基于MIMU和磁强计的在线实时定姿方法

针对航姿参考系统（AHRS）小型化、低成本工程实现的需要,基于微惯性测量单元（MIMU）及磁强计,提出了一种在线实时定姿方法。采用四元数法描述系统模型,采用优化的梯度下降算法对加速度计和磁强计测得的数据进行处理,并通过互补滤波器与陀螺仪测得的结果融合,提高姿态解算精度。给出了详细的算法推导。通过在线测试对算法的静态及动态性能进行了评估,并与Kalman滤波算法进行了比较。结果表明设计的定姿方法实现简单,参数调整方便,姿态跟踪误差小,运算量小,便于在嵌入式微处理器中实现在线实时定姿,具有较强的实用性。     

消化道定点施药系统的磁定位数据采集程序设计

设计了一种消化道定点施药系统的磁定位数据采集程序,利用Visual C++.Net开发工具开发了基于USB接口的数据采集程序,采用多线程、双缓冲存储技术和面向对象的程序设计方法,实现了施药系统的磁定位数据实时采集和对采集数据的处理与存储等功能,利用内存设备环境和多视图编程方式实现多样化的人机交互界面。实验结果表明:该数据采集程序可以实现多通道数据采集,单通道采样时间小于10μs,能够实时、稳定、正确地获取磁定位数据。     

基于Linux+ARM的列控设备数据采集系统设计

为解决多种列车监测与控制设备(如LKJ2000、TAX2、TCMS系统)数据集中化处理的问题,在分析列车车载设备接口电气特性以及数据协议的基础上,利用UDP拥塞控制方法提高网络利用率,设计了基于嵌入式Linux+ARM的多通道串口列车监测与控制设备数据采集系统。仿真测试实验表明,该系统能够实时、准确、可靠地采集TAX2、TCMS设备数据,数据采集的准确率可达100%,为实现列车远程监测与故障诊断车载数据采集提供有力支持。     

基于ARM和MATLAB GUI的太阳图像数据采集系统设计

对太阳图像数据进行同步采集与分析,可以为辐射测量以及各种需要进行复杂图像算法处理的嵌入式系统提供重要参考。设计了一种能够对太阳图像进行同步数据采集的系统,该系统主要包括图像传感器模块、数据传输与存储模块、上位机软件设计等。利用传感器实现了对太阳图像的采集,通过ARM串口控制数据的读写,并利用MATLAB设计了上位机软件,完成了对采集数据的计算与管理。     

不间断生产行业动力在线检测系统技术研究

介绍了不间断生产行业动力在线监测系统的设计、开发过程.该系统能对用户端三相电能质量进行实时、可靠的监测.提出了一种基于MCU-Rabbit2000-PC机的嵌入式实时数据采集系统架构,实现电能质量监测的网络化.其中高速电能质量数据的采集由单片机完成,数据通过Rabbit2000传输到以太网络,PC机对接收到的数据进行分析、存储和图形化显示.详细介绍了保证数据采集精度和实时性的几项关键技术.     

基于QNX SDP的机载测量数据采集系统

航空机载测量数据采集是一种长时间、高效率数据采集过程.需要完成机载任务单元多通道数据的不间断采集,传统的机载测量数据采集系统需要进行多次断电和重新上电工作,不能丢失通电条件下保存的数据,一旦机载任务单元通道突然断电,导致通电条件下数据大量丢失,无法完成机载测量数据的准确采集;设计了一种基于QNX SDP的机载测量数据采集系统,分析了系统硬件数字电路和模拟电路的抗干扰设计,系统软件由采集初始化模块、数据采集模块以及QNX SDP系统时钟定时模块构成,3个模块通过QNX SDP进程管理器基于优先级进行合理调控,分析了基于QNX SDP的PWU人机界面模块组成和主要实现的任务,实现了用户和系统的实时机载测量数据交互;实验结果说明,所设计系统可实现ARINC429机载测量数据的有效采集,并给出ARINC429数据波形图,该系统具有较低的花费、较高的采集效率和精度,在机载测量数据实时采集应用中具有较好的通用性和扩展性。     

基于LabVIEW的FBG温度传感器数据采集系统设计

针对光纤B ragg光栅(FBG)温度传感器实时监测过程中,对数据采集和处理的快速、准确的要求,提出了一种基于虚拟仪器技术的实时数据采集处理系统设计方案。该方案在首先考虑FBG温度传感器原理的基础上设计了数据采集处理系统,应用虚拟仪器软件LabVIEW语言编写程序,实现了对数据采集系统的控制与处理。对FBG温度传感器的实验测试表明:所设计的系统能够满足FBG传感器实时数据采集和处理的要求。     

基于无线传感网的变压器实时监测数据采集系统设计

针对配电变压器面向实时监测与数据采集的应用需求,提出一种基于混合式无线传感网的嵌入式数系统,用于实时信息监测以及各种现场数据的采集和传输.说明了基于ZigBee技术的WSN组网方案,以S3C2440芯片为核心的嵌入式网关对监测数据进行处理,实现统一的数据管理和用户远程访问,给出系统软件的实现方法,构建了监控管理信息平台.通过对某厂配电变压器系统运行状态的实际监测,可靠性和实时性满足要求.     

基于WiFi的体温监测系统设计与实现

为实现住院患者体温的非接触式实时采集和监测,减少感染机率,设计了基于WiFi的体温实时监测系统。本系统主要由数据采集单元和监控中心组成,数据采集单元由温度传感器和低功耗WiFi芯片GS1010组成,完成数据采集和发送功能。监控中心通过无线AP点(Access Point)接收,解析和实时显示数据。实验结果表明,该系统性能可靠,能够快速完成温度显示,具有一定的应用价值。     

基于ARM的视频数据采集传输系统的设计与实现

对基于ARM的视频数据采集传输系统进行研究及设计,通过ARM新一代嵌入式开发平台,与现在流行的互联网及无线传输技术相结合,实现视频数据的采集和远程数据的传输。设计中采用嵌入式Linux系统通过USB摄像头进行视频数据的采集,解决图像的格式转换和MJPEG编码压缩的数据处理,以及通过软件的设计实现MJPEG格式文件到流媒体输出等问题,最终实现视频数据采集和传输。本系统有以下几个方面的应用:家庭环境的实时监测、家居的智能化控制、高危车间厂房无线监控与控制、中长距离的家庭视频通讯、企业实时视频监控等。     

基于先进先出的新型结构健康监测系统设计

高速实时地采集传感器信号以及精确测量结构的状态信息对结构健康监测至关重要。但传统的基于串行处理的结构健康监测系统在进行数据分析的同时必须停止数据采集,造成数据采集不连续,实时采集速率不高。为此,采用光纤光栅传感器设计一个新型的实时结构健康监测系统,通过先进先出(FIFO)缓存区的设计将串行模式下间断性的数据采集转化为连续性的数据采集,有效提高了监测系统的实时数据采集速率。系统通过实验证明FIFO缓冲技术的引入有效提高了实时数据采集速率,最大可提高100%;同时也消除了串行模式下间断性数据采集对系统测量精度的影响。     

相对位姿测量解算的DSP实现

针对运动目标位姿测量中小型化和快速化的问题,设计了以TMS320DM6437数字信号处理器为核心的图像处理系统,实现了图像的实时采集和处理.采用乒乓缓冲技术,利用TMS320DM6437的视频处理子系统直接对CMOS采集的原始数据进行处理,有效地减小了系统尺寸并提高了帧率.最后对系统进行了软硬件调试和运动目标的位姿测量实验,在相机帧率为40 frame/s的情况下,可以完成实时解算,表明设计方案具有一定的实用价值.     

流程工业气体浓度在线检测系统的研究

针对流程工业中乙醇、CO、CO2、O2、HCl、HF和NH3等气体在线检测设备的实际需要,设计了基于PCI-6259数据采集卡和LabVIEW的在线气体浓度检测系统。硬件采用模块化结构,分为参数检测模块、数据采集模块和通信模块;软件设计采用多线程思想,具有实时数据的处理、显示、存储和网络通信等功能。整个系统的构建实现了在线气体浓度的检测和远程监控功能,为工作人员进行远程实时测试和参数分析提供了方便。     

基于物联网的水质在线监测系统设计与实现

针对以往水质监控系统水质传感器数据采集盲区多,传统处理器、通信模块无法满足大量的数据的处理和传输等问题。设计并实现了一种基于物联网技术的水质在线监测系统。该系统由数据采集节点、数据汇聚节点与监测中心计算机构成。设计了以INA118仪用放大器为核心的微弱信号调理电路,通过STM32微处理器进行实时数据采集和处理,结合ZigBee低速短距离和CDMA2000高速远距离通信等物联网技术将水质数据上传至物联网云平台。监测中心计算机通过下载物联网云平台数据实时显示。通过测量数据的对比性实验,结果表明整个系统的实时性好、测量精度较高,温度,pH值和电导率的平均相对误差分别约为0.64%,1.33%和2.33%,能够较好地满足水质监测的要求。     

基于FPGA+GPU的图像采集处理系统设计

随着嵌入式图像处理系统的快速发展,对于前端图像采集模块的需求越来越高。图像采集的速度、分辨率、可靠性以及集成度对后续设计的准确度由极大的影响。通过对数字图像采集系统进行研究,设计出了基于FPGA和GPU架构的图像采集处理系统,重点研究了图像采集处理系统的硬件设计过程和软件设计过程。在基于FPGA+GPU的图像采集处理系统中,让具有强大运算处理能力的GPU专注于数据存储、用户交互以及后续的图像处理。系统中,FPGA则负责图像的采集、外设控制、任务调度。GPU与FPGA之间通过高速PCIE总线进行通信,分别设计编写基于Linux系统的驱动程序和FPGA端PCIE程序。实验结果表明,所设计基于FPGA+GPU的图像采集处理系统可实现437.5Mbps的实时图像采集存储速度,传输过程实时稳定,数据传输完整。     

DSP和STM32单片机的姿态解算装置设计

设计一套基于DSP和STM32单片机的姿态传感器采集装置。无人飞行器的控制、跳伞训练姿态监测需要高精度的姿态运动信息作为反馈输入,要求测量模块具有功耗低、响应快和体积小的特点。采用精度较高的MEMS器件与STM32单片机并结合DSP高速的数据处理能力,构建航向姿态参考系统硬件平台。针对传感器特点,设计了基于扩展卡尔曼滤波算法的双矢量校正算法。     

直流特高压带电线路近电安全感应预警监控系统设计

传统直流特高压带电线路中,安全感应预警监控系统存在的监测数据难以实时上传,通信不流畅、数据采集误差大,针对该问题,设计了一种基于MPPT监测的监控系统,能够将直流特高压带电线路中信息提取功率导向存储装置,并通过两个控制模块和实时监控装置,加强监控系统的监测能力,大大提高了监测效率与实时数据传输能力。同时构建了机器人学习算法的GEN算法,对预警机制进行改进,提高了预警能力,也提高了数据处理效率,增强了数据适应性,通过仿真实验,所设计的硬件在安全数据监控时,监控率最高可达94.01%。     

基于ZigBee技术高压开关柜温度在线监测系统研究

为了解决高压开关柜触头温度在线监测的实时通信、远程测控、低功耗和低成本等问题,以荧光式光纤测温传感器为基础,结合ZigBee短距离无线通信及RS485总线网络,设计一种高压开关柜温度在线监测系统。通过温度传感器分节点、ZigBee协调器节点和远程监控主站的软硬件设计,实现了温度数据的实时采集、无线传输和集中控制等功能。实测数据对比分析表明,在线监测系统实测数据的误差和温升变化率均满足高压电气设备温度监测应用需求,系统集成封装功能完备,应用效果好。     

北斗高精度定位的地质灾害监测系统的设计

针对滑坡等地质灾害实时监测难,传统的灾害监测方法自动化程度低、灾害预警不及时等问题,设计了基于北斗的地质灾害监测系统。该系统主要由数据采集终端、数据传输层和软件端三部分构成。数据采集终端集成了树莓派、北斗定位模块、雨量计、温湿度传感器、摄像头模块等,并通过数据传输层将实时地质数据传输至云端,实现了数据自动采集与传输。系统通过太阳能板和蓄电池实现了稳定供电。实验结果表明,该系统实现了野外地质数据的自动采集、传输和高精度北斗定位,并且具有全天候、自动化监测的特点,可以广泛应用。     

基于无线传感器的航空发动机轴承温度实时监测系统设计

为有效校正航空发动机轴承温度误差曲线,得到准确的温度测量结果,使得发动机元件的寿命周期得到充分延长,设计基于无线传感器的航空发动机轴承温度实时监测系统。将JTAG串口电路中的输出电量,按照实际应用需求,分配至电量集中器与ARM无线传感器元件中。借助温度采集节点芯片整合未完全利用的电量信号,并将其寄存于温感信号协调器内部,完成实时温测系统的硬件开发。根据ZigBee协议栈、Z-Stack协议栈的约束标准,确定温度阈值的计算结果,完善温度实测数据的时序条件,采集航空发动机轴承温度数据。再根据温测节点布置情况,对发动机轴承温测数据实施建模处理,完成基于无线传感器的航空发动机轴承温度实时监测系统设计。实验结果表明,在无线传感器元件的作用下,航空发动机轴承的温度误差曲线得到较好校正,所得温测数据确实贴合实际情况,对于延长发动机元件的寿命周期能够起到一定的促进性影响作用。