SINS/GPS组合导航系统的硬件设计

介绍了基于微惯性测量单元(MIMU)和全球定位系统(GPS)组合导航系统的硬件设计。根据组合导航的特点和控制的要求,设计出基于TMS320C6713BGDP的导航计算机模块和数据采集处理模块,详细阐述了该系统的硬件设计思想和基本工作原理,简单介绍了组合导航系统的基本原理和软件实现的流程图。仿真结果表明,该硬件电路的设计符合组合导航系统的性能指标要求,并且具有体积小、成本低、重量轻等优点。     

基于RTX51Tiny的数据采集集线器终端的开发

现在多数数据采集模块管理和采集数据处理工作采用工业控制计算机完成,其功能强大,但价格相对较高,占地较多.对于只需要监控数据和简单控制的小型平台或对成本要求严格的工业控制场所,使用工业控制计算机会造成资源浪费.针对这些情况设计了一种基于RTX51 Tiny嵌入式实时操作系统和CAN总线的数据采集集线器终端解决方案,该方案运行成本低,使用简单,占地很少.阐述了如何在嵌入式操作系统下进行软件任务的划分,给出硬件设计框图,信号量的操作和部分模块的设计方案.     

可开窗口的大面阵CMOS相机设计

为了满足国内相机市场对大视场和设置开窗的要求,设计了基于GMAX0505图像传感器的大面阵科学级CMOS相机.此相机系统包括光电转换单元、基于FPGA的控制及数据采集单元、Cameralink输出单元与电源转换单元.FPGA功能模块主要包括SPI配置模块、时钟模块、数据采集模块、Cameralink数据转换模块、串口通信模块.详细介绍了CMOS相机系统的整体结构和电路设计,实现了大面阵相机开窗口的功能.经实验测试,该相机设计方案合理,整体运行稳定,与计算机进行通信正常,可输出最大5120×5120的高分辨率图像,且可以开窗口输出,满足科研项目要求.     

基于网络的高精度数据采集卡设计

为了实现数据采集卡高精度和网络传输的要求,提出了一种基于网络的高精度数据采集卡的设计方法.硬件方面,采用ARM为主控CPU,扩展了网络接口芯片,实现了数据采集卡的网络接口功能;采用16位高精度AD转换器AD976,实现了高精确度数据采集的要求;采用FPGA内部逻辑控制AD转换器的时序和模拟开关的切换,并辅以扩展FIFO缓存采样数据的方法实现了8路模拟量的扫描测量,保证了模块的采样率;数字量测量采用光电隔离技术,保证了模块工作的可靠性;软件方面,设计了嵌入式Linux数据采集电路驱动程序和网络通信程序.实现了上位机通过网络接口对模拟量和数字量的采集功能.实际测试表明,数据采集卡采集精确度优于0.05%.     

FPGA的惯性导航系统设计及实现

设计并完成了基于FPGA的低成本MEMS捷联惯性导航系统.导航系统以FPGA作为主控制器进行实时数据采集和通信,以NIOSⅡ软核处理器进行惯性传感器的数据采集和处理.描述了系统的总体结构和利用六位置法和转台实验对惯性器件进行了补偿算法的研究.通过六位置法和转台实验的测试,对应原理样机的实测数据与补偿后的结果,验证了惯导系统的器件误差补偿方案的可行性.     

USB2010在数据采集系统中的应用

选择适宜的测控模块是开发数据采集系统的一个重要环节。从应用角度介绍了USB2010测控模块的使用方法,并利用该模块开发了一套计算机测控系统用于加工振动的在线测试。实践证明,USB2010模块工作稳定可靠,完全可以满足计算机测控系统的开发需要。     

短信模块应用于数据传输系统的方法研究

为了提高大型土木工程(桥梁、隧道等)中数据采集和传输的效率,设计并实现了一种远程数据传输系统。本文设计的系统由测量前端数据采集电路、嵌入式监测软件、GSM模块和后台PC机监测软件、GSM模块组成,主要研究了短信模块在数据传输系统的应用,并进一步提高数据传输的可靠性和正确性。     

基于PXI总线的数据采集模块设计

为了满足组建PXI自动测试系统中对数据采集模块的需求，依据PXI总线规范，采用PCI9030，CPLD，TLC4541，ADC和DSP芯片，研究了PXI总线数据采集模块的结构，设计并实现了PXI总线接口和数据采集功能。实验表明，此模块具有16位分辨率，具有200ksps采样率并且运行稳定。     

供水系统中串行通信技术的研究与开发

为了有效地监测、控制和管理供水系统的供水过程,本文从无线数据传输的角度,提出了一种满足车站等特殊环境下, 无线效传自动供水系统的网络体系结构。并要此基础上,以火车站供水工程为例,建立了程序控制供水的工作流程以及计算机与数据采集模块通信的具体过程。     

四通道VXI高速数据采集模块仪器驱动程序的设计

针对目前ＶＸＩ数据采集模块速率极低的现状，研制了四通道ＶＸＩ高速数据采集模块．结合模块硬件工作原理，利用Ｖｉｓｕａｌ Ｃ＋＋６．０设计了动态链接库 ＤＬＬ和 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ ６．０开发软面板，从而实现了模块仪器驱动程序的设计     

小型惯导系统设计与实现

采用一种基于FPGA的小型惯性导航系统设计方案,分别介绍了系统中导航传感器的选择及系统的结构,设计了基于FPGA的导航计算机,并利用A ltera公司的NIOSⅡ处理器为核心,完成数据采集和处理的功能。通过对硬件结构的描述分析了系统中各个电路模块的功能,给出了各个模块的实现方案,并制作了采用该设计的小型惯导系统。针对M IMU中确定性的系统误差较大的问题,采用一种安装误差角与标度因数解耦的微惯性测量单元精确标定方法,对陀螺仪和加速计进行确定性误差项的补偿处理。通过实验测试,对比原理样机的实测数据与补偿后结果,验证了该惯导系统的可靠性以及补偿方案的可行性.     

基于双CPU的实时监控系统设计与实现

介绍了为实现实时监控系统所采用的双CPU设计思想,详细阐述了在实现该系统中所采用的RTOS方案和双CPU共享NVRAM技术。实践证明,本系统所采用的双CPU设计方案,不仅成功地满足了系统高运算量、高实时性、高故障敏感度的要求,而且优化了系统的软硬件设计,具有抗干扰能力强、功能易于扩充等特点。     

LPC2214的方卡发送模块票桶升降控制系统设计

本文阐述了目前地铁售票机中的2种刮票方式,上刮式和下刮式,并比较了它们的优缺点.针对上刮式存在的问题,设计一种新型的,采用弹性加压原理的上刮票方卡发送模块的票桶压力控制系统.从设计思想,设计的关键技术方法出发,介绍了传感器的分布、传感器的选型、票桶升降控制系统的硬、软件设计方案.控制部分,采用LPC2214为CPU的上刮票封闭式方卡发送模块,通过直流电机精确控制票桶升降,解决了在地铁自动售票机中票桶压力的不平稳性,模块工作不稳定,可靠性小等问题.     

基于ZigBee和蓝牙的无线视力测试系统设计

提出了一种基于ZigBee和蓝牙技术的无线视力测试系统方案,首先介绍了该方案中显示、无线通信、CPU、和电源相应模块的硬件设计原理,然后描述了该方案中手机应用、主程序、Zigbee网络和PC机后台监控的软件设计流程。此设计利用蓝牙实现测试数据的无线输入,利用ZigBee网络实现测试成绩的无线传输,利用PC机后台软件对测试数据进行存储和分析。     

人机交互中基于可穿戴式计算的手势和活动辨识

人与机器人交互是机器人技术领域、尤其是生活辅助机器人领域的重要课题。本文以辅助老年人、病人和残疾人为应用背景,提出了"智能辅助生活系统"(SAILSystem),并解决了该系统中人的手势识别和日常动作识别两个重要问题。对于手势识别问题,本文采用一个惯性传感器来采集被试验人手指部位活动的信号,运用人工神经网络进行手势捕捉,并应用一个分层隐马尔可夫模型结合前后手势的关联信息,来提高手势识别的准确率。对于动作识别问题,数据来源于位于被试验人一侧的脚面和腰部的两个惯性传感器,并采用多传感器融合方法识别各种日常动作。在对两个传感器的数据进行融合的粗分类之后,细分类应用了隐马尔可夫模型和启发式方法来进一步识别各个动作类型。该穿戴式传感器系统经过实验测试,结果证明了本识别算法的有效性和精确性。     

一种人体互动无线系统的设计

提出了一种无线人体互动控制系统的软硬件实现方法.该系统硬件部分包括人体红外传感器,无线射频模块,作为处理器的单片机,逻辑控制门等.该系统可作为互动控制的前端部分适用于需要检测人体是否存在的自动控制场合中.     

基于ＣＡＮ总线的气象数据采集系统

目前的气象数据采集系统的传感器都是固定的,但不同场合所需的观测数据并不相同,有的传感器并不需要．系统的设计主要采用了CAN总线技术．传感器模块独立设计,可以实现即插即用．传感器模块与上位机采用CAN总线通信．     

捷联惯导误差分析与误差补偿

通过误差分析,讨论了各种误差源对捷联惯导系统的影响.根据惯导系统精度要求,确定了惯性测量元件最大允许误差,从而为选择合理的传感器确定了理论依据.这些传感器组成的惯性测量元件需要经过标定实验来确定系统误差补偿模型中的系数.误差补偿后,通过均匀设计法得到系统精度,满足了精度要求.     

多通道VXI数据采集模块关键技术的研究

针对VXI总线C尺寸数据采集模块通道数少，通道切换不灵活的现状，对多通道数据采集模块硬件设计方法进行了研究．提出了通道自由切换，各通道自动校准以及数据存储等关键技术的解决方法，并采用DSP作为本地CPU，提高了模块测量的准确度．丰富了模块的功能。