MCU+DSP驱动便携设备市场

MCU+DSP驱动便携设备市场

一、MCU+DSP推动便携式设备市场(论文文献综述)

戴卓勋[1](2021)在《基于热传导的恒温差式低产液量检测仪研制》文中进行了进一步梳理由于传统液体流量计在低渗透油田小流量检测中存在灵敏度低、重复性差、分辨率低等缺点,因此小流量的精准检测已成为国内低渗透油田亟待解决的技术难题。本文针对油田小流量无法精准检测问题开展了对热传导原理和热式流量计测量原理的理论研究,建立了基于恒温差法的井下低产液量检测系统;设计了以增量型PID控制算法实现对加热功率的闭环控制,以保持恒定的温差值;采用数据运算速度快、功耗较低的TMS320F2808作为主控芯片,研制了一款新型热式低产液检测仪。(1)论文分析了油田现有井下流量检测仪器工作原理的优缺点,针对油田目前存在的亟待解决的微小流量测量问题,提出基于热传导原理的恒温差法小流量测量方法,设计了测速传感器和测温传感器,建立了测速传感器加热电压和流量的数学模型,开展了检测仪的硬件电路设计。(2)设计和调试了热式低产液检测仪电路和软件。系统软、硬件均采用模块化设计思想,电路模块主要分为电源模块、电缆总线驱动模块、数据处理模块、模拟信号采集模块和加热电压控制模块;系统软件主要实现数据的采集、处理、运算,建立信号的编码、解码以及通讯。仪器总线通讯采用测井仪器常用DDL3模式,抗干扰能力强。主要程序模块有GPIO口初始化模块、AD转换模块、SPI通信模块、数据发送模块和PID控制模块等。(3)通过实验验证了恒温差式低产液检测仪性能。通过搭建室内流量标定测试平台,制造完成了两支低产液检测仪样机,对样机进行了室内高温试验、振动试验、冲击试验和流量标定试验,测试了仪器的技术指标和工作性能,并在长庆油田董x井完成了现场注水井试验。试验结果表明,该低产液检测仪对1~10m3/d的小流量检测具有较高的重复性、灵敏度和分辨率。

王迪[2](2021)在《便携式辐射探测仪的设计与实现》文中研究说明在核电场日常巡检以及设备维修时,通常需要操作人员携带可探测辐射剂量的便携式设备在现场工作。我国在辐射探测领域使用的内置探测器往往不能同时保证宽测量范围和低剂量时的测量精度,针对此问题,提出采用双GM计数管和塑料闪烁体+光电倍增管的辐射探测器的方案来设计探测仪,从而有效解决了量程和精度不足的问题。核电站设备检修时大型环境辐射监测设备无法随身携带,小型个人剂量设备剂量率上限范围不足,整体精度较低,本方案设计的适用于专业人员随身携带的便携式辐射探测仪器,既可以实时监测到环境范围内区域辐射剂量率,又可以对所检设备表面污染物进行检测。本文通过对不同种类辐射射线测量原理分析,筛选出适用不同射线类型的探测器。根据所选的探测器的物理及电气特性分别设计相应的信号调理电路和甄别电路,对采集到的脉冲信号进行处理,并在相应配套功能模块电路中加强对EMI保护设计,在尽量减少噪声干扰的条件下达到计数脉冲的目的。在逻辑方面,通过对均值计数算法模式的改进,设计平滑均值计数算法,在减少均值跳变的情形下对采样值进行判断并剔除无效值。采用Modbus协议设计RS485通信传输,协议内容规定数据格式并提供CRC校验,保证数据传输的稳定性。利用STM32F405RGT6作为主控制器,在定时器计数的同时控制主机与探头数据的收发、OLED屏显示以及主机与终端服务器进行WIFI传输通信的功能。通过搭建辐照源测试系统进行验证,得到探测仪采集到的辐射剂量率,通过与真值的比较,精确度和可探测的剂量率范围均得到提升,满足现场测量需求。对所得的测量数值通过上位机接收并进行匹配验证,证明了该传输过程的稳健可靠。

阚绍佑[3](2021)在《嵌入式可编程扫频信号发生器模块研究》文中研究指明随着5G的全球商用时代的到来,嵌入式技术的大规模应用,促使着电子测量仪器朝着智能化、小型化和模块化的方向发展,信号发生器作为最基本的电子仪器,在生产、科研、测控和通讯等领域中发挥着重要的作用。在嵌入式系统中,为了有效地测试系统的工作状况,这就要求系统中设计扫频信号发生器,而现有的信号发生器不能满足这种需求。为解决该问题,提出了一种基于Modbus标准的通讯协议,研制出了一款具有标准的通信接口的嵌入式可编程扫频信号发生器模块。节约了系统开发时间、开发成本,降低了开发人员的要求,主要研究内容如下:(1)研究直接数字频率合成(Direct Digital Synthesizer,DDS)信号输出频谱分布特征,明确了嵌入式可编程扫频信号发生器模块的指标需求。建立了DDS信号合成模型,对DDS信号合成方法进行建模分析,分析了滤波器对信号输出的影响,为滤波器的选择奠定了基础。(2)制定了标准化的通信协议,使系统具备良好的可拓展性和开放性。根据系统预期的性能指标,结合Modbus通信协议规范与系统参数设置的特点制定了通信协议。(3)实现了利用触控屏对系统参数进行设置。根据用户的使用习惯,基于EMWIN图形界面库,设计了人机交互界面,可在触控屏上对扫频信号发生器模式进行选择,对参数进行设定。(4)对设计的嵌入式可编程扫频信号发生器模块系统进行技术指标及性能测试。实验结果显示,利用制定的通信协议和标准的通信接口使模块很容易融入嵌入式系统中,且具有单频模式、扫频模式、FSK模式、BPSK模式和Chirp五种模式。能够输出正弦波和方波,正弦波最大输出频率为105MHz,输出的最大幅值为500m V,方波最大输出频率为10MHz,幅值为3.6V。相位噪声为-103.78d Bc/Hz,杂散水平为-54.19d Bc,频率稳定度达10-4。通过实验测试得出该款扫频信号发生器达到了预期指标,性能稳定,符合设计的功能要求。

单宝琛[4](2021)在《硅压阻式压力传感器宽温补偿方法研究及系统设计》文中研究指明硅压阻式压力传感器作为压力信息采集使用最广泛的器件,极易受温度变化的影响从而导致测试准确度降低。目前常用的温度补偿方式只能在较小温度范围内减小温度漂移的影响,如何在宽温范围下对硅压阻式压力传感器实现有效的温度补偿至今仍是一大难题。本文针对该问题,使用Comsol仿真软件对传感器结构和温度作用机理进行了仿真分析。分别从膜片尺寸构造、压敏电阻器掺杂浓度、工作时的焦耳热分布和热膨胀以及压阻效应的温度特性等方面研究了温度对压阻式压力传感器输出的影响。在仿真结果的基础上,剖析了目前常用温度补偿方法的作用机理以及在宽温补偿下各自的优劣性,同时提出了一种新的以PGA309智能信号调理器为核心的宽温补偿方案,并对其在宽温范围下实现温度补偿的可行性进行了分析。为了提高测试的灵活性和便利性,本文对所定宽温补偿方案提出了封装式、半分离式和全分离式三种设计结构,并对三者的应用条件进行研究分析,使用Altium Designer、Solid Works相关软件分别进行了结构模型设计、电路版图设计和机械封装设计,并以此完成了实物设计;同时利用Lab Windows/CVI设计了相配套的采集控制系统。根据所搭建的实验平台,通过实验分别对不同传感器在不同补偿方式下的结果进行了验证分析,结果表明:压阻式压力传感器在补偿前,输出零点和灵敏度发生了不同程度的漂移,这与之前仿真结果和理论相吻合;在宽温范围下,传统的温度补偿方式补偿的效果并不理想,补偿后的最大温度误差仅由补偿前的8%降低为3.4%;而经软件算法补偿后的误差减少至0.11%,精度虽高但实时性很差;经过设计的基于PGA309的全分离式温度补偿系统补偿后,最大温漂误降低为0.28%,既保证了测试的实时性,又将测试准确度提高了一个数量级,系统的整体性能达到设计要求。

王大明[5](2021)在《低功耗数据采集与NB-IoT传输系统的设计》文中提出在工业、农业等无人值守且无稳定市电供应的场合进行数据采集、传输时,系统往往采用电池供电,因此电池使用寿命是数据采集与传输系统维持长时间稳定工作的关键因素,除了选择大容量电池以外,尽可能降低系统电路的功耗是延长电池使用寿命的主要技术路线。为了满足长时间无人值守、无稳定市电供应且无法使用太阳能电池场合下的数据采集与传输需求,本文设计并实现了一种低功耗数据采集与NB-IoT传输的电路系统,制成了工程样机,能够远程采集现场模拟信号和数字信号,利用NB-IoT无线通信技术将采集到的数据上传至服务器云平台,便于远程监测和管理。该系统重点从以下三个方面研究并实现了低功耗条件下的数据采集与传输技术:(1)硬件电路设计。系统采用一次性锂电池或可选太阳能电池供电,为了保证一次性锂电池单独供电时的续航能力,在充分考虑各功能模块功耗和芯片低功耗性能的基础上合理进行硬件电路设计;设计易于切换和控制的电源电路,降低系统状态转换响应时间;设计锂电池电压检测电路,实时监测锂电池电量信息。(2)软件设计。系统在进行模拟量数据采集时可以根据负载变化动态地调整功耗;对各功能模块进行精细化管理,模块工作结束后立即禁用ADC、SPI、USART等相关外设接口;启用MCU休眠策略,系统处于空闲态时控制MCU进入待机模式,减小锂电池放电电流;选择GPS热启动开机方式,降低系统授时定位功耗;MCU进入待机模式之前将相关I/O口线设置为高阻态。(3)动态电源管理。分析各个电路功能模块的功耗,合理调度NB-IoT通信、RS-485通信、GPS授时定位等高耗电量功能模块,降低其工作频次,系统采用动态电源管理技术,在系统运行时动态地给各个功能模块/芯片分配资源。当需要模块工作时,系统开启该模块的供电电源完成相应任务;当模块进入空闲状态时,关断该模块的供电电源,模块进入关机模式,避免不必要的电量损耗。本系统实现了数据采集与处理、数据校验、数据存储、数据传输等功能,通过对系统工程样机进行软、硬件联合调试以及对各模块功能和耗电量进行测试、分析,证明本设计满足系统功能需求,可以长时间工作在无人值守、无稳定市电供应且无法使用太阳能电池的环境场合。

杨斌[6](2021)在《基于FPGA的头戴显示器视频图像处理系统设计与实现》文中提出随着头戴显示器集成度越来越高,功能越来越完善,可以将其视为一种小型的视频处理平台,其核心之一为微显示技术。FPGA作为目前主流的视频处理芯片,不仅能够并行处理视频数据、还可以灵活地构造内部电路、通用性强,非常适合作为小规模视频处理系统的核心。本文以FPGA为核心实现了一个完整的视频图像处理系统,能独立完成从采集视频到实时处理并显示视频的全部工作,支持LCOS微显示器输出。在完成了系统平台的器件选型与电路设计等硬件设计后,本文采用了自顶向下的设计思想完成了系统的软件设计,并根据功能将系统划分为顶层模块、时钟模块、视频采集模块、视频存储模块、图像处理模块以及视频显示模块。系统工作过程如下:首先上电后通过SCCB协议完成OV5640的初始化,获取标准的视频图像数据;接着在图像处理模块中,实现对视频图像的灰度化、快速中值滤波、边缘检测、图像叠加等多种处理;然后通过设计SDRAM存储模块成功实现了视频数据的存储和读取,并解决了跨时钟域数据交互问题;最后在图像显示模块构造了完整的显示时序,通过控制行场信号可以驱动LCOS或显示器输出视频图像。整个系统都是通过硬件语言Verilog HDL描述的。图像算法在FPGA上的实现也是本文重点之一。本文在合理分配硬件资源的前提下,通过优化算法、流水线技术等手段提高了计算效率,充分发挥了FPGA并行处理数据的优势,最终提高了图像算法模块的处理速度。系统设计过程中,本文通过Modelsim对不同模块进行了仿真,并分析仿真波形保障了设计的准确性。系统设计完成后,本文对系统进行了测试与分析,证明了系统在不同显示器上的实时显示效果都较好,且能够对视频进行实时的处理。

高震[7](2021)在《地理接线图语音定位辅助系统研究》文中指出随着现代科学技术的飞速发展,语音传输关键技术取得突破,电力系统地理接线图设备定位进入了自动处理时代。然而,设备定位一旦出错,将会影响故障处理效率,甚至引发重大的电气事故。因此,本文针对上述问题进行研究,通过智能语音定位辅助系统的设计和实现,构建了一个基于声码器算法的语音传输系统,大幅提高了检测性对线的效率。通常,调度员定位配网故障开关的平均时间为6-7分钟;而经验尚浅的副值调度员,故障定位更为困难、处理效率更低。因此,建设地理接线图语音设备定位辅助系统,对于提高故障处理效率,保证电力系统安全、稳定运行,具有十分重要的应用价值和现实意义。本文主要完成了以下几个方面工作:1、通过子配电网录音盒,将实时电话录音采集缓存,将语音碎片上传到科大讯飞语音识别库进行识别。采用了语音识别技术、嵌入式技术、云技术,并设置关键字、热词、过滤字、替换字等,自动打开地理接线图进行线路定位,准确识别故障点,实现了故障处理效率提升。2、采用MCU通信方式实现DSP通信,详细设计了辅助功能层结构。利用母机与子机通信程序,以及通过信道接口电路,使单根线芯双向通信系统得以形成,优化了源代码,将C8051F020当成是通信控制中心,将TMS320VC5509A当成是数据处理中心,将TLV320AIC23B当成是语音处理前端,从而有效建立语音定位的硬件系统。3、开发搜索控件实现配网图纸自动定位。当调度员接到配电班人员的线路查线汇报时,能根据语音通话信息自动定位到相应的线路图纸上,准确找到开关位置,以减轻调度员负担,使调度员能全身心投入到事故处理中。

乜朝贤[8](2020)在《基于NB-IoT的水质监测平台》文中研究说明水是生命之源,改革开放以来,由于我国工业的快速发展和人民环保意识的薄弱,水体污染时有发生,工厂污水超标排放、蓝藻浒苔爆发、生活污水流入河道、水产养殖乱投药物等对生态环境和人民的正常生产、生活造成了巨大的影响。我国水资源人均占有量稀少,更显珍贵,因此建立水质监测系统十分重要。进入21世纪,随着网络、电子、信息技术的飞速发展,通讯技术越来越成熟,2G、4G、GPRS、ZigBee、Wi-Fi、LoRa、NRF等新型无线组网通讯技术不断被运用于水质监控领域,我国水质监测水平和效率有了很大提升,但是仍难以实现真正的广连接、低功耗、高稳定性、低成本、大容量的水质监测系统部署要求。本文独辟蹊径,运用2018年以来飞速发展的NB-IoT(Narrow Band Internetof Things,NB-IoT,窄带物联网),提出基于 NB-IoT的水质监测平台解决方案。基于NB-IoT的水质监测平台使用“端-管-云”模式,符合典型的感知层、网络层、应用层三级物联网架构,由水质监测节点、公有云平台、应用客户端组成。水质监测节点实时采集被测点位的温度、水位、pH、溶解氧等水质信息,使用支持NB-IoT的M5310-A模组发送到公有云平台,用户可以在应用端云平台,实现水质信息的远程监控,极大推动水质监测的扁平化管理。本文主要完成了以下内容:(1)提出基于NB-IoT的水质监测平台设计方案。完成基于微处理器、NB-IoT网络、公有云平台的水质监测系统方案设计,完成水质监测传感器选型,对NB-IoT通讯与公有云可行性进行分析。(2)完成水质监测节点设计。硬件设计方面完成基于MCU的最小系统、水质传感器数据采集电路、M5310-A外围电路、电源电路等设计;软件设计方面,完成水质监测节点的系统初始化、传感器数据采集、MCU与M5310-A模组、公有云平台三方间设备接入、资源订阅、收发数据等软件设计。(3)基于中移物联公有云平台,在云端实现水质监测节点的设备接入、订阅、添加应用、触发等功能设计,完成水质监测平台数据的在线上传、云端展示、消息报警等功能。最后,在室内环境下完成连接基站、上传数据的系统测试。

吕鹏宇[9](2020)在《微阵列式表面肌电采集系统与神经信息解码研究》文中提出表面肌电信号是人机接口的重要信号源,特别是在假肢控制领域。灵巧假肢可以帮助截肢病人进行肢体功能的重建。然而,当前主流的模式识别假肢控制方法,常因电极偏移和肌肉疲劳等因素,在实际应用中面临性能下降的问题。近年来,基于高密度表面肌电信号的运动单元分解算法由于可以获得更加本源的神经驱动信息,逐渐成为假肢控制研究热点。但是,高密度肌电采集设备系统复杂,体积庞大,价格昂贵,难以集成到假肢中。另一方面,便携式的多通道的肌电采集系统由于空间分辨率不足,难以支撑表面肌电信号分解算法。针对以上问题,本文进行了微阵列式表面肌电采集系统和神经信息解码的研究,开展了如下工作:针对便携式肌电采集设备空间分辨率不足的问题,设计微阵列式的表面肌电传感器。该传感器将多个采集通道集成并按照一定模式布置,提高了系统的局部空间分辨率。进一步地,以便携、集成和经济性为目标,设计了与传感器适配的便携式肌电采集模块,与上述传感器构成完整的肌电采集系统硬件。每个肌电采集模块可同时连接4个传感器,采集共计16个通道的肌电信号。经过测试,该系统可采集与商用系统信号质量相当的表面肌电信号。基于C#语言,开发了基于Windows平台的肌电信号采集上位机软件,包含肌电信号接收与储存、信号实时显示、实验范式集成和信号解码功能,以提高系统的易用性。同时提供软件开发工具包(SDK),方便二次开发。实现了基于微阵列式表面肌电信号的分解算法,使用模板匹配的方式,对肌电信号进行模板的提取和聚类,最后使用基于互相关的方式确定运动单元的放电时刻。该算法在仿真信号和真实信号中进行测试,取得了一定效果,但正确率有待改进。基于微阵列式肌电采集系统和表面肌电信号分解算法,进行了无动作手势识别实验,并与模式识别方法的效果进行对比。实验结果表明,基于表面肌电分解手势识别算法,其识别正确率与模式识别方法的效果相当。本文提出的微阵列式表面肌电信号采集系统,其信号质量与商业设备相当,同时更加便携和经济,方便与假肢进行集成。后续的手势识别实验也初步证明了基于微阵列系统进行神经信息解码的可能性。

支祖伟[10](2020)在《面向水下小型航行器的航姿传感器研究》文中认为水下航行器(Underwater Vehicle,UV)定位,尤其是民用领域UV,主要依赖有“水中卫星导航系统”之称的声学定位系统。然而,声学定位系统缺少导航用航姿信息。近几年,随着小型UV的快速发展,免校准超短基线(Ultra Short Base Line,USBL)声学定位系统越来越成为声学定位系统的主要形式,其对小尺寸、低功耗、高精度航姿传感器具有紧迫需求。针对以上需求和问题,本文设计了一款基于微机电系统(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)的惯性器件和磁传感器构建的微型化航姿传感器系统。本系统采用高性能的32位微控制器STM32F411RET6为核心处理单元,以三轴MEMS加速度计、三轴MEMS陀螺仪和三轴微磁传感器作为载体运动信息感知单元,集成温度传感器监测系统工作环境温度。基于嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅲ研发了航姿传感器的数据处理软件系统,实现数据采集、误差补偿、融合运算、数据通信及数据存储等任务间的调度与管理,提高系统运行的实时性和稳定性。在分析传感器关键性能指标的基础上,通过系统硬件设计,降低系统整体功耗。针对传感器存在的不同误差类型,分别进行参数标定和随机误差补偿,消除传感器测量误差,提高系统测量精度;考虑深海等复杂的温度环境,结合传感器的温度特性,建立温度补偿模型,设计并开展高低温实验,采用最小二乘法拟合法求解模型参数,实时在线修正传感器的零偏及灵敏度系数随温度变化,增强系统环境温度适应性。采用自适应无迹卡尔曼滤波(Adaptive Unscented Kalman Filter,AUKF)算法对误差补偿后的传感器数据进行融合运算,提高航姿信息解算的稳定性和可靠性。经测试,本文设计的航姿传感器,系统功耗在0.125mW左右,大约为法国SBG公司相似产品Ellipse2-A的27%。在-30℃~50℃范围内,通过温度补偿以及AUKF数据融合,航向角的静态测量误差从补偿前的±0.85°减小到±0.3°,保持较好的测量精度和性能稳定性。

二、MCU+DSP推动便携式设备市场(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、MCU+DSP推动便携式设备市场(论文提纲范文)

(1)基于热传导的恒温差式低产液量检测仪研制(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 研究目的
    1.3 国内外研究现状
    1.4 本文主要研究内容
第二章 基于热传导的恒温差式低产液测量原理分析
    2.1 热传导原理
    2.2 热式流量计测量原理分析
        2.2.1 恒功率测量原理
        2.2.2 恒温差测量原理
        2.2.3 恒温差式和恒功率式测量方法选择
    2.3 流量传感器选型和设计
        2.3.1 测温元件的选型
        2.3.2 测温传感器设计
        2.3.3 测速传感器设计
    2.4 本章小结
第三章 系统方案设计
    3.1 系统方案总体设计
    3.2 电源模块选型
    3.3 模拟信号采集模块设计
        3.3.1 基准电压电路设计
        3.3.2 模数转换电路设计
    3.4 数据处理模块设计
        3.4.1 MCU介绍
        3.4.2 供电电路设计
        3.4.3 时钟电路设计
        3.4.4 复位电路设计
        3.4.5 JTAG接口电路设计
    3.5 电缆总线驱动模块设计
        3.5.1 电平转换电路设计
        3.5.2 整形滤波电路设计
    3.6 加热电压控制模块设计
    3.7 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 开发环境与流程
    4.2 主程序设计思路
    4.3 系统初始化设计
        4.3.1 系统时钟初始化设计
        4.3.2 程序启动位置初始化设计
        4.3.3 中断初始化设计
        4.3.4 外围模块初始化设计
        4.3.5 GPIO口初始化设计
    4.4 子程序设计
        4.4.1 信号采集模块设计
        4.4.2 滤波模块设计
        4.4.3 数据发送模块设计
        4.4.4 中断模块设计
        4.4.5 PID模块设计
    4.5 本章小结
第五章 试验验证
    5.1 室内试验
        5.1.1 整板性能测试
        5.1.2 温差值选取
        5.1.3 PID调节参数的确定
        5.1.4 流量标定
        5.1.5 高温试验
        5.1.6 振动和冲击试验
    5.2 注水井试验
        5.2.1 试验设备
        5.2.2 现场试验
    5.3 本章小结
第六章 总结
    6.1 完成工作和结论
    6.2 对后续工作的建议
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(2)便携式辐射探测仪的设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 论文主要内容及章节安排
2 总体方案设计
    2.1 设计需求分析
    2.2 监测装置的主要技术指标
    2.3 整体方案设计
    2.4 本章小结
3 辐射探测基本原理
    3.1 核辐射基本理论与特征
        3.1.1 核辐射的产生
        3.1.2 辐射的类型特点
    3.2 辐射与物质的相互作用
        3.2.1 α粒子与物质的相互作用
        3.2.2 β粒子与物质的相互作用
        3.2.3 γ、X射线与物质的相互作用
    3.3 辐射探测的基本方法
    3.4 本章小结
4 硬件电路设计
    4.1 GM管探头的设计原理及电路实现
        4.1.1 气体探测器的原理分析
        4.1.2 GM计数管探测器的原理分析
        4.1.3 GM计数管探测器的硬件电路设计
    4.2 闪烁体探测器的原理分析
    4.3 闪烁体探测器的回路输出电路设计
        4.3.1 光电倍增管的分压回路设计
        4.3.2 分压器回路分配设计
    4.4 闪烁体探测器的输出信号调理电路设计
        4.4.1 探测器信号转换电路设计
        4.4.2 探测器信号放大电路设计
    4.5 脉冲甄别电路设计
    4.6 信号调理电路实验验证
    4.7 低噪声电源模块设计
        4.7.1 低噪声高压供电电源设计
        4.7.2 低噪声低压供电电源设计
    4.8 主控模块设计
    4.9 RS485 通信串口电路设计
    4.10 本章小结
5 MCU控制逻辑设计
    5.1 总体逻辑设计
    5.2 剂量率采集设计
        5.2.1 剂量率的探测效率优化设计
        5.2.2 辐射探测计数设计
    5.3 平滑计数算法逻辑设计
    5.4 RS485串口通信模块设计
        5.4.1 Modbus通信协议简介
        5.4.2 基于RS485总线的Modbus协议通信整体逻辑设计
        5.4.3 RS485总线传输的初始化配置逻辑设计
        5.4.4 读取数据逻辑设计
        5.4.5 CRC16校验逻辑设计
    5.5 阈值报警单元模块设计
    5.6 OLED显示单元模块设计
    5.7 WIFI模块设计
    5.8 本章小结
6 系统测试及功能验证
    6.1 实验系统平台的搭建
    6.2 探头标定实验
    6.3 发送数据完整性验证
    6.4 本章小结
7 总结与展望
    7.1 研究工作总结
    7.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(3)嵌入式可编程扫频信号发生器模块研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 本文研究内容及章节安排
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 章节安排
第二章 扫频信号发生器基本构成与理论分析
    2.1 DDS工作原理
    2.2 DDS基本结构
        2.2.1 相位累加器
        2.2.2 波形存储器
        2.2.3 数模转换器
        2.2.4 低通滤波器
    2.3 DDS频谱分析
        2.3.1 DDS理想频谱特性
        2.3.2 DDS实际频谱特性
    2.4 DDS技术特点
    2.5 本章小结
第三章 系统设计指标和硬件设计
    3.1 系统的技术指标
    3.2 硬件整体设计规划
    3.3 MCU控制电路设计
    3.4 串口通信电路设计
    3.5 参数输入与显示电路设计
    3.6 信号产生电路设计
        3.6.1 AD9854 与MCU连接电路
        3.6.2 AD9854 电源电路
        3.6.3 参考时钟电路
        3.6.4 方波产生电路
    3.7 低通滤波电路设计
    3.8 PCB设计
    3.9 本章小结
第四章 系统软件设计
    4.1 μC/OSIII系统特性
    4.2 .软件系统总体设计
        4.2.1 软件工作流程
        4.2.2 软件功能设计
        4.2.3 软件任务分类
    4.3 主要控制任务设计
        4.3.1 控制信号产生模块任务
        4.3.2 上位机通信任务
    4.4 本章小结
第五章 通信协议制定
    5.1 整体方案设计
    5.2 参考OSI模型
    5.3 模型简化
    5.4 确定各层协议
    5.5 协议制定
        5.5.1 ModBus_RTU 协议
        5.5.2 参数设置
        5.5.3 协议制定
    5.6 串口通信测试
    5.7 本章小结
第六章 系统测试与结果分析
    6.1 测试方法
    6.2 波形测试
        6.2.1 正弦波波形测试
        6.2.2 方波波形测试
        6.2.3 调制波波形测试
    6.3 频率稳定度测试
    6.4 幅频特性和扫频测试
        6.4.1 幅频特性测试
        6.4.2 扫频测试
    6.5 相位噪声与杂散测试
        6.5.1 相位噪声测试
        6.5.2 杂散测试
    6.6 测试结果与总结分析
    6.7 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
攻读学位期间参加科研情况及获得的学术成果

(4)硅压阻式压力传感器宽温补偿方法研究及系统设计(论文提纲范文)

摘要
abstract
1 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 本文的主要研究内容及工作安排
2 硅压阻式压力传感器结构原理和温度特性分析
    2.1 硅压阻式压力传感器原理
        2.1.1 压阻效应
        2.1.2 压阻式压力传感器电路模型
        2.1.3 压阻式压力传感器结构
        2.1.4 压阻式压力传感器建模仿真
    2.2 压阻式传感器灵敏度温漂分析
        2.2.1 压阻系数温度特性分析
        2.2.2 热膨胀对灵敏度漂移的影响
        2.2.3 焦耳热对灵敏度温漂的影响
    2.3 压阻式传感器零点温漂分析
        2.3.1 压敏电阻率的温度特性分析
        2.3.2 焦耳热对零点温漂的影响
        2.3.3 封装热应力对零点温漂的的影响
    2.4 本章小结
3 硅压阻传感器温度补偿方法分析
    3.1 模拟补偿法
        3.1.1 串并联电阻补偿
        3.1.2 恒流源供电补偿
        3.1.3 串联二极管补偿
    3.2 数字补偿法
        3.2.1 上位机软件算法补偿
        3.2.2 单片机/DSP/FPGA数字补偿
    3.3 智能信号调理器补偿
    3.4 补偿方案分析
        3.4.1 优缺点对比
        3.4.2 基于智能信号调理器的宽温补偿方案分析
    3.5 本章小结
4 宽温补偿测试系统设计与实现
    4.1 系统整体架构设计
    4.2 宽温补偿系统的结构设计
        4.2.1 封装式结构设计
        4.2.2 半分离式结构设计
        4.2.3 全分离式结构设计
    4.3 硬件电路分析设计
        4.3.1 电源分析设计
        4.3.2 环境测温分析设计
        4.3.3 PGA309 温度补偿电路分析设计
    4.4 封装结构设计实现
    4.5 测试控制系统设计
    4.6 本章小结
5 实验测试与结果分析
    5.1 实验平台搭建以及标定实验方案设计
        5.1.1 实验设备和测试平台搭建
        5.1.2 试验方案设计
    5.2 传感器静态特性标定
    5.3 补偿前传感器温度特性
    5.4 传统方式补偿后传感器温度特性
        5.4.1 串并联电阻补偿结果
        5.4.2 恒流源供电补偿结果
        5.4.3 上位机软件补偿结果
    5.5 宽温补偿系统补偿后传感器温度特性
        5.5.1 仿真器补偿结果
        5.5.2 三种设计结构对实际传感器的补偿结果
        5.5.3 多温度点补偿结果
    5.6 补偿结果对比分析
        5.6.1 传统补偿法补偿结果分析
        5.6.2 宽温补偿系统补偿结果分析
    5.7 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢

(5)低功耗数据采集与NB-IoT传输系统的设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 低功耗数据采集与传输系统发展综述
        1.2.1 低功耗数据采集与传输系统发展现状
        1.2.2 低功耗数据采集与传输系统发展趋势
    1.3 论文内容及章节安排
2 系统总体设计方案
    2.1 系统需求分析
        2.1.1 系统应用场景
        2.1.2 功能需求分析
    2.2 系统总体设计方案
        2.2.1 硬件设计
        2.2.2 软件设计
3 系统硬件电路低功耗设计
    3.1 硬件电路总体设计与功能描述
    3.2 硬件电路低功耗设计
        3.2.1 MCU及外围辅助电路
        3.2.2 串行通信接口电路
        3.2.3 数据采集与模拟信号输出电路
        3.2.4 NB-IoT数据传输电路
        3.2.5 数据存储电路
        3.2.6 GPS授时定位电路
        3.2.7 电池充电和电压检测电路
        3.2.8 电流测试电路
    3.3 印刷电路板设计及工装焊接
        3.3.1 印刷电路板PCB设计
        3.3.2 电路板工装焊接
4 系统软件低功耗设计
    4.1 系统软件工作流程
    4.2 软件低功耗设计
    4.3 授时与定位
    4.4 模拟量数据采集
        4.4.1 自适应电压调节
        4.4.2 模拟量数据采集程序设计
    4.5 数据存储
    4.6 NB-IoT数据传输
    4.7 RS-485 数据传输
    4.8 上位机软件
        4.8.1 上位机软件功能定义
        4.8.2 上位机设计方案
5 系统调试与测试
    5.1 系统软件、硬件联合调试
    5.2 系统精度测试
        5.2.1 模拟量采集精度测试
        5.2.2 模拟量输出精度测试
    5.3 各模块工作时间测试
    5.4 各模块功耗测试
    5.5 系统整机耗电量
结论
参考文献
附录 A PCB布局布线图
附录 B 实物图
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(6)基于FPGA的头戴显示器视频图像处理系统设计与实现(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 发展及现状
        1.2.1 头戴显示器发展及现状
        1.2.2 图像处理系统发展及现状
    1.3 论文主要内容与章节安排
第二章 系统总体方案设计
    2.1 FPGA在图像处理领域的优势
    2.2 总体方案设计
        2.2.1 需求分析
        2.2.2 系统实现方案
        2.2.3 系统测试方案
    2.3 关键技术
    2.4 本章小结
第三章 图像处理系统硬件设计与实现
    3.1 实时图像处理系统的总体框架
    3.2 器件选型
        3.2.1 FPGA开发平台
        3.2.2 视频采集模块
        3.2.3 视频存储模块
        3.2.4 视频显示模块
    3.3 电路设计
        3.3.1 视频采集模块电路设计
        3.3.2 视频存储模块电路设计
        3.3.3 视频显示模块电路设计
    3.4 本章小结
第四章 图像处理系统软件设计与实现
    4.1 FPGA设计流程
    4.2 系统软件设计框图
    4.3 时钟管理模块
    4.4 实时图像采集模块
    4.5 SDRAM存储模块
    4.6 视频图像显示模块
        4.6.1 视频图像显示原理
        4.6.2 视频图像显示模块FPGA实现
    4.7 本章小结
第五章 基于FPGA的图像处理算法设计与实现
    5.1 图像灰度化
        5.1.1 图像灰度化实现
        5.1.2 仿真与分析
    5.2 中值滤波
        5.2.1 快速中值滤波实现
        5.2.2 仿真与分析
    5.3 边缘检测
        5.3.1 边缘检测实现
        5.3.2 仿真与分析
    5.4 图像叠加
        5.4.1 图像叠加实现
        5.4.2 仿真与分析
    5.5 本章小结
第六章 系统测试与分析
    6.1 视频图像实时显示测试
        6.1.1 实时视频正常显示效果
        6.1.2 资源使用报告
        6.1.3 实验结论
    6.2 图像处理模块测试
        6.2.1 灰度视频图像测试
        6.2.2 图像叠加模块测试
        6.2.3 边缘检测模块测试
    6.3 本章小结
第七章 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 后续展望
致谢
参考文献

(7)地理接线图语音定位辅助系统研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外相关技术研究现状
        1.2.1 地理接线图研究
        1.2.2 语音定位辅助系统研究
    1.3 论文研究目标及组织结构
        1.3.1 论文研究目标
        1.3.2 论文组织结构
第二章 地理接线图语音定位辅助系统理论基础
    2.1 地理接线图语音定位辅助系统必要性与可行性
        2.1.1 地理接线图语音定位辅助系统必要性
        2.1.2 地理接线图语音定位辅助系统可行性
    2.2 地理接线图语音定位辅助系统设计指标及性能参数
        2.2.1 地理接线图语音定位辅助系统设计指标
        2.2.2 地理接线图语音定位辅助系统性能参数
    2.3 地理接线图语音定位辅助系统总体结构设计
    2.4 本章小结
第三章 地理接线图语音定位辅助系统软件设计
    3.1 地理接线图语音定位辅助系统软件功能设计
    3.2 音频接口与DSP通信程序设计
    3.3 DSP与 MCU通信程序设计
    3.4 母机和子机通信程序设计
    3.5 本章小结
第四章 地理接线图语音定位辅助系统硬件设计
    4.1 MCU控制模块电路设计
        4.1.1 外部扩展存储
        4.1.2 时钟复位电路
        4.1.3 电源电路设计
    4.2 数据处理模块及与MCU通信接口设计
        4.2.1 TMS320VC5509A的 CPU结构及外设
        4.2.2 DSP与 MCU的连接
    4.3 音频接口电路设计
    4.4 信道接口电路设计
    4.5 数据收发电路设计
    4.6 本章小结
第五章 地理接线图语音定位辅助系统测试与结果分析
    5.1 语音定位辅助系统测试方向
    5.2 语音识别测试结果分析
    5.3 单线图设备定位测试结果分析
    5.4 试运行结果分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢

(8)基于NB-IoT的水质监测平台(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 存在问题及发展趋势
    1.4 研究内容
    1.5 论文组织结构
第二章 系统总体设计
    2.1 系统组成
    2.2 传感器选型
        2.2.1 温度传感器选型
        2.2.2水位传感器选型
        2.2.3 pH传感器选型
        2.2.4 溶解氧传感器选型
    2.3 系统开发工具及平台
        2.3.1 NB-IoT
        2.3.2 公有云
        2.3.3 嵌入式处理器
        2.3.4 软件编译环境
    2.4 本章小结
第三章 水质监测节点硬件设计
    3.1 单片机及外围电路设计
        3.1.1 嵌入式微处理器选型
        3.1.2 STM32F103最小系统设计
    3.2 数据采集电路设计
        3.2.1 温度数据采集电路设计
        3.2.2 水位、pH、溶解氧数据采集电路设计
    3.3 M5310-A模组外围电路设计
        3.3.1 SIM卡电路
        3.3.2 串口通信电路
        3.3.3 RF电路
        3.3.4 网络状态指示
        3.3.5 电源电路
    3.4 串口调试电路设计
    3.5 电源电路设计
        3.5.1 12V电源
        3.5.2 5V稳压电路
        3.5.3 3.3V稳压电路
    3.6 本章小结
第四章 水质监测节点软件设计
    4.1 系统初始化
        4.1.1 USART1初始化
        4.1.2 USART3初始化
        4.1.3 M5310-A模组初始化
        4.1.4 水质传感器初始化
    4.2 数据采集程序设计
        4.2.1 温度采集
        4.2.2 深度、含氧量、pH采集
    4.3 NB-IoT通信程序设计
        4.3.1 创建设备
        4.3.2 资源订阅
        4.3.3 发起登录请求
        4.3.4 数据更新与上报
    4.4 本章小结
第五章 水质监测平台界面开发与系统测试
    5.1 水质监测平台界面开发
        5.1.1 设备接入
        5.1.2 应用界面开发
        5.1.3 触发管理
    5.2 系统测试
        5.2.1 数据展示
        5.2.2 报警推送
        5.2.3 功耗测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
参考文献
致谢
附录一 设备统一注册码生成
附录二 串口AT指令调试
附录三 M5310-A模组初始化打印信息
附录四 STM32F103ZET6单片机最小系统电路
附录五 M5310-A模组外围电路
附录六 水质监测节点PCB
学位论文评阅及答辩情况表

(9)微阵列式表面肌电采集系统与神经信息解码研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题来源
    1.2 研究背景与意义
    1.3 肌电控制接口研究综述
        1.3.1 基于阈值的控制接口
        1.3.2 基于模式识别的控制接口
        1.3.3 基于神经驱动信号的控制
    1.4 本文的主要研究内容
第二章 微阵列式表面肌电采集系统的硬件设计
    2.1 引言
    2.2 微阵列表面肌电采集系统设计需求与系统架构
    2.3 微阵列主动式肌电传感器的电气系统设计
        2.3.1 信号调理电路
        2.3.2 电源滤波与基线分压
    2.4 16通道肌电采集模块的电气系统设计
        2.4.1 电源管理单元
        2.4.2 主控制器电路
        2.4.3 通信单元
    2.5 硬件实施与系统性能评估
        2.5.1 硬件实施
        2.5.2 系统性能评估
    2.6 本章小结
第三章 微阵列表面肌电采集系统的程序设计
    3.1 引言
    3.2 嵌入式系统控制程序设计
        3.2.1 嵌入式程序的控制流程设计
        3.2.2 表面肌电信号的采样时序与数据流
        3.2.3 通信接口的设计
    3.3 肌电信号采集平台程序设计
        3.3.1 肌电信号采集平台的功能需求分析
        3.3.2 肌电信号采集平台的总体框架
        3.3.3 肌电信号采集平台的实现
    3.4 本章小结
第四章 基于微阵列式肌电信号的神经信息解码
    4.1 表面肌电信号形成的生理学基础
    4.2 表面肌电信号分解的模版匹配方法
        4.2.1 模板匹配方法的一般流程
        4.2.2 基于微阵列式电极表面肌电分解算法
    4.3 表面肌电信号分解的盲源分离方法
    4.4 基于微阵列式表面肌电信号的神经信息解码测试
        4.4.1 仿真信号分解测试
        4.4.2 真实信号分解测试
    4.5 本章小结
第五章 基于微阵列式表面肌电的无动作手势识别实验
    5.1 引言
    5.2 基于模式识别方法的无动作手指手势识别
        5.2.1 实验目的
        5.2.2 实验平台
        5.2.3 实验范式
        5.2.4 数据处理
        5.2.5 实验结果与讨论
    5.3 基于运动单元动作电位序列分解的手势识别
        5.3.1 实验目的
        5.3.2 实验详情
        5.3.3 数据处理
        5.3.4 实验结果与讨论
    5.4 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 研究内容总结
    6.2 后续工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文
攻读硕士学位期间申请的专利

(10)面向水下小型航行器的航姿传感器研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究与发展现状
        1.2.1 MEMS惯性传感器
        1.2.2 航姿参考系统
    1.3 本文主要研究内容和结构安排
第2章 航姿传感器的设计与实现
    2.1 系统总体设计方案
    2.2 系统硬件设计
        2.2.1 微控制器
        2.2.2 数据采集模块
        2.2.3 电源模块
        2.2.4 数据通信模块
        2.2.5 数据存储模块
        2.2.6 程序下载与仿真电路
        2.2.7 航姿传感器系统样机
    2.3 系统软件设计
        2.3.1 Keil MDK开发环境
        2.3.2 软件系统总体结构
        2.3.3 嵌入式实时操作系统
        2.3.4 应用程序模块化设计
第3章 传感器高低温实验及补偿方法
    3.1 MARG传感器的误差分析与补偿
        3.1.1 加速度计的误差补偿
        3.1.2 陀螺仪的误差补偿
        3.1.3 磁传感器的误差补偿
    3.2 MARG传感器的温度特性
    3.3 传感器温度误差补偿模型
        3.3.1 温度误差模型
        3.3.2 传感器的改进误差模型
    3.4 高低温实验方法
        3.4.1 加速度计的温度补偿实验
        3.4.2 陀螺仪的温度补偿实验
        3.4.3 磁传感器的温度补偿实验
第4章 系统模块高低温实验性能测试及方法验证
    4.1 数据融合算法
        4.1.1 Kalman滤波理论
        4.1.2 无迹卡尔曼滤波器设计
        4.1.3 自适应无迹卡尔曼滤波器设计
        4.1.4 AUKF在航姿传感器中的应用
    4.2 航姿传感器性能测试
        4.2.1 AUKF滤波效果验证
        4.2.2 温度补偿效果验证
第5章 总结与展望
    5.1 本文工作总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

四、MCU+DSP推动便携式设备市场(论文参考文献)

  • [1]基于热传导的恒温差式低产液量检测仪研制[D]. 戴卓勋. 西安石油大学, 2021(09)
  • [2]便携式辐射探测仪的设计与实现[D]. 王迪. 中北大学, 2021(09)
  • [3]嵌入式可编程扫频信号发生器模块研究[D]. 阚绍佑. 西安石油大学, 2021(09)
  • [4]硅压阻式压力传感器宽温补偿方法研究及系统设计[D]. 单宝琛. 中北大学, 2021(09)
  • [5]低功耗数据采集与NB-IoT传输系统的设计[D]. 王大明. 大连理工大学, 2021(01)
  • [6]基于FPGA的头戴显示器视频图像处理系统设计与实现[D]. 杨斌. 电子科技大学, 2021(01)
  • [7]地理接线图语音定位辅助系统研究[D]. 高震. 广西大学, 2021(12)
  • [8]基于NB-IoT的水质监测平台[D]. 乜朝贤. 山东大学, 2020(04)
  • [9]微阵列式表面肌电采集系统与神经信息解码研究[D]. 吕鹏宇. 上海交通大学, 2020
  • [10]面向水下小型航行器的航姿传感器研究[D]. 支祖伟. 中国科学技术大学, 2020(01)

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MCU+DSP驱动便携设备市场
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