基于ARM和线阵CCD的高高速数据采集系统毕业论文外文翻译.docx
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基于ARM和线阵CCD的高高速数据采集系统毕业论文外文翻译
High–SpeedDataAcquisitionSystemBasedonARMLinear-CCD
Abstract:
Thispaperpresentsahighspeedacquisitionsystemoflinear-CCDbasedonARM,high-speedlinear-CCDandhigh-speedADCareselected.AsthesamplingspeedofA/DisslowerthantheworkingclockfrequencyofARM,CPLDandFIFOareusedasI/ObetweenA/DandARM.Itmakesthecircuitworksharmonious,simpleandeasycontrolling,andalsoincreasestheefficiencyofARM.Inordertoincreasethecommunicationspeed,theUniversalSerialBus（USB）technologyisadoptedtocommunicatewiththePC.ARMisthekeyprocessorutilizedtocontrolthedatasampling,datacomputeanddatatransfer.Asaresult,thewholesystemworkseffective.Thesystemcanbeappliedtothehighspeeddataacquisitionandoperationsituationsfrommulti-channelanalogsignals.
KeyWords:
ARM;LinearCCD;Contact-line;Pantograph;Stagger–value
I.Introduction
Inelectrificationrailways,inordertoextendthelifeofthepantographonelectriclocomotives,sothatthesliderofpantographwearevenly,thecontact-line（electrifiedrailwaypowerfeedline）instraight-linesegmentsisarrangedaszigzagroute（curvesectionarrangedintheformofpolyline）.Thedistancebetweenthecontact-lineofpositioningpointandthepantographcenterlinetrackiscalledoutstagger-value,whichisakeyindicatorofcontact-line.
Stagger-valuecannotbeignored,thevaluetoosmallwillaffectthesliderofpantographwearevenlyandthepurposeofextendingusinglife;otherwise,insomecases（suchascaughtinastiffwinds）,causealargerangeoflateralmovementoftheroof（andthehigherthespeed,thegreaterpantographswingaround）,somepartsofcontact-linewillbeinexcessoftheeffectiveworklengthofpantograph,sothatthestagger-valueofcontact-linebeyondthestandardrange,leadingtodeteriorationofthecurrentcollection,andevencauseincorrectrunningofthepantographaccident.Pantograph-catenarymalfunctionwillresultininterruptionoftrainoperation,whichimpactonrailtransportseriously.Inordertoavoidthesephenomena,thestagger-valueanditschangesshouldbetestedregularly.Therefore,alocomotivecontact-linemonitoringsystemanditsmatingdataacquisitionsystemweredeveloped,whichcalculatetheinstantstagger-valuequickly.
II.SystemComponents
Systemhardwarecomponentsareshowninfigure1.
Thesystemconsistsofthefollowingcomponents:
（1）usingTOSHIBACompany’shigh-speedlineararrayCCDtoachievethedigitizationofcontact-lineimages（CCDoutputthesignalofcorrespondingtimesequenceofposition）;
（2）usingAtmelCompany’sAT91RM9200processorofARM9seriestorealizedigitalsignalacquisitionandprocessing;（3）usingPDIUSBD12USBinterfacedevicetocompletethedatacommunicationsbetweenmeasurementsystemandthePC.
DuetothecharacteristicsofitsimprovedHarvardstructure,specialinstructionsandquicktorealizeavarietyofsignalprocessing,ARMprocessoriswidelyusedinimageprocessing,communications,radar,sonar,precisionmachineryfields,etc.ARMprocessorisadoptedforitsarithmeticspeedandbuswidth.Asthereal-timesignalanalysisandcalculationrequireahighspeedofcomputing,AtmelCompany’sARMchip—AT91RM9200isselected.ThechipisARM920Tbased,high-performance,lowpowerconsumption16/32-bitRISC（reducedinstructionsetcomputer）microcontroller,whichincorporatesarichsetofapplicationperipheralsandprovideasingle-chipsolutionforindustrialcontrolapplicationsthatrequireawiderangeofperipheralsatlowpowerconsumptionandstrictlystableworking.
III.Real-timeprocessingandtransmissionofCCDdigitalimage
Inordertoachievereal-timedigitalimage
transmission,severalmajorfactorswhichaffectreal-timetransmissionshouldbenecessarytosolve:
First,thespeedoflineararrayCCDdataacquisition;Second,thetransmissionspeedbetweenlineararrayCCDandARMprocessor;thethirdisthedatatransmissionspeedbetweenARMprocessorandcomputer.Thefollowingwillbedescribedindetail.
LineararrayCCDacquisitionspeed
Acquisitionspeedisacriticalperformanceindicatorforimagesensor,TOSHIBACompany’sTCD1209DlineararrayCCDisusedtomeetthetargets.Itsclockpulsefrequencycanoperateashighas20MHz,especiallysuitableforhigh-speedconditionsofsizemeasurementanddynamicanalysis.
LineararrayCCDTCD1209Danditstimesequencediagramareshowninfigure2.
TransmissionspeedbetweenCCDandARMprocessor
InordertoimprovethespeedofCCDdataacquisitionandreduceconversiontime,adoptinghighspeedA/DconvertercanmakeitexchangedatawithARMprocessorathigh-speed.ADC08200,AnalogCompany'snanosecondconversiondeviceisadopted.It’sasingle-channel,8-bitA/Dconverter,whichoperatesoverawiderangeoftemperature,convertsfast,operatesatconversionratesupto230MSPS,thusachievingentiresignalacquisitionoflineararrayCCD.ADC08200isshowninfigure3.
PC-sideUSBdevicedriveriscompletedbyWinDriver.DatacommunicationbetweenPCandUSBequipmentmainlyincludestwoaspects:
first,readthesampledata;second,sendcontrolcommandstotheacquisitionsystem.
中文翻译：
基于ARM和线阵CCD的高–高速数据采集系统
摘要：
本文提出了一种基于ARM的线阵CCD高速数据采集系统，高速线阵CCD高速ADC的选择。
作为A/D采样速度比臂的工作时钟频率较慢，CPLD和FIFO作为I/OA/D与ARM之间。
它使电路工作在和谐，简单，易于控制，并且增加臂的效率。
为了提高通信速度，通用串行总线（USB）技术是通过与PC机通信的关键是利用ARM处理器控制数据采集，数据的计算和数据传输。
作为一个结果，整个系统工作的有效性。
该系统可应用于高速数据采集和多路模拟信号的工作环境下。
关键词：
臂；线阵CCD；接触线；受电弓；交错–价值
一、引言
在电气化铁路，为了扩大对电力机车受电弓的寿命，使受电弓滑块磨损均匀，接触线（电气化铁路供电线）在直线段设置为锯齿形路线（设置折线的形式的曲线段）。
定位点和受电弓轨道中心线的接触线之间的距离称为拉出值，这是接触线的关键指标。
参差不可忽视的价值，值过小，会影响受电弓滑板磨损均匀，延长使用寿命的目的；否则，在某些情况下（如陷入激烈的风），使屋顶的横向移动幅度大（和更大的受电弓左右摆动的速度，更高的），接触线的部分将在受电弓的有效工作长度过剩，使接触线拉出值超出标准范围，导致当前集合的恶化，甚至造成受电弓的事故不正确运行。
弓网故障会导致列车运行中断，严重影响铁路运输。
为了避免这些现象，拉出值及其变化，应定期测试。
因此，一个机车接触线监控系统及其配套的数据采集系统的开发，并计算瞬时拉出值迅速。
系统组件
该系统由以下几部分组成：
（1）使用东芝公司的高速线阵CCD实现接触线图像的数字化（CCD输出的位置对应的时间序列的信号）；
（2）采用Atmel公司的AT91RM9200ARM9芯片实现数字信号的采集和处理；（3）使用PDIUSBD12USB接口装置完成测量系统与PC机之间的数据通信
由于其改进的哈佛结构的特点，特别说明和快速实现各种信号处理，ARM处理器被广泛应用于图像处理，通信，雷达，声纳，精密机械等领域，ARM处理器通过其运算速度和总线宽度。
作为实时信号分析和计算需要计算一个高速，ATMEL公司的ARMchip-at91rm9200选择。
该芯片是基于ARM920T，高性能，低功耗16／32位RISC（精简指令集计算机）的微控制器，其中包含了一套丰富和产品应用提供一个单芯片解决方案，为工业控制应用需要各种外设在低功耗和严格稳定的工作。
三、实时处理和CCD数字图像传输
为了实现实时数字图像影响传输，实时传输的几个主要因素，必须解决：
第一，线阵CCD数据采集的速度；第二，线阵CCD和ARM处理器之间的传输速度；第三是ARM处理器和计算机之间的数据传输速度。
以下将详细描述了。
线阵CCD采集速度
采集速度是图像传感器的关键绩效指标，东芝公司的TCD1209D线阵CCD用于满足目标。
时钟脉冲频率可高达20MHz，特别适用于高速条件下的尺寸测量和动态分析。
CCD和ARM处理器之间的传输速度
为了提高CCD数据采集速度和减少转换时间，采用高速A/D转换器可以使它在高速的ARM处理器的数据交换。
adc08200，采用模拟公司的纳秒转换装置。
这是一个单通道，8位A/D转换。
PC端USB设备驱动程序采用Windriver完成。
PC机与USB设备之间的数据通信，主要包括两个方面：
第一，阅读样本数据；第二，发送控制命令的采集系统。
《生命列车》
TheTrainOfLife
1.不久以前，我读了一本书。
书中把人生比作一次旅行。
2.人生一世，就好比是一次搭车旅行，要经历无数次上车、下车;时常有事故发生;有时是意外惊喜，有时却是刻骨铭心的悲伤……
3.降生人世，我们就坐上了生命列车。
我们以为我们最先见到的那两个人------我们的父母，会在人生旅途中一直陪伴着我们。
4.很遗憾，事实并非如此。
他们会在某个车站下车，留下我们，孤独无助。
他们的爱、他们的情、他们不可替代的陪伴，再也无从寻找。
5.尽管如此，还会有其他人上车。
他们当中的一些人将对我们有着特殊的意义。
6.他们之中有我们的兄弟姐妹,有我们的亲朋好友。
我们还将会体验千古不朽的爱情故事。
7.坐同一班车的人当中，有的轻松旅行。
8.有的却带着深深的悲哀……还有的,在列车上四处奔忙，随时准备帮助有需要的人……
9.很多人下车后，其他旅客对他们的回忆历久弥新……但是，也有一些人，当他们离开座位时，却没有人察觉。
10.有时候，对你来说情深义重的旅伴却坐到了另一节车厢。
你只得远离他，继续你的旅程。
11.当然，在旅途中，你也可以摇摇晃晃地穿过自己的车厢，去别的车厢找他……
12.可惜，你再也无法坐在他身旁，因为这个位置已经让别人给占了…...
13.没关系。
旅途充满挑战、梦想、希望、离别……就是不能回头。
因此，尽量使旅途愉快吧！
14.善待旅途上遇见的所有旅客，找出人们身上的闪光点。
15.永远记住，在某一段旅程中，有人会犹豫彷徨，因为我们自己也会犹豫彷徨。
16.我们要理解他人，因为我们需要他人的理解。
17.生命之谜就是：
我们在什么地方下车？
坐在身旁的伴侣在什么地方下车？
我们的朋友在什么地方下车？
我们无从知晓……
18.我时常这样想：
到我该下车的时候，我会留恋吗？
我想我还是会的。
和我的朋友分离，我会痛苦。
让我的孩子孤独地前行，我会悲伤。
我执著地希望在我们大家都要到达的那个终点站，我们还会相聚……
19.我的孩子们上车时没有什么行李，如果我能在他们的行囊中留下美好的回忆，我会感到幸福。
20.我下车后，和我同行的旅客都还能记得我，想念我，我将感到快慰。
21.献给你,我生命列车上的同行者,祝您旅途愉快!
1.Notlongago,Ireadabook,inwhichaman’slifewascomparedtoajourney.
2.Thelifeofamanisjustlikeahitchhiking，duringwhichmanytimeswegoupanddown.Nowandthenthingswillhappenaccidently,someofwhicharetobeunexpectedexcitement，whilesomeheart-breakingsorrows.
3.Whenfirstembracedtheworld，wearealreadyonthetrainoflife.Wetakeitforgrantedthatthefirsttwopersons,ourparents,whomweareencounteredwith,willaccompanyusalltheway.
4.Sadly，thingsdonotgoonaswethought.Ourparentswillgetoffthetrainatacertainstation，leavingus,bereftandhelpless.Theirloveandemotiontousandtheirirreplaceablecompanycanbefoundinnowhere.
5.However，therewillbesomebodyelsewhowillgetonthetrain.Someofthemwillhavespecialmeaningtous.
6.Someofthemmaybeoursiblings,relativesandfriends,andwewillalsoexpereincetheimperishablelove.
7.Someofourtravellingcompanionsarequitelight-heartedontheway.
8.Whilesomemaybearimmensesorrow.Stillsome,backandforth,arereadytoholdouttheirhandsforotherswhoneedhelp.
9.Somepeoplealightoffthetrain,yettheyarestillkeptinthemindoftheotherpassengersforlong;some,totheopposite,leavetheirseatswithoutbeingnoticed.
10.Sometimes,theone,whoisdeartoyourheart,hashuddledintoanothercarriage.Nothingbutoneyoucandoisjusttokeepongoing,farawayfromhim.
11.Ofcourse,duringthejourney,youmaystaggertoanothercarriagetolookforhim.
12.It’sapitythatyouwillneverseatyourselfbesidehimbecausetheseathasbeenengagedbyothers.
13.Nevermind.Thejourneyisfullofchallenges,dreams,hopesanddepartures---butonlyonethingisthatyoucan’tturnback.So,haveagoodjourneywithheartandsoul.
14.Showyourgood-willtoallthepassengersyouareencounteredwith,andfindthemeritsoftheirs.
15.Remeberthatsomeonemayoscillatejustaswedointhejourney.
16.Weshouldunderstandothersjustasweneedothers’understanding.
17.Theenigmaoflifeis：
Whereshallwegetoffthetrainoflife?
Andhowaboutthecompani
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