时分复用双光子成像系统高速数据处理研究

为满足高频脉冲时分复用的双独立扫描探测双光子显微成像系统中信号解多路复用、行场同步、像素值重建的需求,对高速数据的采集处理进行了研究;基于LabVIEW FPGA,结合有限状态机、FIFO缓存和并行流水线等技术,设计了一种多功能采集处理系统,通过精确的时序控制,成功实现了高速数据的无损解复用和后续成像数据处理,并能够对共振振镜非线性运动导致的图像畸变进行校正;经过调试仿真和实验测试表明,在系统单通道采样率800 MSPS、200 MHz FPGA处理时钟下,能够对160 MHz时间交错激光脉冲产生的来自不同位置的相应荧光信号进行复杂处理;经实际应用表明,系统满足实时成像的需求,为相关领域的研究者提供了有益的参考。

基于BIM技术的高铁接触网全生命周期管理研究

针对高速铁路(简称:高铁)接触网在设计、制造、施工和运营维护(简称:运维)各阶段业务数据共享共用及业务系统协同不足的问题,根据接触网工程管理需求,结合智能高铁“模数一体,轴面协同”管理理念,开展基于BIM(Building Information Modeling)技术的高铁接触网全生命周期管理研究。通过BIM模型和数据一体化传递、BIM模型传递转化与轻量化等关键技术,构建接触网全生命周期管理模数一体化平台,并在渝昆(重庆—昆明)高铁建设过程中进行多阶段的应用验证,全面推进接触网工程智能化提升与高质量发展。

一般HSDB网络的消息延时控制

分析了一般高速数据总线ＨＳＤＢ网络中消息延时控制的机理；根据不同优先权的网络吞吐量导出了一般ＨＳＤＢ网络设置４个定时器（１个令牌握有定时器（ＴＨＴ）和３个令牌旋转定时器（ＴＲＴ））的解析表达式，为用户应用ＨＳＤＢ网络设置ＴＨＴ和ＴＲＴ提供了理论参考依据。

DMA在高速实时数据采集系统中的应用

提出了一种应用于高速数据采集系统的DMA控制器设计方案,用以提高数据传输速率和微处理器效率。该DMA控制器具备PCI总线接口;设计了数据FIFO优化了数据采集存储及向上位机交互方式;支持多通道且制定了相应优先级仲裁策略;设计传输描述序列机制以增强DMA传输的可编程性,进一步减少微处理器对底层单元的参与。该方案具有良好的移植性,可应用于采样速率高、数据采集量大、数据实时性要求的数据采集系统。

高速数据采集系统中触发点同步技术研究

在高速数据采集系统中,并行时间交替采样会引起触发抖动,导致系统整体性能的下降。本文首先分析了触发抖动出现的原因,接着提出了一种基于FPGA硬件,利用时间扩展电路的触发点同步技术来降低触发抖动,最后进行了误差分析,并给出了采用该技术的实验结果。结果表明,触发点同步技术可以有效的降低触发抖动,同时相比较以往的软件查询算法,可以并行于采集过程完成触发点同步,因此不需要耗费额外的时间,并且也不会影响系统的整机性能。

高速网络下的分布式实时入侵检测系统

随着网络技术的飞速发展 ,网络安全问题日益突出 网络入侵检测系统需要处理大量的数据 ,处理能力的缺乏会引起入侵事件的漏报 ,提高入侵检测系统的处理能力是目前急需解决的关键问题 DRTIDS(distributedreal timeintru siondetectionsystemforhigh speednetworks)是一个由单个分析节点和多个探测节点组成的、工作在高速网络下的分布式网络入侵检测系统 DRTIDS的分析节点执行基于网络主机的流量分配策略 ,保证尽可能地平衡分配网络流量 。

基于FPGA的DMA方式高速数据采集系统设计

提出了一种基于FPGA的DMA方式高速数据采集系统设计方案。该方案由底层控制器提供精确采样时序,保证ADC器件的采样吞吐;采用支持PCI协议的DMA方式的数据采集机制,优化数据采集存储及向上位机交互方式,以确保采集数据的高实时性。该方案具有良好的移植性,可应用于采样速率高、数据采集量大、数据实时性要求高的数据采集系统。

基于Elman模型的高速列车速度跟踪控制

高速列车运行速度快,运行过程复杂,具有较强的非线性,难以实现高精度速度跟踪控制.为了实现高速列车的安全可靠运行,本文研究提出高速列车的运行过程建模和速度跟踪控制方法,采用数据驱动建模方法建立了高速列车运行过程Elman模型,设计了改进型广义预测控制实现了高速列车速度跟踪控制.基于CRH380AL运行过程数据的仿真结果表明,该方法具有更高的跟踪控制精度和较强的鲁棒性,可实现高速列车安全、正点运行.

高速大容量固态存储系统的设计

大容量存储系统是高速数据采集和其他应用中非常重要的一个组成部分,主要包括存储器控制和数据存储。本文通过使用FPGA(现场可编程门阵列)成功地实现了数据采集过程中相对低速的Flash存储器对高速和超高速实时数据的存储。FPGA既可作为高速输入数据传输到Flash中间的缓存,又可实现对存储器的读写、擦除等操作时序的控制。该设计已在应用电路中得到了验证。文章最后给出了所测电路板在逻辑分析仪上观察的数据和仿真的部分结果。

分布式实时库的一致性实现

为了满足数据采集和监控SCADA(SupervisoryControlAndDataAcquisition)系统中分布式实时数据库对关键数据的强一致性和节点数据完整性的要求,提出采用高速网络通信技术和网关模式相结合的方案。介绍了分布式实时数据库系统DRTDBS(DistributedReal鄄TimeDataBaseSystem)关键数据强一致实现及网关模式实现DRTDBS中各节点数据的完整性。用100Mb以太网和Intel100/1000Mb网卡进行的性能测试表明:所提出的方案客户端接收信息的速度能及时地响应SCADA系统实时库更新操作;方案已投运现场。

嵌入式高速数据采集系统的实时性研究

嵌入式实时操作系统UC/OS-II在高速、高精度测量时不能确保强实时性,为此本文提出一种确保实时性的改进方法:在不改变操作系统的情况下,通过增加DMA控制环节,把一组中断合成为一个中断,从而降低了内核对中断的调度频率。此方法可使UC/OS-II操作系统支持微秒级精度的任务级请求,大幅度提高系统外部事件响应的准确性。文中还给出了基于ARM7的具体实例。

基于PCI总线流水式高速数据采集系统设计

目前基于PCI总线的高速数据采集系统,大多采用高速A/D、CPLD或FPGA、FIFO或双端口RAM以及通用PCI接口来设计,其通用性、灵活性差,不能很好地发挥PCI总线的性能。针对这些不足,在分析了流水线技术特点的基础上,论述了采用流水线技术设计基于PCI总线高速数据采集系统的方法。按该方法设计的数据采集系统,可以达到很高的数据采集速度和数据传输速度,并具有很好的通用性和灵活性。

基于动态神经网络法考虑区域沉降的高速铁路沉降预测

穿越地面沉降严重区域的高速铁路受工程沉降和区域沉降的耦合影响,准确预测高铁工后沉降的发展趋势对高铁安全运营有重要意义。通过分析影响工后沉降的因素,结合动态神经网络原理,以基准点、工作基点2个指标作为网络输入,以历史沉降数据作为延迟量反馈,用贝叶斯正则化算法训练网络,得到工后沉降的仿真非线性网络。应用此模型在沧州市沉降漏斗区进行沉降预测,以桥墩沉降量作为工后沉降的表征,和传统的双曲线法和灰色预测等模型对比。结果表明,动态神经网络考虑了区域沉降的影响,能更准确的预测工后沉降的发展趋势,具有很高的预测精度。

一个新的高速大容量数据采集及实时存储处理系统的构想和实现

本文论述了一个用于飞机进气道流场测试分析的高速大容量数据采集及实时存储处理系统研制中提出的技术难题，系统的构想和实现，功能和应用效果。

基于正交函数系最小二乘拟合的姿态平滑方法

针对高速测控目标姿态数据平滑过程中的微小抖动及处理滞后现象,提出了基于正交函数系最小二乘拟合的姿态数据实时平滑方法,该方法具有平滑效果好、实时性强,基本消除了姿态数据的"抖动"现象,对飞行特性不太平稳的目标适应性较强,在无人机试验中得到了良好的应用。

接近开关操作频率智能测试平台的研究与实现

鉴于接近开关传统检测方法,即人工检测的不安全性、单一性、效率低、误差大等问题,将自动化控制技术、数据采集技术和计算机网络等技术相结合,研究开发了接近开关操作频率智能测试平台。该智能测试平台整个测试流程由控制软件系统控制,软件还包含检测和分析功能,提高了检测设备的自动化、智能化与信息化水平。智能测试平台控制系统融合专家系统、人工智能技术,原理上基于知识,通过知识推理、知识利用实现智能测试平台测试过程中故障自检功能。系统还具电能质量在线和离线分析功能、测试数据可自动生成报表并自动上传至网络服务器,大大提高智能接近开关检测的能力。

基于以太网的锥束CT高速数据传输方案设计

基于锥束CT的实时成像系统经常要求实时获得投影数据并快速重建,如何将获得的投影数据不丢失地快速传递剑图像重建单元进行重建是系统设计的一个关键问题。木文提出了一种基于Linux和以太网的数据获取方案,通过在探测器和重建计算机之间引入投影数据缓存系统,较好地解决了重建计算机和CT采集模块间由于实时性能差异所造成的通讯不稳定和数据丢失。本方案所设计的系统成本低廉、易于实现并且具有较好的通用性,对一个快速数据获取和重建系统而言具有较强的实用价值。

基于时空对象的高铁网络建模方法

全空间信息系统将现实世界中的实体抽象为多粒度时空对象,并对其进行表达与分析,较传统地理信息系统来说更符合人类的认知。对高铁网络对象的基本特点及现有交通网络建模方法进行了分析,可知目前现有的建模方法难以支持具有动态性、关联性及多粒度特性的高铁网络对象的表达。依据多粒度时空对象建模思想,提出了一种适合高铁交通数据的全面表达与操作的建模方法;并对高铁网络对象化建模方法的优势及建模过程进行了探讨,设计了概念模型和逻辑模型;通过实例对提出的建模方法进行了验证,并采用可视化表达的方法检验高铁网络时空对象数据的有效性。实验结果表明,基于时空对象的建模方法能够较好描述高铁时空实体多维动态特征,能为后续高铁网络时空查询、分析提供支持。

跟踪雷达回波信号实时采集存储的新方法

提出时间压缩和分流降频算法以及硬盘阵列存储方法,并由此实现一种新颖的解决了跟踪雷达对跟踪波门内的雷达回波信号的高速大数据量信号实时采集和存储系统。文中介绍了时间压缩和分流降频算法原理,以及高速大容量数据实时采集存储多机处理系统硬件的工作原理和软件设计思想。该分流降频算法采取多硬盘阵列处理方法具有普遍意义,可用于其他类似的系统中。对于搜索雷达等需要对全程回波信号进行这种处理时,也可利用分流降频算法采取多硬盘阵列处理。

KSA高速卫星基带数据实时处理架构设计与实现

地面终端站KSA(Ka-band Single Access)高速卫星数据传输接收系统基带数据的处理既要实现基带数据记录存储、实时转发和事后按可控制的帧频转发等业务,又要满足返向高速基带输出的处理时延不大于40ms实时性需求。针对基带数据的处理业务多样性和实时性之间的矛盾,提出了一种基于CPCI(Compact Peripheral Component Interconnect)结构且满足基带数据的处理应用业务多样性和高实时性的处理架构,实现了一种高速卫星信号基带数据实时处理平台。经搭建测试平台并拷机500h,该架构下的处理平台能够稳定地实时处理600Mb/s卫星基带数据的所有业务类型,并在地面终端站KSA卫星信号数据传输系统中得到了工程实践验证。