本文選題：電容層析成像技術 + FPGA　； 參考：《哈爾濱理工大學》2017年碩士論文

【摘要】：電容層析成像技術(Electrical Capacitance Tomography,簡稱ECT)是目前應用比較廣泛的一種多相流檢測技術,它主要是能夠提供封閉管道或容器內(nèi)部的可視化信息,擁有構造簡單、非侵入式、響應速度快、安全性高等顯著優(yōu)點,是目前過程層析成像技術(PT)的研究熱點。但是目前的電容層析成像技術在實際應用的過程中還有一些需要完善的地方,研究的熱點也主要集中在微小電容的測量和圖像重建算法上,所以對數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和濾波算法的研究也具有很大的意義。本文以基于DSP與FPGA的ECT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為研究對象,主要針對傳統(tǒng)ECT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中常使用DSP或FPGA單一器件進行數(shù)據(jù)采集與處理,且使用有線傳輸方式進行數(shù)據(jù)傳輸這一現(xiàn)狀,提出了一種DSP與FPGA共同協(xié)作,藍牙無線傳輸?shù)腅CT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),并對其組成部分進行研究與設計。本文的主要工作如下:首先,簡要介紹了電容層析成像系統(tǒng)及其國內(nèi)外研究現(xiàn)狀;介紹了電容層析成像系統(tǒng)的組成部分,包括傳感器,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),成像系統(tǒng);提出了一種基于DSP與FPGA的ECT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。其次,介紹了本文系統(tǒng)所使用的相關技術,該系統(tǒng)使用FPGA作為數(shù)字濾波和相敏解調(diào)模塊,DSP作為控制模塊,使用藍牙進行無線傳輸,并對系統(tǒng)進行了硬件設計和軟件設計。最后,在該系統(tǒng)中為了達到更好的濾波去噪效果,研究了ECT系統(tǒng)中幾種常見的數(shù)字濾波算法,并提出了一種基于小波變換的自適應濾波算法,使用Matlab軟件對算法進行了仿真分析,說明了這種濾波算法的確能夠達到更好的濾波效果。
[Abstract]:Electrical Capacitance Tomography (ECT) is a widely used multiphase flow detection technology. It can provide visual information in closed pipe or container, and it has simple structure, non-invasive structure and fast response speed. High safety and other outstanding advantages are the focus of research on process tomography technology (PTT). However, the current electrical capacitance tomography technology still needs to be improved in the process of practical application, and the research focus is mainly on the measurement of small capacitance and image reconstruction algorithm. Therefore, the study of data acquisition system and filtering algorithm also has great significance. This paper takes the ECT data acquisition system based on DSP and FPGA as the research object, mainly aiming at the current situation that DSP or FPGA single device is often used for data acquisition and processing in traditional ECT data acquisition system, and cable transmission is used for data transmission. In this paper, a ECT data acquisition system based on DSP and FPGA is proposed, which is based on Bluetooth wireless transmission, and its components are researched and designed. The main work of this paper is as follows: firstly, the electrical capacitance tomography system and its research status at home and abroad are briefly introduced, and the components of the capacitance tomography system, including sensor, data acquisition system, imaging system, are introduced. A ECT data acquisition system based on DSP and FPGA is proposed. Secondly, the related technologies used in this system are introduced. The system uses FPGA as digital filter and phase sensitive demodulation module as control module, Bluetooth for wireless transmission, and hardware and software design for the system. Finally, in order to achieve better filtering and denoising effect, several common digital filtering algorithms in ECT system are studied, and an adaptive filtering algorithm based on wavelet transform is proposed. The Matlab software is used to simulate and analyze the algorithm, which shows that the filtering algorithm can achieve better filtering effect.
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TP274.2

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本文編號：1903587