总结 |
展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
(4)多通道Wi-Fi信号采集系统的设计与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容 |
1.4 论文结构安排 |
第二章 多通道WI-FI信号采集系统整体方案设计 |
2.1 功能需求及设计指标 |
2.2 系统设计约束条件 |
2.3 总体设计方案 |
2.3.1 系统整体结构 |
2.3.2 硬件组成模块设计 |
2.3.3 软件组成模块设计 |
2.4 本章小结 |
第三章 系统硬件设计及实现 |
3.1 STM32F103RC微控制器模块设计 |
3.2 电源模块设计 |
3.3 ESP32WI-FI芯片模块设计 |
3.4 多通道串口切换及模式选择模块设计 |
3.5 阻抗匹配电路设计 |
3.6 硬件系统整体PCB设计 |
3.6.1 PCB板结构及布局方式设计 |
3.6.2 元器件布局 |
3.6.3 PCB板布线 |
3.7 本章小结 |
第四章 系统软件设计及实现 |
4.1 STM32F103RC微控制器软件设计与实现 |
4.2 ESP32W_I-F_I芯片控制软件设计与实现 |
4.3 串口通信调度软件的设计与实现 |
4.3.1 现有调度算法研究 |
4.3.2 串口通信调度算法设计与实现 |
4.4 时钟同步软件的设计与实现 |
4.4.1 现有时钟同步技术研究 |
4.4.2 时钟同步的设计与实现 |
4.5 本章小结 |
第五章 系统测试与验证 |
5.1 数据传输与显示功能测试 |
5.2 多通道WI-FI信号采集传输功能测试 |
5.3 时钟同步功能测试 |
5.4 实际机场测试 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结和展望 |
6.1 论文工作总结 |
6.2 未来工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
攻读学位期间取得的学术成果 |
(5)微型化高精度数据采集模块的设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 引言 |
1.1 研究背景和意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 研究内容和主要任务 |
1.4 本文结构安排 |
第二章 数据采集模块的总体设计 |
2.1 数采模块简介 |
2.2 需求分析 |
2.2.1 功能需求 |
2.2.2 性能需求 |
2.2.3 通讯接口 |
2.2.4 设计约束 |
2.3 数据采集模块硬件总体方案分析 |
2.3.1 电源电路方案分析 |
2.3.2 调理电路方案分析 |
2.3.3 模数转换器方案分析 |
2.3.4 控制电路方案分析 |
2.3.5 通讯电路方案分析 |
2.3.6 整体硬件装配 |
2.4 数据采集模块软件总体分析 |
2.5 本章小结 |
第三章 数据采集模块的硬件设计 |
3.1 硬件总体设计 |
3.2 调理电路设计 |
3.2.1 I/V电路总体设计 |
3.2.2 程控放大电路设计 |
3.3 ADC模块设计 |
3.3.1 AD7768 供电电路 |
3.3.2 时钟选择 |
3.3.3 电压基准 |
3.4 通信电路设计 |
3.5 控制电路的设计 |
3.5.1 STC15F外围电路 |
3.5.2 STM32 电路 |
3.5.3 FPGA+STM32 联合控制 |
3.6 电源电路设计 |
3.7 布板设计 |
3.8 本章小结 |
第四章 数据采集模块的软件设计 |
4.1 数据采集软件整体设计 |
4.2 开机通讯检测设计 |
4.3 STC软件控制 |
4.4 STM32 软件控制 |
4.4.1 I2C温度传感器采集 |
4.4.2 AD7768 配置 |
4.4.3 STM32 与单片机通信 |
4.5 FPGA控制逻辑 |
4.6 串口通信协议设计 |
4.7 数据校准 |
4.8 本章小结 |
第五章 数据采集模块的调试与测试 |
5.1 模块调试 |
5.1.1 电源模块调试 |
5.1.2 调理电路调试 |
5.1.3 采集模块和通信模块调试 |
5.2 性能验证及测试 |
5.2.1 通道精度测试 |
5.2.1.1 验证方法 |
5.2.1.2 合格判据 |
5.2.2.3 测试结果 |
5.2.2 底噪及动态范围测试 |
5.2.2.1 判定方法 |
5.2.2.2 合格判据 |
5.2.2.3 判定结果 |
5.2.3 共模抑制比测试 |
5.2.3.1 验证方法 |
5.2.3.2 合格判据 |
5.2.3.3 测试结果 |
5.2.4 通道间串扰测试 |
5.2.4.1 验证方法 |
5.2.4.2 合格判据 |
5.2.4.3 测试结果 |
5.2.5 通信指标测试 |
5.2.5.1 验证方法 |
5.2.5.2 合格判据 |
5.2.5.3 测试结果 |
5.3 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻硕期间取得的研究成果 |
(6)大功率整流部件损耗监测系统的数据同步采集与通信设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景和意义 |
1.2 监测系统中数据采集技术的研究现状 |
1.3 监测系统中通信网络的发展现状 |
1.4 大功率整流装备监测系统对数据采集和通信的要求 |
1.5 本文所研究的内容 |
第2章 多通道高速高精度的信号采集技术 |
2.1 数据采集技术概述 |
2.2 数据采集的基本理论 |
2.2.1 数据采集过程 |
2.2.2 采样定理 |
2.2.3 量化与量化误差 |
2.3 电气信号的采样方式 |
2.3.1 直流采样 |
2.3.2 交流采样 |
2.4 模拟信号的采样控制方式 |
2.4.1 无条件采样 |
2.4.2 程序查询方式 |
2.4.3 中断控制方式 |
2.4.4 直接存储器存取方式 |
2.5 多通道高速高精度的信号采集技术分析 |
2.6 本章小结 |
第3章 多通道高速高精度采集同步的方法 |
3.1 多通道同时采样的实现方法 |
3.2 交流同步采样 |
3.2.1 硬件同步采样方法 |
3.2.2 软件同步采样方法 |
3.3 本项目交流同步采样实现方法 |
3.4 本章小结 |
第4章 多通道高速高精度同步采集单元的实现 |
4.1 采样点数的选择 |
4.2 数据采集 A/D 芯片的选型 |
4.2.1 A/D 采样速度 |
4.2.2 A/D 采样精度 |
4.2.3 A/D 采样通道数与采样同时性 |
4.2.4 A/D 采样芯片的选型 |
4.3 采集系统总体结构 |
4.3.1 CPU 模块 |
4.3.2 A/D 采样模块 |
4.4 数据同步采集的软件设计 |
4.4.1 软件开发环境简介 |
4.4.2 主程序设计 |
4.4.3 采集程序设计 |
4.5 本章小结 |
第5章 多通道采集单元与上位机的通信设计 |
5.1 网口通信的接口设计 |
5.1.1 RTL8019AS 控制芯片简介 |
5.1.2 单片机与控制芯片的接口设计 |
5.2 监测系统的通信协议 |
5.2.1 以太网通信协议的概述 |
5.2.2 嵌入式 TCP/IP 协议 |
5.3 底层网卡驱动程序设计 |
5.3.1 RTL8019AS 初始化部分 |
5.3.2 数据包接收部分 |
5.3.3 数据包发送部分 |
5.4 TCP/IP 通信程序设计 |
5.5 实验调试数据 |
5.6 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
致谢 |
附录 部分程序 |
(7)基于FPGA的多通道模数混合采编与传输设备的设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题背景与选题来源 |
1.2 研究目的及意义 |
1.3 国内外研究现状与发展趋势 |
1.4 论文章节安排 |
2 总体方案设计 |
2.1 数据采集与传输理论 |
2.2 设计需求分析 |
2.3 整体方案设计 |
2.4 本章小结 |
3 关键硬件电路设计与实现 |
3.1 模拟量采集电路设计 |
3.1.1 采集电路结构选择 |
3.1.2 源端输入干扰模型分析 |
3.1.3 模拟量调理电路设计 |
3.1.4 多路模拟开关和模数转换器选型 |
3.1.5 ADC驱动电路设计 |
3.2 数字量接口电路设计 |
3.2.1 RS-422 接口电路设计 |
3.2.2 LVDS发送端电路设计 |
3.2.3 LVDS接收端电路设计 |
3.3 远距离传输线设计 |
3.3.1 传输线选型 |
3.3.2 传输线上信号的反射和抑制措施 |
3.3.3 传输线衰减特性分析 |
3.4 本章小结 |
4 软件逻辑设计与优化 |
4.1 FPGA软件逻辑架构 |
4.2 模拟量采集部分软件设计 |
4.2.1 采样帧结构设计 |
4.2.2 基于ROM地址查找表的信道切换控制 |
4.2.3 双流水线型采集控制时序 |
4.3 模数混合编帧设计 |
4.4 数据传输链路的软件优化 |
4.4.1 反馈重传纠错的软件实现 |
4.4.2 传输链路的问题分析 |
4.4.3 传输链路软件优化 |
4.5 本章小结 |
5 设备性能测试及验证 |
5.1 模拟量采集精度验证 |
5.2 长距离传输链路可靠性验证 |
5.3 整体功能验证 |
5.4 本章小结 |
6 总结与展望 |
6.1 论文总结 |
6.2 工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文及研究成果 |
致谢 |
(8)嵌入式16位精度可编程数据采集测量模块设计(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状及发展趋势 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.2.3 发展趋势 |
1.3 主要研究内容及章节安排 |
第二章 系统总体方案设计 |
2.1 设计指标 |
2.1.1 功能要求 |
2.1.2 性能指标 |
2.1.3 其它要求 |
2.2 总体方案设计 |
2.2.1 信号调理设计 |
2.2.2 信号采集设计 |
2.2.3 主控制器设计 |
2.2.4 可编程功能设计 |
2.2.5 独立工作模式设计 |
2.2.6 数据存储设计 |
2.3 本章小结 |
第三章 系统硬件设计 |
3.1 硬件总体设计 |
3.2 信号调理电路设计 |
3.2.1 单端转差分电路 |
3.2.2 信号放大电路 |
3.2.3 低通滤波电路 |
3.3 信号采集电路设计 |
3.4 主控制电路设计 |
3.5 通信电路设计 |
3.6 显示与触摸电路设计 |
3.7 数据存储电路设计 |
3.8 硬件布局 |
3.9 本章小结 |
第四章 系统软件设计 |
4.1 软件总体设计 |
4.2 μC/OS-Ⅲ操作系统 |
4.2.1 μC/OS-Ⅲ移植 |
4.2.2 μC/OS-Ⅲ任务管理 |
4.3 信号采集处理软件设计 |
4.3.1 AD采集程序设计 |
4.3.2 DMA程序设计 |
4.3.3 FFT算法程序设计 |
4.4 可编程功能软件设计 |
4.4.1 可编程指令设计 |
4.4.2 Mod Bus程序设计 |
4.4.3 浮点数传输算法 |
4.5 显示与触摸软件设计 |
4.5.1 显示界面设计 |
4.5.2 显示及触摸程序设计 |
4.6 数据存储软件设计 |
4.7 本章小结 |
第五章 系统运行测试 |
5.1 数据采集性能测试 |
5.1.1 数据有效性测试 |
5.1.2 采集准确性测试 |
5.1.3 采集稳定性测试 |
5.1.4 通道一致性测试 |
5.1.5 通道隔离度测试 |
5.2 可编程功能测试 |
5.2.1 调控指令测试 |
5.2.2 数据查询测试 |
5.3 独立工作模式测试 |
5.4 数据存储功能测试 |
5.4.1 数据存储有效性测试 |
5.4.2 数据存储速度测试 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录A 电路原理图 |
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果 |
(9)远程I/O数据采集控制系统设计(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究背景 |
1.2 国内外发展现状 |
1.3 课题来源及意义 |
1.4 课题主要研究内容 |
第2章 系统方案设计及核心器件选型 |
2.1 系统需求分析 |
2.2 系统总体方案 |
2.2.1 方案论证 |
2.2.2 设计原则 |
2.2.3 系统设计分析 |
2.3 核心器件选型 |
2.3.1 单片机选型 |
2.3.2 数据采集芯片选型 |
2.3.3 网络接口芯片选型 |
2.4 数据通信模块设计方案 |
2.5 本章小结 |
第3章 硬件电路设计 |
3.1 单片机主控模块 |
3.1.1 单片机最小系统 |
3.1.2 单片机电路 |
3.2 信号采集处理模块 |
3.2.1 数字信号采集模块 |
3.2.2 模拟信号采集模块 |
3.3 数据通信模块 |
3.3.1 串口通信 |
3.3.2 SPI通信 |
3.3.3 以太网通信 |
3.4 电源供电模块 |
3.4.1 12V供电电路 |
3.4.2 10V供电电路 |
3.4.3 5V供电电路 |
3.4.4 3.3V供电电路 |
3.4.5 1.8V供电电路 |
3.4.6 复位电路 |
3.5 报警指示模块 |
3.6 本章小结 |
第4章 系统软件设计 |
4.1 系统软件功能 |
4.1.1 主程序流程 |
4.1.2 软件需求分析 |
4.2 数据采集程序设计 |
4.2.1 数字信号采集流程 |
4.2.2 模拟信号采集流程 |
4.3 网口通信设计 |
4.3.1 网络透传模块手动配置 |
4.3.2 网络透传模块上位机配置 |
4.4 串口通信设计 |
4.4.1 串口通信工作原理 |
4.4.2 波特率发生器 |
4.4.3 串口发送器 |
4.4.4 串口接收器 |
4.4.5 串口程序流程 |
4.5 SPI总线通信 |
4.5.1 SPI工作原理 |
4.5.2 SPI数据处理 |
4.5.3 SPI程序流程 |
4.6 本章小结 |
第5章 系统测试 |
5.1 硬件电路板 |
5.2 系统上电测试 |
5.3 开关量采集测试 |
5.4 模拟采集测试 |
5.5 串口收发测试 |
5.6 网口通信测试 |
5.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录1 PCB电路板 |
攻读学位期间所取得的相关科研成果 |
致谢 |
(10)林业背包式激光雷达多传感器集成系统及数据融合的研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景与意义 |
1.2 多传感器数据融合技术及其激光雷达应用上的研究现状 |
1.2.1 国内研究现状 |
1.2.2 国外研究现状 |
1.3 数据融合方法研究现状 |
1.4 本文主要研究内容 |
2 林业背包式激光雷达多传感器集成系统硬件构建 |
2.1 林业背包式激光雷达多传感器集成系统的性能与指标 |
2.2 林业背包式激光雷达多传感器集成系统各传感器硬件构成 |
2.2.1 激光雷达模块 |
2.2.2 CCD模块 |
2.2.3 组合导航系统模块 |
2.2.4 各传感器时空同步控制系统 |
2.2.5 供电模块 |
2.2.6 USB总线转换芯片驱动设计 |
2.3 总体设计方案 |
2.4 本章小结 |
3 林业背包式激光雷达多传感器集成系统软件设计 |
3.1 软件总体设计方案 |
3.2 嵌入式软件开发 |
3.2.1 嵌入式开发的特点 |
3.2.2 嵌入式开发环境的搭建 |
3.3 数据采集与存储 |
3.3.1 数据采集 |
3.3.2 数据实时存储 |
3.4 多任务处理功能 |
3.5 数据通信 |
3.5.1 USB通信文件的数据压缩与编码 |
3.5.2 界面USB通信功能 |
3.5.3 USB端口与PC机通信功能 |
3.6 多传感器采集数据的动态显示与回放 |
3.6.1 多传感器采集数据的动态显示 |
3.6.2 多传感器采集数据的回放功能 |
3.7 PC人机界面 |
3.7.1 PC人机界面主要功能构成 |
3.7.2 Qt显示界面设计 |
3.8 系统软件维护设计 |
3.9 本章小结 |
4 基于无迹卡尔曼滤波的多传感器数据融合算法研究 |
4.1 算法思路 |
4.2 无迹卡尔曼滤波 |
4.3 仿真结果与分析 |
4.4 本章小节 |
5 系统安装方式与现场测试 |
5.1 安装方式与结构优化 |
5.1.1 安装方式 |
5.1.2 结构优化 |
5.2 现场测试 |
5.3 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
附录 |
攻读学位期间发表的学术论文 |
致谢 |
东北林业大学 硕士学位论文修改情况确认表 |
四、单片机在多通道同步数据采集系统中的应用(论文参考文献)
- [1]飞机载荷无线数据采集系统的设计[D]. 王雷. 西安理工大学, 2021(01)
- [2]基于FPGA的多通道光纤光谱仪控制系统设计[D]. 时莉. 烟台大学, 2021(11)
- [3]基于多通道数据采集的船厂焊机监控系统研究[D]. 迟俊吉. 江苏科技大学, 2020(03)
- [4]多通道Wi-Fi信号采集系统的设计与实现[D]. 陈智峰. 北京邮电大学, 2020(04)
- [5]微型化高精度数据采集模块的设计[D]. 吕蒙. 电子科技大学, 2019(01)
- [6]大功率整流部件损耗监测系统的数据同步采集与通信设计[D]. 周宏健. 湖南大学, 2012(06)
- [7]基于FPGA的多通道模数混合采编与传输设备的设计[D]. 陈晓敏. 中北大学, 2021(09)
- [8]嵌入式16位精度可编程数据采集测量模块设计[D]. 王浩然. 西安石油大学, 2021(09)
- [9]远程I/O数据采集控制系统设计[D]. 齐婷婷. 北华航天工业学院, 2021(06)
- [10]林业背包式激光雷达多传感器集成系统及数据融合的研究[D]. 陈东鹏. 东北林业大学, 2021(08)
标签:基于单片机的温度控制系统论文; 数据采集系统论文; 同步通信论文; 电阻焊机论文; 功能分析论文;