基于PCI总线的CCD数字相机采集系统设计

针对高速图像信号采集系统中数据传输量大的特点,提出了一种基于PCI总线的CCD数字相机采集系统的设计方法,给出了系统整体设计方案。采集系统以Camera Link和PCI总线为接口,结合FIFO、PCI9054和FPGA来实现计算机对CCD相机的设置和图像数据的采集。Camera link接口实现低压差分信号至TTL信号的转化和相机与图像采集卡之间的串行通信,PCI9054实现本地端与PCI端的桥接使用户接口设计简单,FIFO实现对高速采集后的海量数据进行缓存,FPGA实现整个系统的时序控制。这很好的解决了计算机与数字相机进行高速、大数据量传输的难题。     

NI推出业界首款PXI接口的Camera Link图像采集模块

美国国家仪器有限公司(NI)推出 PXI 接口的图像采集模块,用于Camera Link摄像头。可以使用 Camera Link 摄像头完成高速度、高分辨率的机器视觉和图像采集应用。NI PXI-1428图像采集模块可与各种 base configuration 的 Camera Link 摄像头连接使用。该模块的特点在于可用于高速图像采集的32MB图像缓冲,还有用来控制照相灯光并与其他自动化设备进行通讯的高级触发功能。配合使用 NI-IMAQ软件和 NI Measurement & Automation Explorer(MAX)配置软件,可以使用 Camera Link 连接器上的串口接口轻松地配置     

基于FPGA的遥感高速图像数传系统设计

研究并设计了一种高速图像数传系统,对视频电子系统处理过的图像数据进行格式转换,通过高速串行收发器Tlk2711接收视频处理器发送过来的串行LVDS图像数字信号,并将其转换为并行信号传给FPGA,再通过Camera Link接口与上位机进行图像数据传输并实时成像.同时模拟相机管理控制器实现对相机电子系统中信息处理器的遥测遥控功能,完成控制信号的解析.主要描述数传系统的组成及其FPGA核心模块化设计的实现方法.测试结果表明,本系统成像结果清晰准确,能够完成数据率为2.5 Gbps的点对点高速传输,系统数传速率达到6.72 Gbps.     

基于FPGA的CCD模拟器采集系统的设计

为满足卫星相机视频处理电路的测试需求,针对一款新型高性能模拟前端,提出了一种可行的CCD数据采集处理方法,以Xilinx公司FPGA为核心,采用VHDL语言实现FPGA的逻辑设计,通过FPGA输出满足A/D的工作时序信号,利用RS232接口接收上位机指令实现不同种类CCD信号的选择输出,验证这款A/D在相关双采样(CDS)模式下的工作情况.最终将处理后的数据输出到Camera Link接口,观察图像数据。测试结果表明本系统具有很好的通用性和灵活性,能够满足多种星载相机视频处理电路的测试需求。     

大面阵CCD相机图像信号模拟器的设计

面阵CCD相机需要增加光学镜头并在时序控制电路驱动下才能输出图像,给图像采集、存储等图像处理实验带来不便。在分析面阵CCD(M22)的特性和时序的基础上,设计了一种基于现场可编程门阵列FPGA的大面阵CCD模拟器,把一幅标准图像预先存储放在FLASH中,上电初始化后,再把该图像从FLASH拷贝到SDRAM中,根据相应的指令,在时钟的下降沿把SDRAM中图像信息按照Camera link协议输出,并对像素时钟进行计数,产生行同步信号。实验结果表明,面阵CCD模拟器符合M22相机的输出时序要求。模拟器的设计与实现为图像采集和存储等实验提供了支持和保证,缩短了工程上的调试时间。     

基于Camera Link接口的图像采集控制器的设计与实现

针对现有图像传输接口和图像采集控制器难以适应不断增加的图像传输速率的要求,介绍了一种以Camera Link为图像传输接口、以FPGA为处理核心、以NiosII软核为微处理器的图像采集控制器的设计与实现方法,描述了系统硬件组成以及信号处理流程,重点阐述了系统中图像数据的接收以及数据预处理模块的具体实现并给出了仿真结果,最后,讨论了NiosII处理器的实现以及程序的精简方式。测试结果表明,此控制器达到了预定的要求,具有设计灵活、可靠性高等优点。     

基于FPGA的CELLPACK信号采集系统设计

为实现CELLPACK信号的实时处理,通过对相关采集系统对比分析,设计了基于FPGA的CELLPACK信号采集系统。在该数据采集系统中,以现场可编程逻辑门阵列（FPGA）控制芯片为核心,由12bit的串行ADC对CELLPACK信号进行采样,FPGA实现的系统接收采样信号并实现实时串并转换、滤波及脉冲甄别等信号处理操作,然后将有效数据同时写入异步FIFO和SDRAM供微控制器（MCU）通过异步总线接口进行读取,从而计算出CELLPACK中的血球细胞密度。该系统已成功应用于某血细胞分析仪的产品生产中,能有效地实现信号的采集处理及存储功能。     

全景图像采集与高速传输系统设计

针对全景多目标侦察遥感图像传输速度慢、传输质量差等问题，采用GTX高速串行收发技术、大容量高速缓存技术，设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的全景图像采集与高速传输系统，主要包括图像采集模块、GTX图像传输模块、数据缓存模块以及图像显示模块。GTX图像传输模块选用光纤作为传输介质，SFP+作为传输接口，传输协议为Aurora 8B10B single lane 4 byte,数据缓存模块选用DDR3 SDRAM作为系统的高速缓存单元。实验测试结果表明，系统最高可采集图像分辨率为500×10⁴ pixels,最高可实现10.312 5 Gbps高速视频图像的光纤无失真传输，误码率约为10^-12,为大容量图像采集和传输提供了一种可行的方案。     

基于FPGA的机载综合显示系统的设计与实现

为了满足机载综合显示系统在数据存储量、显示实时性、芯片处理速度等方面的高要求,设计并实现一种机载综合显示系统。系统以FPGA为主要开发平台,利用其丰富的设计资源配合CMOS摄像头实现视频的采集,视频进行插值处理后通过DDR2 SDRAM实现数据的高速缓存。在图像处理过程中同时生成当前所需叠加的仪表图形,最终将仪表图形叠加到视频中并送入显示器显示。经验证,系统可以在60帧/秒的视频上进行全姿态指示仪和全罗盘仪表图形的叠加,每个像素大小为16 bit,支持的最大分辨率可达1920×1080。     

基于DSP+FPGA视频图像采集处理系统的设计

针对图像采集与处理的应用要求,提出了基于双核DSP搭配FPGA的构架设计,DSP作为主处理器,通过其专用的PPI视频接口配合DMA控制器控制视频图像的采集、存储,并完成目标识别;FPGA作为协处理器,完成图像预处理中的累乘加运算并且为DSP提供部分寄存器扩展。阐述了系统的工作原理及各功能模块的构成,设计了图像采集处理系统,实现了视频图像的实时采集与处理。实验结果表明:系统可对25frames/s、16bit、720×576像素的视频图像进行采集与处理,具有良好的实时性。     

基于FPGA的像增强器信噪比测试仪控制系统设计

微光像增强器是夜视技术中的核心部件，信噪比是评价微光像增强器性能的重要参数之一。设计了一种基于FPGA的像增强器信噪比测试仪控制系统，包括信号采集模块、恒流驱动模块、主控模块、通信模块和电源模块等。系统以XC7K325T型FPGA为核心，完成ADC、DAC、串口通信等功能以及接口间逻辑设计，实现光电流数据采集、信号处理以及系统参数设置等功能，从而完成像增强器信噪比的测量。测试结果表明，像增强器信噪比测试仪各项功能执行正常，信噪比测量误差小于2%,验证了控制系统设计的正确性，为信噪比测试仪的可靠应用奠定基础。     

人体步态数据测量系统的设计与实现

下肢外骨骼机器人和下肢康复机器人是当前的研究热点,人体运动的步态数据对其完成步态识别与控制有重要意义.为了获取人体行走过程中的步态信息,本文设计并实现了一套测量足底压力与关节角度数据的数据采集系统.该系统包含微处理器、足底压力传感器、角度传感器、信号调理模块以及数据存储模块,能实现步态数据的自动解算、采集和存储.利用该系统成功采集了不同实验对象在不同速率下足底压力数据和关节的角度数据,结果显示出一定的步态特性,为进一步的步态分析与识别提供参考.     

基于物联网的电动自行车充电过程监测系统

为了进一步加强对高校电动自行车充电过程的监测,方便电动自行车用户和电池研究者获取充电数据,设计了基于物联网的电动自行车充电过程监测系统。系统主要依靠ZigBee模块局域组网,STM32通过网络向各IM1281B模块下达控制指令,实现对多台电动自行车充电数据的采集与汇总,通过WiFi模块将汇总数据上传到云服务器,微信小程序获取云服务器实时信息实现用户交互,数据公开网站存储长期充电数据为电池研究者提供大量数据。实验结果表明：ZigBee模块组网范围为150 m,满足高校内电动自行车充电点的组网距离要求,采集到的充电数据通过标准的电工数字钳形表VC866A校准,相对误差小于3%。系统成功实现对多台电动自行车充电数据的采集、传输、存储以及显示。     

基于RFID的智能数据采集终端的研究与设计

基于RFID的智能数据采集终端,用于现代汽车制造业生产执行管理系统中采集生产现场的实时数据。由U2270B配以少量外围器件和耦合天线组成的RFID读卡基站,对接收到的RFID信号进行解调,再经过AT89C2051对曼切斯特码解码。数据采集终端的主控模块由W78E58B组成,它负责控制液晶显示、键盘操作、上位机通信、RFID数据采集等模块的工作。该智能数据采集终端的研发解决了车间信息采集与管理系统间的信息断层问题。     

CMOS图像传感器接口

文中介绍基于ARM core的SOC芯片中CMOS图像传感器接口IP模块的设计方案.该IP模块连接在AHB总线和外部的CMOS图像传感器之间,完成对高速图像数据的采集和传输,并能够为后续的图像处理提供统计数据.经过验证,该模块可以完成每帧200万像素的图像数据传输.     

嵌入式Linux环境下飞机稳定性惯导控制系统设计

飞机稳定性惯导控制系统是保障飞行稳定控制的关键部件,在采用波束域加权谱峰搜索的飞机控制算法设计的基础上,设计基于嵌入式Linux环境的飞机稳定性惯导控制系统。在嵌入式Linux环境下进行控制系统的开发,采用航向陀螺仪等采集设备,进行航向参量等控制信息采集,将采集的数据输入到Linux操作系统中进行程序加载控制。系统的功能分为3大模块：用户界面模块、数据处理模块、可视化模块。开发Linux设备驱动程序,编译内核系统,完成控制信号的采集,数据的存储与管理和人机交互。系统调试和仿真结果表明,该系统具有较好的人机交互性和控制稳定性,提高了飞机的稳定性惯导控制能力。     

基于FPGA的多视频接口的紫外成像系统设计

设计的多视频接口紫外成像系统,支持通过USB3.0接口输出图像数据至PC上进行显示,并且创造性地提出通过MIPI CSI-2接口将图像数据输出至Hi3519处理器进行显示,同时提出了两种类型的接口转换方法。设计了成像系统的图像采集模块、通过现场可编程门阵列(FPGA)以硬件描述语言(Verilog)构建的图像处理模块、I2C通信模块以及接口桥接转换模块等,其中图像处理模块作为系统的主控核心模块,分别控制图像采集模块完成了图像信息的采集、控制I2C通信模块和接口桥接模块完成开发平台的实时显示,另外该系统针对平滑噪声的处理集成了双边滤波算法、并且设计了图像模式切换、HDR模式切换、图像缩放和图像翻转等多种功能。通过对系统进行测试和验证,结果系统能够稳定提供分辨率为2 048×2 040@44 fps的视频流,结果表明该系统且具备低功耗的优势,最终完成了紫外成像系统和专业领域应用的精准匹配。     

基于MicroBlaze的AD数据采集系统

在研究32位Microblaze软内核的体系结构和嵌入式系统开发流程的基础上,设计并实现了一个基于Microblaze的AD数据采集系统。该系统通过Microblaze控制AD6645进行A/D转换,进而对AD数据采样、存储。实验结果表明,该系统可以很好地实现AD数据的采集、存储,为后续处理提供了高精度的数字信号,可以在实时模拟信号处理系统中推广应用。     

基于单片机和LabVIEW的无线葡萄酒窖环境测控系统设计

为了改善葡萄酒窖中依靠人工测量环境参数并手动调节的现状,开发具有自动测控功能的无线葡萄酒窖环境测控系统是十分必要的。选择STM32单片机作为测控核心部件,利用DHT12温湿度采集模块和GY-302光照度采集模块分别采集酒窖温湿度和光照度数据,单片机对数据进行处理,将数据显示在LCD屏幕上,与此同时数据通过ESP8266无线WiFi模块发送至LabVIEW界面进行显示和存储,当数值超过预设的上下限时进行报警并控制外源设备工作,对温湿度和光照度进行调节。通过实地测试,该系统能够实现实时采集酒窖中各项环境参数,运行稳定,可实现超限报警调节功能,证明了该系统的有效性和可靠性。