基于FPGA的红外图像数据实时采集处理系统

主要研究对象是基于FPGA的红外图像数据实时处理系统,该系统主要应用于森林防火自动报警系统。针对红外成像系统在图像处理中所涉及的数据量大、实时处理难于实现的特点,采用可编程逻辑器件,可充分发挥FPGA高速、实时的特点,为图像数据实时处理提供一个解决途径。同时系统中还设计了RS232和RS485 2种串口传输模式,使整个系统与上位机能保持实时通信,为系统的远程控制提供了可能。经过不断仿真和调试,整个系统运行良好,达到预期目标,运用在森林防火自动报警系统中有非常好的实用价值。     

一种基于FPGA的CCD图像传感器驱动系统设计

针对CCD图像传感器ICX274驱动信号产生中已有驱动电路设计的某些不足,提出一种基于时序生成芯片CXD3609R的新方案,并设计了基于FPGA嵌入式平台的CXD3609R电路,以此实现对ICX274驱动信号的产生。实验结果表明,CXD3609R能够产生满足ICX274所需的时序驱动,验证了本设计系统的可行性,这为基于ICX274的成像系统的设计提供了一种新思路,并为后续的成像系统研究设计奠定了基础。     

基于FPGA高速智能化视觉传感器的研究

通过FPGA技术与视觉传感技术相结合,构建了集图像采集与处理于一体的智能化视觉传感器,由于采用FPGA实现底层图像处理算法,加速了图像处理速度,提高了传感器的性能,本设计实现了视觉传感器的智能化与网络化,具有很大的应用价值。     

基于FPGA大气偏振光仿生传感器设计

大气偏振模式信息的有效检测是实现大气偏振信息有效应用的前提。根据昆虫通过眼部特殊的复眼感光结构接收天空偏振模式信息的原理,设计了一种基于CYCLONE IV系列FPGA处理器的偏振光感知仿生传感器,给出了仿生传感器的总体设计,对硬件设计和LabVIEW软件开发进行探讨,仿生传感器实现了双通道数据采集、处理、存储与显示功能。该传感器体积小、质量轻、灵敏度高,适用于单方向天空散射光偏振角和偏振度的实时准确获取。经过实际验证,各项性能均达到了总体要求。     

基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路设计

在采用步进电机驱动的机构中,为了提高定位精度,提出了一种基于FPGA的两相步进电机细分驱动电路的设计方案.采用正弦/余弦细分方案,通过嵌入cos/sin表格于FPGA中,合理控制步进电机两相绕组的电流,实现斩波恒流均匀细分驱动,减小了步距角、提高了步进分辨率,最高细分达到256.给出了FPGA软件设计,并在Modelsim中完成了仿真.仿真结果表明,分频、定时,正弦/余弦函数以及全桥控制信号,都可以由FPGA准确无误地产生,达到了设计的要求,取得了满意的效果.在实际的应用中,电机运行平稳.     

基于FPGA的视频信号处理电路设计

随着高速数据处理技术的发展,视频信号处理电路的应用越来越广泛。通过使用视频处理LM98640和FPGA组成视频信号处理电路,以FPGA作为硬件主要载体,通过软件程序配置LM98640,进而对输入的模拟信号进行模数转换、相关双采样、可编程增益控制以及数字化综合控制等处理方法。最终实现电路对信号调节功能,得到满意的数字图像。     

基于FPGA的压电变压器驱动控制及无线监控电路设计

压电变压器具有功率密度高、升压比高、稳定性好等优点,但由于其温度效应过于明显、理论与实际性能差距较大等问题受到了许多应用限制。设计制作了基于FPGA的驱动控制电路,最大化发挥了压电变压器的效率、升压比等优势,同时通过无线WiFi模块对电路的实时监测、控制,满足了对压电变压器热性能分析、摩擦损耗分析及使用寿命等方面需要长时间监控实验的需要,在特定需求下该系统可以简单升级至远程控制,为压电变压器的驱动控制研究提供了新监控思路。     

基于FPGA的电机无位置传感器矢量控制系统设计

为了克服传统方波无刷直流电机(BLDCM)控制存在起动抖动明显、转矩脉动大、噪声大等问题,文章提出了基于降阶卡尔曼滤波算法的无位置传感器矢量控制方法,利用空间电压矢量脉宽调制技术建立了无刷直流电机控制模型。在此基础上利用FPGA搭建了硬件控制系统,通过仿真软件MATLAB对系统进行了仿真和验证。实验结果表明系统具有良好的动静态性能,验证了数字硬件电路设计的正确性。     

基于FPGA数据采集系统

文中采用FPGA作为AD与DSP之间的接口,使FPGA在受控于DSP的同时完成对AD的控制.利用FPGA在系统可编程的特点和IP核技术,实现了对AD复杂的数据采集控制及数据缓存功能.     

基于微波多普勒传感器和人体热释电红外传感器的报警系统设计

本文介绍了一种新型的家庭安全智能报警系统,该报警系统由三部分构成,可实现24小时无盲区监控。当有人非法入室时,无线门磁传感器和热释电红外传感器将会工作并由主机发出警报;夜间有人靠近时,由微波多普勒传感器组成的电路将发出警报信号提醒用户注意。     

一种基于FPGA的UART电路设计

介绍了一种基于FPGA的UART电路实现方法,采用有限状态机设计了发送模块和接收模块,给出了系统的功能仿真结果,验证了系统设计的正确性。整个UART接口电路结构简单、功能升级方便、工作稳定可靠,可应用于各种具有UART接口的硬件电路系统。     

基于DSP和FPGA的数据采集系统设计

结合高速DSP和FPGA的特点,设计了一套数据采集系统,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.该系统具有电路结构简单、功耗低、数据传输方便等优点,可用于电压、电流、温度等参量的采集系统中.     

基于FPGA的高精度数据采集卡设计

针对以往采用MCU设计实现的数据采集卡速度低、容量小,无法胜任一些实时性高、数据量大的数据采集要求,本文采用CPLD和DSP进行信道前端处理,以FPGA为采集的核心控制芯片并用于参数的存储与读写,设计了一种快速、高精度数据采集卡.在FPGA内部实现了133MHz的PCI总线,无需专用接口芯片,简化了电路设计,提高了系统的稳定性.实验表明,数据采样率最高可达20MSps,而且具有功耗低、稳定性高、可以进行多通道扩展的特点.     

基于FPGA的高速视频采集系统的设计

实时视频处理技术的飞速发展对视频采集系统的速度和质量提出了越来越高的要求。介绍了一种基于可编程逻辑器件FPGA控制器的图像采集系统,详细描述了其视频采集和解码模块、视频信号处理模块、存储与输出模块、LCD显示模块的设计。阐述了其工作原理,分析了其关键技术环节,并论述了其在FPGA硬件语言上的编程思路。实验结果表明,系统可对720×576像素的静态和动态的图像进行稳定地采集,并且能够以60帧/s的速度显示在LCD液晶屏上。     

基于ARM与FPGA的伺服控制电路设计

根据伺服控制系统对阀门伺服电路性能的要求,针对目前伺服控制电路中存在的电路结构复杂及控制实时性较低等问题,在基于传统伺服电路设计的基础上,采用最新推出的相关功能芯片,设计了以AD698作为差动式位移传感器(L VDT)模拟量处理核心电路,以ST公司的ARM芯片STM32F051及Lattice公司的FPGA芯片XP2-PQFP208为控制系统核心的一款新型伺服控制电路,并给出了该伺服控制电路相应部分的硬件设计原理及软件设计流程.经实验证明,该设计可以有效提高系统伺服控制性能,并且具有可移植性较好,集成度高,结构简单及实时性好的优点,可以实现控制系统对伺服阀驱动功率,测量精度和稳定性等的设计要求.     

基于红外半球摄影的无线叶面积指数传感器设计

叶面积指数（leaf area index, LAI)是研究林地生态系统和植被冠层结构的重要参量,高效、准确地测量LAI是森林资源清查工程中的一项重要工作。传统的LAI测量方式需要人工手持仪器至现场测量,费时费力,近年来随着物联网技术的发展,利用无线传感节点测量LAI的技术逐渐走向成熟,但仍有部分问题亟需解决。本文提出了一种基于红外半球摄影（digital infrared hemispherical photography, DIHP）的LAI测量方法,设计了针对红外摄影颜色空间的自适应分割算法,并部署在边缘计算平台“树莓派”上,解决了传统半球摄影法（digital hemispherical photography, DHP）容易受环境干扰的问题。所设计的传感节点测量值与手持式植被冠层分析仪HM-G20比较相关性显著,R值达到了0.99691,平均测量准确度可达93.57%,比DHP方式提高了13.85%。该DIHP节点运行功耗较低,满足林业物联网长期实地部署的要求,具有极大的应用前景。     

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UART电路的设计

本文分析了通用异步收发器(UART)的功能特点。利用FPGA设计实现了UART的核心功能,包括波特率发生模块、发送模块和接收模块,并给出了仿真结果。程序下载到FPGA芯片中,通信数据完全正确。该设计不仅实现了异步通讯的主要功能,而且电路简单,工作稳定、可靠,可以将其灵活地嵌入到各个通信系统中。     

基于FPGA和DSP的通用帧同步器设计

本文对通信系统中数据传输的帧同步的实现方法进行研究,根据具体的工程需求,提出利用FPGA和DSP实现通用帧同步器的方法,它能够适应遥测数据的多种帧结构和容错要求.通过实际应用验证了本文系统具有配置灵活、抗干扰能力强、通用性好等优点.