深部矿山勘探钻孔温压监测系统研究

为了获取矿山勘探钻孔的温度和压力数据,提出一种将FBG传感器放入地勘钻孔中,并通过光纤光栅解调仪将光信号转换为数字信号,再通过STM32微控制器处理数据,最后通过LoRa无线传输技术将数据传回到上位机的监测系统.该系统将光纤光栅传感技术和LoRa无线传输技术结合起来,使系统具有测量精度高、抗干扰能力强、通讯距离远、功耗...     

基于FPGA的旋转变压器CORDIC解码算法的研究

针对旋转变压器解码系统测量精度不高、解码周期长、占用FPGA资源多的问题,设计一种改进型流水线结构的旋转变压器CORDIC(座标旋转数字计算法)解码算法.通过分析反正切函数的特征,对旋转变压器的输出信号进行角度变换,对测量角度进行全平面扩展,将CORDIC解码算法中复杂的三角函数运算转化为一系列简单的移位和求和运算.算法以FPGA为硬件载体,采用Verilog HDL语言实现.研究结果证明,改进型的CORDIC解码算法测量精度可达1％,动态响应小于1μs,满足电机转速测量的高精度、低延时需求,对复杂环境下的电机转速研究和应用具有重要的价值.     

基于微控制器的水质监测系统设计

为解决水污染问题,设计了一种基于STM32F103ZET6的水质监测系统。该系统通过传感器对水体的pH值、溶解氧以及温度3项指标进行监测,并将参数传送到单片机,实时保存到SD卡以及显示到LCD屏上。该系统主要采用Modbus/RS485通讯协议,数据通信稳定性可靠、抗干扰性强,有很好的人机交互功能,能应用于水质监测等环境监测领域。     

基于STM32F407的微震信息采集系统设计

为了能够准确地采集和传输微震监测数据,实时监控煤矿井下冲击地压情况,设计了一套基于STM32F407的微震信息采集系统。该系统通过传感器和前端采集控制模块FPGA采集煤矿井下的微震信号,并将其传送到STM32F407进行处理,同时,STM32F407根据现场数据采集需要,可向FPGA发送增益控制、同步控制等信息,实时调整采集电路参数;处理后的微震信号经以太网传送至地面服务器,服务器对采集的信息进行分析和显示,可判断出震源位置。试验结果表明,该信息采集系统可靠、高效,能满足现场微震信息实时采集与传送的要求。     

矿井水泵房自动排水监控系统设计

介绍了传统煤矿井下水泵房控制方式的不足,研究了一种利用水仓水位准确测量涌水量的方法,设计了基于PLC的井下水泵房自动排水监控系统,分析了系统的构成和控制软件的编制。系统自动检测水井水位和其他参数,对水泵的运行进行自动化控制,并利用以太网通信技术,实现矿井水泵房的全自动监控的管理。     

基于FPGA的串行实时时钟的电路设计

串行接口实时时钟芯片在电子系统中有着广泛的应用，本文介绍了一种基于FPGA的多功能实时时钟芯片的设计方法，该芯片通过串行接口与外围通信，内置时钟提供了年、月、日、周、时、分、秒等信息，采用格雷码分频能减少系统功耗，内置RAM可以存储临时信息。     

应用粒子群算法优化二元序列

粒子群优化（POS）算法是一类随机全局优化技术，PSO算法通过粒子间的相互作用发现复杂搜索空间中的最优区域，其优势在于简单、容易实现而又功能强大。本文介绍了粒子群优化算法的特点和具有良好自相关特性的二元序列的概念，讨论了用粒子群算法优化二元序列的方法。通过实验搜索出14到32长度的二元序列，取得了较好的效果。     

煤矿救援生命探测仪信号处理机的设计

基于雷达的人体微动研究是近年发展起来的新技术。针对生命探测中多普勒频移信号提取,提出了采用小波变换对回波信号进行按频率分层,再对呼吸、心跳、体动等特征信号进行FFT分析的方法,给出了生命特征信号处理的算法流程。以ADSP-BF533、AD7723、FPGA为平台设计了信号处理机的硬件结构,并分析了系统的软件流程。实验结果表明,信号处理机能有效地剔除外界干扰信号,相对准确地给出生命特征信号。     

基于FPGA的分数阶PIλDμ控制器设计与实现

针对分数阶PIλDμ控制器求解公式复杂、计算耗时和占用资源量大等问题,提出一种改进的计算分数阶PIλDμ控制器实现方法.首先将PIλDμ控制器的传递函数离散化,以矩阵相乘的形式表示,然后采用有限状态机和查找表相结合的方式,实现传递函数系数矩阵的计算.根据分数阶PIλDμ控制器硬件架构图编写代码在FPGA中实现,并用ModelSim仿真平台仿真的结果与Matlab计算的结果对比,并应用该方法试验控制电机.结果表明,采用该方法能够实现简化计算公式、缩短计算时间和节约资源,且相对误差小于0.3％.实际测试结果表明该方法可有效、快速地实现对电机速度的控制.