基于DSP的嵌入式IP语音通信系统设计与开发
这是一篇关于IP语音通信,数字信号处理器,语音编码算法,TCP/IP的论文, 主要内容为多媒体通信等信息技术的不断融合,使得基于IP网的实时音视频通信成为目前Internet网络领域的热门研究课题。IP语音通信是通过IP网络技术实时传输语音信息的技术,在IP网络上实现可靠的音频和数据协同。目前,如何实现保证服务质量的IP语音通信是研究的难点问题。而集成电路技术发展,为实现可靠IP语音通信提供了契机。本文正是针对这一现状,研究开发一套基于DSP的IP语音通信系统。 (1)深入研究并论述了IP语音通信的基本原理及其关键技术,包括网络传输技术,信令技术以及语音编码技术中线性预测编码分析、合成分析、码激励线性预测编码技术,并对G.729算法进行了进一步的分析。 (2)根据IP语音通信系统的功能要求,给出了系统的总体方案,设计了以TMS320VC5402为核心的IP语音通信系统,阐述了系统的组成原理及语音,网络接口等主要硬件模块功能。 (3)深入分析G.729语音编码算法,采用高级语言平台进行了仿真和验证。针对G.729算法的DSP平台实现,提出了采用C语言和汇编级优化设计方法,进行了准确性和效率测试。测试结果进一步表明优化设计方法的有效性和正确性,显著地提高了程序的运行效率。 (4)针对TCP/IP协议在DSP平台的应用,给出了以太网控制器的驱动实现以及ARP、IP、UDP协议的实现。系统通过了UDP通信测试,给出了测试过程数据图,实现了基于UDP协议的语音通信。 本文设计的基于DSP的IP语音通信系统,采用优化语音编码算法G.729实现DSP平台运行,使系统运行性能得到较大改善,实现了基于UDP的语音通信。并针对算法的进一步优化和IP语音通信过程中的QoS问题,提出了研究工作的展望。
基于光纤传感的物联网系统研究与设计
这是一篇关于物联网,光纤传感,光纤布拉格光栅传感,相位载波法,数字信号处理器,B/S架构的论文, 主要内容为物联网,就是物物相连的网络。物联网通常被划分为三个层,感知层、传输网络层、应用层,其中感知层的传感端目前大多使用电传感器,但随着近年来光纤通信技术的迅速发展,光纤传感器逐渐进入了人们的视野并应用在物联网中。光纤传感器用光来承载信息,把光纤作为传输介质,所以同时具备光学测量和光纤传输两者的优点。与传统的电传感器相比,光纤传感器具有抗电磁干扰、高灵敏度、耐腐蚀、耐高温等特点,并且还可实现无源感知,因此可适用于绝缘、水下、矿井等不适合电传感器工作的恶劣环境中数据的采集,并且易于组成网络和实现远距离监测。 本文采用光纤布拉格光栅和由其衍生的分布反馈式光纤激光器两种传感器作为物联网系统的传感端,前者通过波长解调模块将携带待测信号的光信号转换成电信号并进一步处理,再通过通过USB串口方式,在上位机(计算机)中实现解调和数据存储;后者将光电转换后的携带待测信号的电信号采集到DSP中,并在DSP中实现数字化解调,再经网口或串口等方式将解调出的信息也存储到计算机中。两种方式获得的监测数据通过B/S架构进行了统一的数据发布,使用户可以方便的在计算机的浏览器中实现对传感端所处环境的远程监测。整个系统的最大特点是通过两种方式分别实现对缓变物理量和高频变化的物理量的远程实时监测,并且传感层是无源的。本文的主要工作和创新点有: 调研分析了物联网的体系架构和相关技术、光纤传感技术、光纤光栅传感及其常用的的波长解调方法。分析了适合基于分布反馈式光纤激光器(DFB-FL)传感的波长解调技术,即基于非平衡Mach-Zehnder光纤干涉仪的相位载波解调法的原理。 设计了基于光纤布拉格光栅的温度传感系统和基于DFB-FL的振动信号传感系统两套光纤传感系统,给出了基于这两套光纤传感系统的物联网信息监测平台系统的设计方案。用DSP开发软件对相位载波解调法作了数字化的仿真实现,并给出了基于DSP的相位载波法解调系统的硬件电路和软件设计方案。用波长解调模块在计算机中实现了温度传感信号的解调。 最后将两套光纤传感系统的采集到的数据统一存储到数据库中的数据库中,并基于B/S架构实现监测数据的实时发布。
基于Davinci技术的智能家庭监控系统的设计与实现
这是一篇关于Davinci技术,TMS320DM6446,视频监控,数字信号处理器的论文, 主要内容为随着视频信号处理器的发展,嵌入式视频监控系统的应用越来越广泛,对视频监控智能性的要求也变得越来越高。本文在深入研究Texas Instrument(TI)公司最新的Davinci技术后,针对家庭监控环境设计并实现了一种基于Davinci技术的智能监控系统的基础框架。主要研究内容涉及Davinci技术的硬件系统架构、软件系统架构及Linux下的应用程序开发等。 嵌入式视频处理系统的运行方式通常为通用嵌入式处理器与数字信号处理器协同工作的模式。在Davinci技术推出以前,都采用分离式处理器构成视频监控系统,Davinci技术的硬件产品TMS320DM6446在一个芯片封装内集成了ARM嵌入式处理器内核与C64x+数字信号处理器内核,提高了系统集成度、降低了系统板级成本,双处理器的协同运作效率也有很大提高。本文在对需要实现系统的功能作出分析后,采用TMS320DM6446作为系统的核心处理器,并设计了智能家庭监控系统的硬件系统。主要工作涉及芯片选型、视频输入输出接口设计、DDR2动态存储器接口设计、Flash存储器接口设计、ATA硬盘接口设计、串行存储器接口设计、音频接口设计、以太网接口设计、USB接口设计、UART接口设计、外围控制接口设计及系统电源设计,本文还对系统的各个组成部分的功能及特点作了详细的介绍。系统充分应用TMS320DM6446的视频处理优势,具有处理速度快、板级成本较低、硬件上留有扩展接口等特点。 本系统的软件部分在Davinci技术软件框架下进行开发,该框架结构可应用于各种类型的嵌入式操作系统中。Davinci技术软件框架对复杂性较高的算法部分进行了模块化,大大增强了算法与应用程序的独立性,使得算法部分具有了良好的可扩展性。基于对多种嵌入式操作系统的分析,采用MontaVista Linux作为本系统的操作系统。本文软件部分的工作为系统基础软件框架设计。本文对PAM可插拔认证模块、MiniGUI图形用户接口等作了简要的介绍,探讨了软件各个功能模块的实现方式,最后实现了具有基本监控录像功能的系统应用程序基础软件框架。该框架为智能判别算法模块留出了调用接口,将与智能判别算法功能相关的软件部分模块化,使软件系统具有良好的可扩展性。 智能家庭监控系统的硬件设计正处在实现阶段,软件的基础部分已经能够正常运行于TI的Davinci视频开发评估板上,相关附属功能正处在完善阶段。
基于DSP的车内噪声主动控制器软件设计及实验验证
这是一篇关于软件设计,数字信号处理器,噪声主动控制,变步长算法的论文, 主要内容为随着汽车市场的扩大,各大汽车研发中心为提高车辆驾乘舒适性,对车内噪声的关注度也越来越高。车内低频噪声具有较强的穿透性,不能被传统的被动噪声控制方法滤除,成为了影响车辆NVH(Noise,Vibration,Harshness)性能的主要因素。本文针对这一问题,深入研究噪声主动控制技术,结合数字信号处理技术,运用数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)和Code Composer Studio(CCS)软件开发平台设计了一款噪声主动控制器,并进行了车内噪声主动控制实验,验证了控制器的可行性。首先通过分析噪声主动控制系统的原理和结构,确定本文采用前馈控制系统,选择横向有限冲激响应(FIR)滤波器用于主动控制器内部的滤波模块。最小均方算法是自适应算法在主动控制领域的代表,在工程实际中多采用优化后的滤波扩展最小均方(Fx LMS)算法,本文针对前者进行了算法的推导,并就其与后者进行了对比,分析了次级通道在控制过程中起到的消极作用。为解决该问题,本产品在设计过程中加入了对声电以及物理通路的离线辨识过程,利用辨识出的次级通道模型来消除或是减小其影响,提高控制器在实际应用中的降噪效果。传统的固定步长自适应算法对收敛速度和稳态误差之间的平衡取舍不够充分,顾此失彼,本文利用符号函数,提出了优化改进的VSSFx NLMS算法,并通过仿真分析,与传统的Fx LMS算法进行了对比。本文利用单通道主动控制算法推导出双通道主动控制算法,采用两个误差传声器和两个扬声器进行空间内的噪声主动控制。然后利用德州仪器(Texas Instruments,TI)公司的DSP芯片TMS320F28335进行硬件选型和嵌入式软件设计。参考产品设计方案和性能指标,选用AD7671和DAC8552作为进行AD/DA转换模块,在CCS软件开发平台中利用C语言进行无操作系统的嵌入式程序开发,利用模块化的思想进行DSP以及各类芯片的初始化程序编写,构建外围芯片与主动控制芯片之间的通信协议和数据传输,利用优化改进算法进行双通道系统的次级通道离线辨识程序和双通道主动控制程序的编写。最后搭建了车内噪声主动控制实验平台,在车内声场环境中利用该控制器进行双通道噪声主动控制实验,在单频和双频噪声控制实验中分别获得了约10d B(A)和约5d B(A)的降噪效果,验证了该控制器软件系统的功能。
基于DSP的嵌入式IP语音通信系统设计与开发
这是一篇关于IP语音通信,数字信号处理器,语音编码算法,TCP/IP的论文, 主要内容为多媒体通信等信息技术的不断融合,使得基于IP网的实时音视频通信成为目前Internet网络领域的热门研究课题。IP语音通信是通过IP网络技术实时传输语音信息的技术,在IP网络上实现可靠的音频和数据协同。目前,如何实现保证服务质量的IP语音通信是研究的难点问题。而集成电路技术发展,为实现可靠IP语音通信提供了契机。本文正是针对这一现状,研究开发一套基于DSP的IP语音通信系统。 (1)深入研究并论述了IP语音通信的基本原理及其关键技术,包括网络传输技术,信令技术以及语音编码技术中线性预测编码分析、合成分析、码激励线性预测编码技术,并对G.729算法进行了进一步的分析。 (2)根据IP语音通信系统的功能要求,给出了系统的总体方案,设计了以TMS320VC5402为核心的IP语音通信系统,阐述了系统的组成原理及语音,网络接口等主要硬件模块功能。 (3)深入分析G.729语音编码算法,采用高级语言平台进行了仿真和验证。针对G.729算法的DSP平台实现,提出了采用C语言和汇编级优化设计方法,进行了准确性和效率测试。测试结果进一步表明优化设计方法的有效性和正确性,显著地提高了程序的运行效率。 (4)针对TCP/IP协议在DSP平台的应用,给出了以太网控制器的驱动实现以及ARP、IP、UDP协议的实现。系统通过了UDP通信测试,给出了测试过程数据图,实现了基于UDP协议的语音通信。 本文设计的基于DSP的IP语音通信系统,采用优化语音编码算法G.729实现DSP平台运行,使系统运行性能得到较大改善,实现了基于UDP的语音通信。并针对算法的进一步优化和IP语音通信过程中的QoS问题,提出了研究工作的展望。
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