基于OpenCV的透明瓶装无色液体液位实时检测

为了实现对无色液体透明瓶装产品的非接触性检测,设计一种液位实时检测系统;系统通过工业数字摄像头实时采集产品图像,基于OpenCV开源平台,对其进行相关的预处理,检索液体区域的轮廓,提出了一种适合液位检测的包围盒取高算法,可得到液位高度;图像采集过程中利用白色背景和特殊的光源设计突显液体区域,不借助外部测量仪器对液位进行实时检测;对100副不同液位的产品图像进行测试,测量结果表明,此系统能够快速准确地获得瓶装液体的高度信息,最大相对误差0.8%,具有较好的准确性和实时性。     

基于线阵CCD的高速光谱信息采集系统的研究

针对爆炸时刻光谱信息量大、存在时间短的特点,设计了一款基于线阵CCD高速光谱信息采集系统.系统以FPGA作为主控芯片不仅为CCD提供工作时序,同时还控制着信号调理、模数转换和光谱信息的存储与传输.最后,通过USB串行总线将采集到的光谱信息传输至上位机进行后续处理.结果表明,利用该系统可在一次爆炸过程的100ns时间内完成四个时刻爆轰温度的测量,具有较高的测量精度和速度,可实现爆轰过程中高速动态光谱信息的采集与存储,并可应用于其它瞬态信息的获取领域.     

全偏振大气偏振模式成像系统的设计与优化分析

全偏振成像能够获取目标更为丰富的信息,在目标探测、大气特性研究和医学诊断等领域具有广阔的应用前景.为了实现大视场天空区域全偏振信息的快速获取,设计了一套全偏振大气偏振模式成像系统;针对因系统传输矩阵"性态"的不同使得求解的目标Stokes矢量存在误差的问题,通过分析传输矩阵的特性并建立目标函数,将传输矩阵的优化转化为目标函数在多组条件下的求解,确定了最优系统传输矩阵;并对系统的四分之一波片的延迟量、偏振片的消光比以及传输矩阵进行标定.通过开展优化前后偏振信息的对比实验,结果表明:优化后偏振角误差较优化前降低了10%以上;偏振度和线偏振度中最大偏振度带的误差和中性区域的误差较优化前也有不同程度的下降.在此基础上开展了外场全偏振信息测量实验,结果表明系统满足设计要求,能够有效地获取天空全偏振信息.     

基于STM32的数显轨距尺图像数据采集系统设计

为了实现数显轨距尺测量数据的采集、存储功能,设计了一种结构简单、性能稳定的数显轨距尺图像数据采集系统,实现了轨距尺图像数据的实时采集、显示、存储功能。系统能够获取数显轨距尺测量数据图像,并将图像显示在LCD屏上,图像信息存储于SD卡中,既完成了测量数据的实时传输,又实现了对测量数据的保存。系统以Cortex-M4为内核的STM32F407ZGT6作为控制核心,利用OV2640作为图像传感器采集彩色图像,采用TFTLCD真彩液晶显示屏显示图像,利用FATFS文件系统实现SD卡的读写,从而使系统能够存储图像数据。实验结果表明,图像的采集系统稳定可靠,采集图像清晰,满足设计要求,对轨距尺读数的自动识别以及轨道测量数据的存储具有重要意义。     

基于GPIB通信的大冷量风冷冷水机组性能测试系统设计

大冷量风冷冷水机组性能测试系统是针对研制的500RT风冷冷水机组性能测试台运行过程中所需要的参数采集、监测以及处理的专门软件。软件开发依据GB/T 18430.1-2007和AHRI 551/591所规定的风冷冷水机组性能测试要求进行,应用最常用的Visual Basic面向对象编程语言为开发平台,构建高效的采集、检测与数据处理测试程序,能够实现对风冷冷水机组性能测试过程中实验数据自动保存与分析处理。测试软件系统通过数据采集仪以通用GPIB接口通信方式把各种传感器获取的信号传输至计算机,实现在不同测试工况下对风冷冷水机组各项性能测试参数的自动采集与监控。测试软件系统能够根据测试所得数据进行测试系统状态判定,有效实验数据分析处理、存档,绘制和打印实时曲线,并输出测试报告。     

夜视战场环境视觉传感信息采集系统设计

夜视战场环境视觉传感信息的实时获取是跟踪夜视战场图像处理分析的前提,针对夜视战场环境的复杂特征,设计了夜视战场环境视觉传感信息采集系统,分析了系统的总体结构,系统硬件主要包括视觉传感器、传感器控制卡和扩展卡、图像采集与存储以及信号调理电路,给出了系统采集节点的程序设计流程以及传感信息采集的具体程序代码实现过程。实验结果说明,所设计系统可有效采集到夜间军事战场中的传感信息,并且具有较高的采集精度。     

基于SOPC/NiosⅡ的心音信号特征提取与记录系统

心音信号是衡量人体心脏状态的一个重要生物信息,对于心音信号的特征提取有着积极的医学意义。本文设计了一种基于SOPC/NiosⅡ的心音信号特征提取与记录系统,系统硬件由预处理模块、AD转换模块、显示与传输模块等构成。在FPGA芯片上构建SOPC系统,使用NiosⅡ软核对心音信号数据进行计算分析,提取特征信息。实验结果表明：系统能够很好的采集病人的心音,能够将心音信号进行经验模态分解,并能得到其频谱图和短时平均能量图。同时将数据进行无线传输,使得医护人员可以远程监控病人的心脏状态。     

基于USB2.0的非标准视频图像采集系统的设计

为了实现非标准视频信号的实时采集,设计了以DSP和CPLD为核心的基于USB2.0的图像采集系统。DSP通过数据分析能够产生高精度的同步信号,同步信号经过倍频锁相得到用于图像采集的采样脉冲。CPLD器件内部编程由DSP中断和IO引脚控制实现非标准视频信号的图像采集逻辑。系统与主机之间采用EZ USB接口芯片Cy7c68013,利用芯片的SlaveFIFO工作方式,针对视频图像在场消隐期间无有效数据的特点,提出了一种以场为单位分块传输的实时视频图像传输方案,同时实现了读写数据的双向传输。系统能够适应非标准视频图像同步频率的变化,实现预定格式的视频图像实时采集。     

基于ZigBee的大型公共建筑能耗采集器设计

针对大型公共建筑能耗实时采集系统中存在的布线复杂、通信成本高、安全性低等问题,提出一种基于ZigBee技术的能耗数据采集器设计方案。该方案采用STM32做主控制器, ZigBee采集单元通过RS485接口实现与基于Modbus协议的智能电表之间的数据通信,并采用ZigBee无线网络将数据发送至协调器,协调器通过USART方式与主控制器进行通信;主控制器利用以太网将数据发送至上位机。通过软硬件设计,以XY194E智能电表为例,对其电能参数进行测试采集,结果表明该方案克服了传统人工采集传输的不足,提高了数据采集传输的实时性、准确性,能够满足能耗采集系统的要求。     

基于LabVIEW和GPIB的数字示波器数据自动采集系统设计

介绍了一种利用数字示波器和工控机建立的数据自动采集系统。通过GPIB接口,用一台工控机对多台数字示波器进行控制,实现对信号数据的采集、处理并将处理结果存入数据库中。采用这种方法建立的系统简单、经济、通用性强,具有一定的实用价值。     

基于动态手势的人机交互系统的研究与设计

本文描述一个基于手势手套、无线中继控制站、上位机端等部分组成的包含手势采集、传输、识别控制及处理的系统。手势手套主要由弯曲传感器、陀螺仪加速度计、电阻电压转换电路和无线通信模块组成,来实现手势信息的采集、去噪、前压缩、解算等功能,并通过无线通信将实时手势信息交付给上一层;无线中继端将其与多种传感器电路、显示屏、摄像头、通信接口和常用的工业控制接口等集成到一块上,采集其他传感器信息结合前级的手势信息,在短时间深度上对多种信息进行融合并通过控制算法输出给控制器件。上位机主要负责手势信息的建模还原和更长时间序列上和多维度的信息处理;网络云端可以实现手势信息的大数据处理、匹配和远程交互等功能。经实验检测达到了理想的设计要求。     

基于FPGA的无创伤血液成分光谱采集系统设计

血液成分检测是健康诊断的重要手段,常规的血液成分检测采用抽血的方法,不仅给病人带来痛苦,还存在交叉感染的风险。近红外光谱技术是无创伤血液成分检测中的研究热点。为满足近红外无创伤血液成分检测仪器对其光谱数据采集系统提出的高速、多通道和高信噪比的要求,设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高速、多通道光谱数据采集系统。该系统采用Altera公司Cyclone IV系列的FPGA芯片作为其微控制器,控制两片8通道的A/D芯片并行采集16通道的人体血液脉搏波光谱信号,采集到的数据在FPGA的控制下首先缓存在FPGA内部建立的乒乓RAM中,然后转存至外部SRAM芯片中,最后经USB总线传输至计算机。实验结果表明,在19 531 Hz的采样频率下,该系统能够高速并行采集16个通道的信号,重复性信噪比可达40 000∶1。此外,在该采样率下,系统可以采集到高信噪比的人体血液脉搏波信号,采集速度能够达到每秒305幅光谱图。该系统满足近红外无创伤血液成分检测仪器对于光谱数据采集系统的基本要求。该研究的主要创新点为将FPGA应用于近红外无创伤血液成分检测仪器的数据采集系统中,FPGA能够同时控制两片AD芯片进行16路人体血液脉搏波数据的高速并行采集,解决了单片机作为微控制器时无法实现多通道大量数据高速采集和储存的问题,使仪器的采集速度大大加快;同时使用FPGA内部资源建立乒乓RAM进行数据的缓冲,实现了不同位数数据从AD芯片到SRAM芯片的无缝连续传输。     

低照度条件下超分辨率人脸图像采集系统设计与实现

在计算机技术高速发展的时代,多平台计算机视觉库随之产生。OpenCV作为一种开源代码的计算机视觉库,以可兼容多平台、接口广泛的特点被广泛运用各个领域。在低照度条件下,会出现光照环境差异过大或光线不足等情况,导致传统图像采集系统不能采集高质量的人脸图像,局限性较差。提出基于OpenCV在C 环境配置下运用三维人脸识别技术算法,设计一套低照度条件下超分辨率人脸图像采集系统。实验证明,该设计方案具有实时(对焦速度快)、快速(单张采集0.05秒)、准确(面部识别率99.3%)等特点,能够充分满足低照度条件下超分辨率人脸图像采集的需求。     

多通道磁共振成像仪控制台数据传输模块设计

当前临床高场磁共振成像（MRI）系统要求成像仪控制台支持16个甚至32个接收通道，可以频繁和高速地进行数据传输并支持快速成像．基于此要求，本文研发了一个基于PowerPC处理器的数据传输模块，将其集成于自行研发的MRI成像仪控制台中，用于成像过程中控制台与计算机之间数据的高速传输．该模块以飞思卡尔公司的高性能PowerPC处理器—MPC8270为核心，运行嵌入式Linux操作系统．处理器与用户计算机之间通过百兆以太网连接，使用局部总线连接控制台的序列运行模块和数据采集模块（数量可扩展）．处理器响应数据采集模块发来的中断请求以快速读取和上传数据．本设计通过驱动程序的设计以保障响应的速度与可靠性．成像实验表明此设计方案能够满足多个接收通道数据快速获取与传输的需求．     

Two-Dimensional Mössbauer Spectra

Hyperfine Interactions - To decrease the spectra measurement time in Mössbauer spectroscopy a new data acquisition system was proposed, which allows to collect data as a two-dimensional...     

油气两相流空隙率测量系统

本文基于ECT技术和偏最小二乘回归方法建立了一套新型的两相流空隙率测量系统.该系统的数据采集单元以DSP处理器为核心,并采用USB2.0技术进行数据通讯,克服了目前ECT实时数据采集速度的瓶颈.同时,本文直接使用测量电容值并基于偏最小二乘回归方法建立了空隙率测量模型,克服了以往ECT空隙率测量时需要复杂费时的精确图像重建的缺点,提高了测量速度.实验研究表明,本文的系统是成功的,其测量精度和速度都满足实际应用的要求.     

上转换纳米颗粒荧光寿命测量数据采集与处理

为了测试分析上转换纳米材料(up-conversion nanoparticles, UCNPs)的荧光寿命，设计了一种针对UCNPs进行荧光寿命信号数据高速采集并测量输出的系统。该系统通过MATLAB编写虚拟原始荧光信号并完成滤波和数据拟合，将数据程序脚本嵌入LabVIEW中进行计算和处理，在上位机显示荧光信号波形、拟合数据波形、荧光个数、荧光寿命以及寿命极值等。研究结果表明:该系统软件仿真和数值计算模拟取得了基本一致的结果，在背景噪声一定的情况下，两者误差在3%以内，具有良好的稳定性和准确性。本研究工作对UCNPs荧光寿命测量系统的研发有一定指导价值。     

基于LabVIEW的数据采集卡控制和温度采集方法研究

设计了基于数据采集卡和LabVIEW的热电偶温度测量系统框图。实验结果表明该数据采集系统能够准确采集到室温环境的温度数值,并具有操作方便、直观、易于保存、精度较高等特点。     

自旋回波的简易观测方法及共振弛豫分析

在脉冲核磁共振实验中,通常采用自旋回波法测量共振弛豫时间,但模拟示波器观测难以获得准确的实验数据.通过对计算机标准配置资源声卡的性能检测及标定,使其达到物理实验测量数据定量分析的教学要求,同时利用免费的简易程序实现多通道数字信号采集功能并用于观测记录脉冲核磁共振信号.配合实验操作技术改进,既准确地测量了横向弛豫时间,又展现了符合物理实验教学的计算机应用方法.     

低温实验冷库数据采集和控制系统设计

针对一座小型实验低温冷库自行开发了实用的数据采集和控制系统,能够满足低温冷库日常的数据采集,实现计算机的自动控制以及对冷库运行危险的报警.文中在对已形成的低温冷库自动采集和控制系统思想基础上,进一步探讨和论证其方便性、实用性.本系统是基于VB6.0为开发平台,使读者更容易理解,也使试验人员可以顺利地操控并进行试验.应用...