6个研究背景和意义示例,教你写计算机高速数据采集论文

今天分享的是关于高速数据采集的6篇计算机毕业论文范文, 如果你的论文涉及到高速数据采集等主题,本文能够帮助到你

基于USB的伺服监控系统高速数据通讯功能设计

这是一篇关于伺服监控系统,DSP,USB,高速数据采集,固件更新的论文, 主要内容为电机伺服系统作为工业制造场景中的关键节点,在运行过程中会产生大量表征系统运行状态的重要信息,设计支持高速通信功能的伺服监控系统能够便捷、实时、高效率地获取这些关键运行信息,为设备开发、调试和故障诊断提供数据支持。现有伺服监控系统在通信手段上存在传输速率低、兼容性差和配置繁琐等缺陷,难以满足开发人员在设备开发与调试场景下的点对点高速通信需求。本文在以数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)为运算核心的伺服驱动器上,以实现伺服监控系统状态监控、高速采样和固件更新等功能为切入点,基于通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)通信接口完成了高速通信方案的设计,并在DSP和Windows环境下分别进行了软件功能开发。本文首先介绍了伺服驱动器的硬件结构和软件系统,从实际应用场景出发,分析了伺服监控系统通信的性能需求和功能需求。基于通信需求,探讨了使用USB2.0全速总线通信接口实现伺服监控系统中涉及的关键问题,从USB协议的基础特性、数据传输机制和总线枚举等角度探究了协议对通信性能的支持情况。其次,设计了伺服监控系统的功能实现方案。从顶层设计角度给出了系统通信分层模型,设计了设备通信状态机。从底层实现角度讨论并设计了以信息帧为核心的基础通信方案、以高速缓冲区交换策略为核心的高速数据采样方案和以处理器核间通信(Interprocessor Communication,IPC)为基础的双核DSP固件更新方案。在Visual Studio开发环境下,使用C#语言开发了界面简洁、运行可靠的上位机支持软件。最后,搭建了物理实验平台,对伺服监控系统的通信性能与功能进行实验测试。实验结果表明,设计的伺服高速通讯系统实现了稳定的状态监控功能、实时高精度的高速采样功能和快捷的双核固件更新功能,驱动器设备工作状况良好,上位机软件运行稳定、可靠,能够满足伺服监控系统在设备开发和实际场景下的通信要求。

基于AD9239的高速数据采集系统的设计与实现

这是一篇关于高速数据采集,模数转换,信号完整性,电源完整性的论文, 主要内容为高速数据采集系统的设计与实现随着当今电子技术和数字技术的发展而发展，但整个系统的设计与实现随着线载信号频率的上升而更加难以实现。本系统要求4通道实时采样时钟频率为250MHz、12bit的数据有效位、4Gbps的线载数据吞吐率。针对本系统的性能指标要求，提出系统的整体设计方案；进而从硬件和软件两个方面来实现整个系统。对于硬件部分的设计，主要阐述了信号完整性中的高频信号特性及其难以实现的因素，常用的端接方式；通过仿真说明了这些方式对信号传播质量的改善程度。随后是对硬件系统中电源完整性的重要性以及本系统所利用的也是电源完整性解决办法中常用且尤为重要的滤波电容选取方法阐述。最后是在Hyperlynx环境下对10层PCB板中过孔的建模、仿真、设计与分析，体现了过孔在高速PCB板中的重要性。整章中穿插了本系统在PCB规划设计时所采用的部分解决信号完整性、电源完整性的方法。对于软件部分的设计，通过对模数转换器AD9239和时钟分配芯片AD9516-1的特性描述及它们所共需在线配置的特性引出SPI串口；利用SPI对两芯片进行配置实现它们的所需功能。其中对于AD9516-1的环路滤波的设计是利用ADIsimCLK1.2软件来完成的。最后通过系统对实时信号的采集，进行功能验证，证明系统满足了所要求的性能指标。

便携式高速数据采集与波形回现系统的设计与实现

这是一篇关于高速数据采集,FPGA,随机等效采样,短时间测量,随机排序算法的论文, 主要内容为随着数字系统的飞速发展,超高速数据流已成为现代数字系统的一个主要特征。伴随着信号频率的不断上升,数字系统的前端就需要用到高速,甚至超高速的数据采集系统来对信号进行采样以实现对信号的传输。随着越来越多的应用场合,如野外作业场地和设备生产现场,希望在对信号进行采集后可以直接回现出原信号,以便直接对信号进行分析和观察等,因此便携式数据采集及波形回现系统就有了一定的发展空间。本论文设计并实现了一种硬件结构简单、稳定性高、精度高、功耗低的高速数据采集及波形回现系统,包括硬件平台的设计和Verilog HDL(Verilog Hardware Design Language,Verilog硬件编程语言)语言编程。系统采用FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)+随机等效采样的结构来实现,不仅能对高速信号进行采样,还可直接重构出被采样信号。本文的主要研究内容如下所述:首先对现有的数据采集方法进行分析,确定了系统的数据采集方案:采用实时采样和随机等效采样结合的工作方式。当信号频率较低时使用实时采样,当信号频率较高时使用随机等效采样。实时采样可直接进行,无需对采样数据进行额外的处理便可直接恢复出原信号;而随机等效采样则需要一定的触发采样过程和信号处理过程才可实现对原信号的重构,因此本设计的研究重点将放在随机等效采样的实现上。对随机等效采样而言,使用中等采样速率的AD(Analog to Digital,模数变换)芯片即可达到较高的等效采样率,这不仅减小了实现难度,还可避免使用GSPS级别采样率的芯片,以免信号频率过高,产生串扰、干扰、抖动等现象从而影响系统工作的稳定性。随后,对随机等效采样的两个关键技术:短时间测量和波形重构技术做了介绍。重点研究了现有的短时间测量方法,分析了其优缺点,以便最终可与本设计使用的时间测量方法进行对比,突显它的优越性。其次根据制定好的数据采集方案设计了硬件平台。采用FPGA作为系统的主控制器和运算器来协调各模块的工作,完成对各模块的控制及数据交换,同时实现随机排序算法。分别以比较器、AD采样芯片、DA(Digital to Analog,数模变换)转换芯片为核心完成了触发电路、模数转换模块和数模转换模块的电路设计。给出了系统电源模块的详细设计,讲述了系统的PCB(Printed circuit board,印刷电路板)布局布线。然后将系统划分为更具体的模块,详细介绍了各模块的实现原理。以实现随机等效采样为主,使用Verilog HDL语言实现了模块化的结构,完成了触发整形模块、短时间测量模块和波形重构等模块的编程。同时使用嵌入式逻辑分析仪Signal Tap II对各模块的重要信号进行分析,结合仿真结果来详细讲述各模块的实现原理和实现过程。其中,短时间测量模块通过使用一种新型时间测量方法——状态法来测量时间,该方法无需额外硬件开销即可达到纳秒级的测量精度。在波形重构时优化了随机排序算法,进一步提高了系统的性能。因此,新型的时间测量方法和优化后的随机排序算法是本设计的两个亮点。最后,通过给系统提供输入信号并对其进行采样,再使用示波器观察重构出的波形即可验证本文设计的高速数据采集与波形回现系统是否能够满足系统的指标要求。文章结尾对本文的工作进行了总结,指出了设计上的不足之处,并展望了下一阶段的具体工作,以期对系统做出改进。

高压输电线路行波定位系统的设计与开发

这是一篇关于故障定位,行波,电容式电压互感器(CVT),小波变换,高速数据采集,软件开发的论文, 主要内容为随着我国电力事业的迅速发展,超高压输电线路在电网中的地位越来越重要,其安全、经济运行具有重要的社会意义和经济意义。而超高压输电线路的工作环境又极为恶劣,电力系统中多数故障均是发生于此,极难查找。因此,线路发生故障后迅速而准确地找到故障点,不仅有利于及时修复线路和快速恢复供电,而且对整个电力系统的安全稳定和经济运行都具有十分重要的意义和作用。由于传统的稳态量故障定位方法容易受过渡电阻、短路类型等因素的影响,定位精度不高,达不到电力系统运行部门的工程应用要求。随着计算机、通信及测量技术在电力系统中的广泛应用和不断进步,近年来基于行波信号的输电线路故障定位方法的研究成为继电保护领域最热门的课题之一。基于行波的故障定位主要分为利用电流行波和电压行波。采用电流行波进行故障定位需要测量变电站每条线路的电流信号,使定位系统的结构复杂,其工程适应性较差,而且工程投资成本过高;而利用电压行波定位,则只需要测量变电站母线电压,测量信号少,简化了故障定位系统,适应性强,也方便建立基于整个输电网的故障定位系统。因而,基于电压行波信号的新型故障定位系统的研制具有重要的理论意义和广阔的应用前景。论文首先介绍了稳态和暂态故障定位方法的基本思想和原理,并对行波定位技术的研究和应用现状及发展进行了分析和综述。在前人研究的基础上,通过仿真方法,论证了基于CVT信号实现行波故障定位的可行性。针对行波定位技术的应用特点,提出了基于小波的故障波头的检测方法以及波头检测实用化处理措施。论文工作的重点放在了基于电压互感器二次信号的新型行波定位系统硬件和软件的设计与开发上。论文阐述了行波定位系统硬件设计的基本原则和功能要求,提出了一种基于PCI总线的DSP+FPGA的高速数据采集系统的实现方案。文中详细介绍了硬件系统的基本结构、功能特点和实现原理。下层机软件的设计与开发是新型行波定位系统研制工作的重要内容。论文工作主要由DSP板、FPGA芯片和PC104板三部分功能软件的实现组成。在软件设计中,实现了通过FPGA完成高速数据采样、时标标示,DSP板通过EDMA方式进行大容量数据存储,以及通过PCI总线与PC104进行录波数据的快速传输等功能。论文系统介绍了上述功能的编程实现方法。故障定位软件及上层机管理软件是行波定位系统的核心和基础。在故障定位软件开发中,结合现场的应用特点和要求,提出了自动定位与手动定位相结合的综合定位实现方案,并在手动定位软件中配置了单端定位的功能,以满足运行现场的不同应用需求。论文介绍了故障定位软件主要功能模块的实现原理和方法。上层机管理软件主要完成对整个行波定位系统的运行管理,论文阐述了管理软件的设计原则和功能配置特点,介绍了各个功能单元在VC开发中的编程实现以及如何通过FTP协议实现行波录波数据传输的方法。论文最后对全文进行了总结,并对下一步的工作进行了展望。