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原文传递嵌入式弱信号处理系统研究

论文题名：	嵌入式弱信号处理系统研究
关键词：	弱信号检测;嵌入式系统;NiosⅡ软核;混浊度传感器;列车临近识别;列车安全报警系统;时频域分析
摘要：	本论文研究了针对微弱信号检测的嵌入式处理系统，并结合项目“智能混浊度传感器”和“列车临近安全报警系统”，详细的论述了针对特定检测对象的嵌入式弱信号处理系统的软、硬件设计。论文首先阐述了信号与噪声的特点、随机信号的时频域分析方法、弱信号检测方法和弱信号调理过程中的放大、滤波技术等。然后，结合目前流行的嵌入式技术，论述了如何构建弱信号处理系统、系统硬件功能组件扩展和软件程序设计方法。为了给弱信号处理提供一种高性能的柔性处理系统，利用SOPC技术，在Altera公司的EP1C6Q240C8上构建了基于NiosⅡ软核的嵌入式弱信号处理系统。接着，研究了智能混浊度传感器，分析了混浊度的常用检测方法及其优缺点，选取线性度好的光在液体中散射检测原理，系统采用调制光源、光纤式光电检测和窄带化去噪技术方案。详细地论述了传感器光纤探头及耦合部件的物理结构设计；调制红外光源电路、散射信号检测前级放大、滤波电路、有效值转换电路和A/D转换电路的设计；基于51单片机检测系统软、硬件设计、以及传感器数据标定等。实验结果表明，该传感器检测范围宽、抗干扰能力强、线性度良好。最后，研究了列车临近安全报警系统，利用PC机上的声卡，采集大量数据，在Matlab中，详细地分析了列车临近过程中振动信号的各个特征及其变化情况，以此作为列车临近识别依据。此外，构架了整个无线预警系统，设计了振动信号检测调理电路；无线接收译码电路、检测辨识部分程序设计、FFT变换，以及预警系统现场安装调试等。该系统预警距离包括传感器识别到前方来车距离和无线收发距离两部分，确保了铁路工作人员在列车进入施工区域前有足够时间避轨。
作者：	杜铁刚
专业：	机械制造及自动化
导师：	周国柱;杨光友
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湖北工业大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文