摘要：时间精度问题对实时控制系统中协同作业至关重要。针对分布式控制系统中各传感器节点的时钟在物理上具有分散性致使实时性差从而导致系统部分功能故障的问题,基于IEEE 1588协议,分析了时间同步实现的模型方法,制作了基于DP83640的分布式时间同步系统。该系统构建了以太网协议栈,实现了在以太网物理层的时间戳标记功能以及PTP协议帧的发送和接收的功能。试验结果表明,该系统通过软硬件双重时间戳标记,可消除在链路层、网络层、传输层上组帧的时间延时问题,实现2 nm以内的时钟同步,极大地提升时间同步的精度,可广泛应用于对时钟精度要求较高的场合。

摘要：高海拔下无人机电子设备的正常工作对无人机飞行控制至关重要。针对无人机飞控设备在该环境中受低温影响导致系统故障的问题,设计了一种基于STM32的飞控设备温控系统和壳体。使用多路PT1000传感器对壳体内外温度采集后,结合PID算法,使用定制加热片对壳体内部低温环境进行控制,保证了无人机在低温环境中电子设备工作温度始终维持在-40℃以上的正常工作范围内。试验表明,该控制系统在低温环境中能够完成对壳体内部环境温度控制,且系统的实际功耗约为120 W,具有实用性强,功耗低的特点,为飞行高度大于10000 m的高空无人机电子设备的工作环境温度控制提供了可靠的解决方案。

摘要：设计了基于Zynq的医用内窥镜视频流采集与处理系统,本系统在Xilinx公司推出的Zynq系列ARM+FPGA SoC平台上进行软硬件协同设计,充分发挥Zynq集成的ARM和FPGA的处理优势,完成医用内窥镜解码采集、处理与显示。本系统由FPGA采集以OV6946为核心的医用内窥镜经OV426桥接IC转码后的数字信号图像,通过AXI4总线缓存到ARM端的DDR3,经ARM做部分处理后再次缓存并由VDMA读出并转换为AXI4-STREAM。通过Vivado HLS编写输入输出接口均为AXI4-STREAM的视频流处理算法,固化到FPGA端运行,经过HDMI显示。实验结果表明,在HDMI显示器可以观察到经算法实时处理的OV6946的视频流,保证低功耗的同时也完成了高性能、实时的视频流处理。

摘要：医用内窥镜的探头体积有限,使用环境特殊,照明条件有限,故图像的暗部处理显得尤为重要。本设计提出一种快速的彩色图像暗部增强算法,首先对采集到的RGB888格式视频流图像进行通道分离,然后通过卷积的方式对每个通道进行特定窗口大小的均值滤波来进行区域特征提取。最后对滤波后三个通道的每个对应点取平均值,代入特定参数的Logistic函数,得到的结果为该帧图像该位置像素点的增益,并将其应用于原图。本设计以Xilnx公司推出的Zynq系列ARM+FPGA SoC平台为载体,使用Vivado HLS进行AXI-Stream接口视频流处理算法的开发,并生成IP在FPGA端运行。经过实验,本算法在Zynq7020平台处理400×400@30 fps的一帧图像仅需1.6 ms,保证了视频流输出的实时性。同时把内窥镜伸入口腔观察算法处理前后的视频流图像可知,本算法在保证区域对比度的同时增强了暗部亮度,较好的提升了医用内窥镜视频流的暗部质量。

摘要：高温环境下电磁阀参数的实时监测与控制对航空发动机等大型装备的正常运行至关重要。针对电磁阀操作不当导致设备动力系统故障等问题,设计了基于STM32的电磁阀自动控制系统。该系统采用模块化设计,并对各功能模块均进行了信号隔离设计,增加了系统的灵活性和稳定性;可实现对8路电磁阀进行启停控制以及动作模式的选择,还具有对接入该系统的8路电流传感器进行数据实时监控的功能,并可以通过上位机设置相关参数。试验表明,该系统具有实用性强、稳定性高的特点,为高温环境下电磁阀参数的稳定控制提供了一种可行的方案。

摘要：设计了一种基于直径为1 mm的NanEyeM超微型串行图像传感器和可编程门阵列(FPGA)的电子内窥成像系统。利用FPGA内部输入双数据速率寄存器(IDDR)实现在较低频率时钟下对传感器输出的异步串行数据的多倍采样,完成数据解码功能,并依托于FPGA的并行运算的流水线技术对解码后的图像数据进行高效实时地处理,测试结果表明,该内窥系统可以35 fps高帧频输出图像数据,流畅稳定地进行320×320的彩色图像显示,为微型医用电子内窥镜提供了一种可行方案。

摘要：针对目前无人机因未能实时有效监测温度,致使机舱温度失衡而导致飞控系统故障的技术难题,提出了一种模块化测温方法,对不同机舱进行独立测试,基于FPGA的可编程特性,设计了低功耗、多通道机载实时温度监控采集存储系统.制作了温度信号调理模块、CAN接口通讯模块以及FLASH存储模块电路,既可以将温度数据实时传输到飞控系统,又便于操作人员对无人机飞行温度状态进行回读分析.用上位机模拟飞控读数系统进行系统验证,实验结果表明,该系统在-60℃~200℃之间可以稳定工作,误差≤0.2℃,目前已投入使用,为机载环境温度的实时监控提供了一种可靠的解决方案.