基于Linux的FPGA+ARM高速数据采集系统设计

对于高速A/D的采集,采用I/O读取方式, ARM9最大能够采集500KSPS的A/D,因此ARM不能实现对更高速度数据读取;为达到更高速,提出了FPGA+ARM的双核架构的高速数据采集的方法,FPGA能够采集2MSPS的A/D,并采用ARM的DMA完成与FPGA的FIFO通信,以及使用Linux的内存映射技术来提高应用层与内核层数据传输效率,完成数据采集。该系统设计了FPGA+ARM接口电路,开发了Linux下的DMA驱动程序。经试验测试,系统具有高速采集的性能。     

基于ARM的全自动数据采集系统的设计与实现

为满足环境恶劣、人烟稀少地区数据自动采集的要求,提出并实现了一种基于ARM的全自动数据采集系统的方案;设计的主控板硬件电路以AM3352为核心,配备数字量和模拟量采集模块,扩展以太网、WIFI、RS232/485等外设接口;开发的主控软件在嵌入式Linux操作系统中实现全自动数据采集控制,开发的基于Android的手机APP可与主控软件实时通信,设置采集系统的各项参数;测试结果表明,开发的全自动数据采集系统具有操作方便、采样精度高以及运行稳定等优点,可满足实际应用。     

基于弱关联挖掘的网络取证数据采集系统设计与实现

对海量网络日志和服务器数据进行数据挖掘,获取网络取证,在分析犯罪证据方面具有较大的应用价值。传统的数据采集系统,主要增加对网络取证数据进行滤波处理模块,增加采集系统采集的准确率,存在采集时间长、效率低的问题。提出基于弱关联挖掘的网络取证数据采集系统设计方法,对网络取证数据采集系统的总体设计描述与技术指标分析。并以此为基础,设计基于弱关联规则特征提取的网络取证数据挖掘算法,实现网络取证数据的准确检测和采集。在嵌入式Linux平台上进行网络取证数据采集系统的软件开发和系统设计。实验结果表明,采用该系统对网络日志和服务器数据中犯罪证据进行取证采集,其可靠性较高,取证数据采集精度高于传统方法,展示了较好的应用价值。     

基于OMAPL138 FPGA构架的PC104主板检测系统

为了对PC104主板进行自动检测,分析了PC104主板工作原理及其总线时序,提出了一种基于ARM FPGA的嵌入式检测系统的设计方案。该方案采用德州仪器(TI)双核架构的高性能芯片OMAPL138中的ARM核来实现检测系统的应用管理,DSP核实现数据的处理,并利用FPGA技术来实时采集PC104总线数据。检测系统在Linux操作系统下,通过人机交互方式实现了PC104主板的各种功能的自动检测。实验结果显示该检测快速可靠,为PC104主板的自动检测提供了一种有效的方法。     

通用型工业级数据采集和监控系统设计

随着3G 技术的成熟,4G技术即将到来,越来越多的数据需要采集,而且对数据采集的要求也越来越严格,然而传统工业现场数据采集监控系统速度慢、灵活性差、费用高。在此背景下设计了基于三星的S3C6410嵌入式ARM微处理器、VC++.NET2008编写的虚拟实验软件平台和安卓智能手机采集平台的通用型工业数据采集监控系统;该系统通过编写嵌入式 Linux 的 ADC 驱动程序将远距离的工业现场采集的数据传送给工控PC进行数据采集和监控,并在参数超过设定阈值时进行报警;用户可以在上位机上对数据采集参数进行设置和调整,同时可以方便地对采集的数据进行存储和回放;该系统成功用于智能轮椅以及无创血糖项目中,采集的原始参数包括手指指端温度、湿度、辐射、双波长光电容积脉搏波光敏器件转换成的电压信号等等,其相对误差降到0.081;经实验验证,该数据采集监控系统具有传输速度快、工作稳定可靠、电路简单、使用灵活方便和扩展性强等优点。     

火电厂一次风速及煤粉浓度的数据采集系统设计

探讨用于火电厂一次风管道风速及煤粉浓度在线监测系统的高速数据采集方法与相应的实现技术,可为一次风速及煤粉浓度的测量提供可靠的数据。根据要检测的电厂锅炉一次风管道气固两相流的特性,在基于微波法测量一次风速及煤粉浓度方案的基础上,设计了用于一次风速及煤粉浓度检测的数据采集系统。该采集系统使用ST公司的Cortex M4核心的ARM处理器和高精度、双极性、多路同步ADC采集转换器,并使用百兆以太网通信芯片把采集的数据传送到上位机。实现了四路同步数据的采集、传输及存储,经试验验证,能够稳定的进行数据采集。只需对该系统稍加改动,即可实现8通道同步采集。适用于多数数据采集的场合,具有很好的应用前景。     

基于OMAPL138和FPGA构架的PC104主板检测系统

为了对PC104主板进行自动检测,分析了PC104主板工作原理及其总线时序,提出了一种基于ARM+FPGA的嵌入式检测系统的设计方案;该方案采用德州仪器(TI)双核架构的高性能芯片OMAPL138中的ARM核来实现检测系统的应用管理,DSP核实现数据的处理,并利用FPGA技术来实时采集PC104总线数据;检测系统在Linux操作系统下,通过人机交互方式实现了PC104主板的各种功能的自动检测;实验结果显示该检测快速可靠,为PC104主板的自动检测提供了一种有效的方法。     

基于ASDX/ASCX的火电厂电站管线漏电无损检测系统设计

为了提高火电厂电站管线漏电检测的准确性和实时性,并最大程度降低对管线的损坏,设计并实现了一种基于ASDX/ASCX的火电厂电站管线漏电无损检测系统。采用ASDX/ASCX传感器完成对电站管线漏电信号传播速度数据以及电站管线漏电信号所在管线高度数据等的采集,基于可编程逻辑控制器PLC(Program Logic Control,PLC),对采用传感器采集管线中的数据过程进行实时控制,通过实时分析采集的数据,进而实时的对管线进行无损检测,系统硬件设计给出了基于ASDX/ASCX三轴加速度传感器、ARM微处理器以及USB2085数据采集卡等硬件的设计原理,软件设计中,对PLC控制的软件平台选择及运行流程进行了详细设计,并给出了无损检测漏电信号TMS320VC5509A DSP处理流程。实验结果表明,系统控制误差在2%以内,比传统系统平均节能120J,运算效率提高22%左右。系统控制精度高,响应速度快,可靠性强,满足用户使用要求。     

基于FIFO电路的高速大数据采集系统的设计与实现

进入21世纪之后,计算机信息技术得到了快速发展,同时不同领域产生的数据信息也越来越庞大,这样对于数据信息的采集和处理速度变得更重要,从而促生了嵌入式系统的发展;为了实现数据的高速采集,需要掌握以下几个方面的内容:串口总线的使用方法、不同数据的传递接受和保存处理、应用程序的驱动问题,只有这样才能实现数据高效、连续、大量采集处理;研究的数据采集系统是基于FIFO的单片机控制原理,利用AD转换器、5510单片机以及F1F0串口总线等设备设计完成的一套数据采集系统。     

基于DSP嵌入式数据采集与处理系统设计与实现

为了解决数据采集速度慢以及任务量大等问题,提出了一种基于DSP技术的嵌入式数据采集与处理系统方案;方案充分利用了DSP技术的运算能力强优点,从而实现了系统的快速运算以及有效控制;文章主要以系统的硬件设计和软件设计来对系统进行详细设计;在系统硬件设计部分,根据系统的需求以及DSP芯片的选型原则,系统选用了TI公司的32位定点DSP芯片—TMS320F2812,参数按照标准设置,并确定系统的总体设计方法,完成了控制 AD芯片的采集模块设计;在系统软件设计部分,主要是对外扩芯片的控制,其中包括了控制 AD采集时序以及DSP读写数据程序等。     

HIRFL-CSR前端总线控制器的改进设计

论述了用于兰州重离子加速器冷却存储环(HIRFL CSR)控制系统的前端总线系统控制器的改进。 改进了控制器的嵌入式操作系统和应用程序, 开发了控制器和数据库交换数据的应用程序。 该控制器基于BGA封装的ARM920T(ARM9)处理器和嵌入式的LINUX操作系统, 可以连接标准的VGA显示器、 键盘、 鼠标, 采用了现场可编程的FPGA器件进行背板接口设计, 并具有64 mA高驱动能力的总线驱动器, 以及拥有灵活的接口信号定义可编程能力, 是HIRFL CSR控制系统的关键部件。 The EVME bus controller which is a key component of the HIRFL CSR control system was improved . Besides reconfiguring the embedded Linux, a utility program was developed for data exchange between the controller and the database. The bus controller is based on ARM920T(ARM9) micro processor which is BGA packaged. The bus controller has the universal interface of VGA display, keyboard, and mouse. The backboard interface logic is programmed in an in system configurable FPGA device. The bus can drive high current up to 64 mA, with the flexibility of the programmable signal definitions. All the improved performance helped the EVME bus controller play a crucial role in HIRFL CSR control system.     

基于ARM和DSP的双核嵌入式视频监控系统

针对传统嵌入式视频监控设备集成度低,功能有限,响应速度慢,计算能力不足的问题,研究了一种基于ARM微处理器S3C6410与TMS320DM642 DSP双核体系结构的嵌入式视频监控系统。该系统采用CMOS摄像头采集视频数据,经DM642上算法处理后通过HPI高速并行接口传输给ARM处理器,ARM处理器负责对接收到的视频进行控制和LCD显示。重点阐述了ARM和DSP系统单元间的硬件连接方案,HPI接口驱动程序的设计实现,以及结合Linux异步通知和多线程技术的QT/Embedded客户端人机交互软件的编写。最后,移植了运动目标跟踪算法到DSP中并对整个系统进行实验测试,验证系统的性能。经实验证明,所设计的系统稳定可靠,视频清晰流畅,具有性能高、功耗和成本低、可扩展性强等优点,在嵌入式视频监控领域具有推广和使用价值。     

基于ARM的某型火箭炮角限位器模拟系统设计

为减少装备损耗,展现某型火箭炮角限位器工作过程和常见故障,设计了基于ARM的角限位器模拟训练系统;以TX2440A开发板为基础,设计了高低角限位器模拟装置、方向角限位器模拟装置和输入输出控制显示电路;采用Linux C++多线程编程技术和QT技术,设计了硬件驱动程序,驱动调用程序和软件操作界面,实现了两种角限位器工作过程和常见故障的模拟;实验结果表明,该系统能准确、实时地反映角限位器的工作状态和故障现象,为教学训练提供了可靠的平台。     

微型测色分光光谱仪的总体设计及数据采集系统研究

为解决目前颜色测量仪器测速慢、体积大的问题,采用先进的颜色测量方法——光电摄谱法,设计了一种微型测色分光光谱仪。仪器由光学系统、信号采集与处理电路、测色软件三部分组成。阐述了系统的总体设计。采用线阵CCD(TCD1304AP)作为光电探测器,采用ARM嵌入式处理器作为中心处理器件,仅在一片LPC2214上完成了CCD的驱动及信号采集存储系统设计,并选择USB作为数据传输设备,从而有效地减小了仪器的体积。结果表明,此仪器测量精度高,测量速度快,方便携带。     

基于GPS授时的多通道数据同步采集系统

针对异地多通道同步数据采集需要,设计并实现了一种基于GPS授时的多路数据采集系统。利用EP4CE10F17C8 UBLOX-6T ADS8568 CYPRESS68013A的组合实现8路数据的同步采样及上传。系统内建两个高精度时钟,通过GPS秒脉冲校准,从而获得每个采样点的准确时间。以FPGA为核心,完成AD转换控制、数据组织和缓存、USB数据传输控制。基于VS2010应用程序完成数据的接收和处理。测试结果表明,该系统各模块设计合理,运行稳定,实时性高,具有较好推广价值。     

Hyperledger Fabric Access Control System for Internet of Things Layer in Blockchain-Based Applications

Blockchain-based applications are gaining traction in various application fields, including supply chain management, health care, and finance. The Internet of Things (IoT) is a critical component of these applications since it allows for data collection from the environment. In this work, we integrate the Hyperledger Fabric blockchain and IoT devices to demonstrate the access control and establish the root of trust for IoT devices. The Hyperledger Fabric is designed to be secure against unwanted access and use through encryption protocols, access restrictions, and cryptography algorithms. An attribute-based access control (ABAC) mechanism was created using Hyperledger Fabric components only to gain access to the IoT device. Single board computers based on the ARM architecture are becoming increasingly powerful and popular in automation applications. In this study, the Raspberry Pi 4 Model B based on ARM64 architecture is used as the IoT device. Because the ARM64 architecture is not supported by default, we build executable binaries and Docker images for the ARM64 architecture, using the Hyperledger Fabric source code. On an IoT device, we run the fabric node in native mode to evaluate the executable binaries generated for the ARM64 architecture. Through effective chaincode execution and testing, we successfully assess the Hyperledger fabric blockchain implementation and access control mechanism on the ARM64 architecture.     

多传感器通道多点数据并行高速采集器设计

为解决传统方法设计的采集器传感器通道单一、运行功耗大、抗干扰能力差及采集效率低问题,设计了一种多传感器通道多点数据并行高速采集器。分析数据采集器工作原理,先对影响采集器高效运行的高频率噪音和高频载波两大干扰因素进行过滤处理。同步采集数据信号,对数据进行校验,通过数据采集处理,实现多传感器通道多点数据并行高速采集器的设计。实验结果表明,改进的数据采集器运行功耗小,抗干扰能力强,采集效率高。     

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。     

基于ARM的光纤光栅传感信号解调系统的研究

提出了一种以ARM芯片S3C44B0X为核心,采用可调谐光纤F-P滤波器的光纤光栅解调方案。详细介绍了解调原理、系统的软硬件设计以及相关信号的数据处理。实验结果显示设计的系统灵敏度高、解调速度快、成本较低。