基于FPGA的电缆偏心检测系统的研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文基于FPGA的电缆偏心检测系统的研究论文作者：胡冬阳学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：通信与信息系统指导教师：刘艳萍职称：教授ThesisSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyForTheMasterDegreeofCommunicationandInformationSystemRESERARCHONCABLEECCENTRICITYMEASUREMENTSYSTEMBASEDONFPGAbyHuDongyangSu

2、pervisor:Prof.LiuYanpingMarch2017摘要电缆偏心检测对于电线电缆生产制造是不可缺少的重要检测环节，电缆偏心会造成电缆产品的次品率较高，而且还会导致原材料的浪费。超声波无损检测技术实现了零破坏检测产品质量，为提高产品质量提供了一个切实可行的办法。本文研究了利用超声无损检测技术的电缆偏心实时检测系统。本文对电缆偏心检测技术的发展历史及现状进行了介绍，阐述了目前三种主流检测方法的基本原理。概括总结了无损检测技术的发展过程及超声波无损检测的原理和方法。基于此，提出了利用FPGA实现电缆偏心检

3、测系统的研发方案。该偏心检测系统总体上分为上位机和下位机两部分。下位机以FPGA芯片为核心，根据系统需要选取配置了A/D采样芯片、nRF2401无线传输芯片和USB传输芯片，同时合理设计了外围电路实现系统设计的各种功能。其中外围电路包括A/D驱动电路、电源电路、时钟与复位电路及各芯片间的接口电路等。对于下位机各部分功能的软件设计，本文利用SOPC技术，采用模块化的设计思想，将系统分为nRF2401数据传输模块、数据处理模块、数据采集模块和USB数据传输模块4个功能模块。本文以PC机作为上位机，使用VisualBa

4、sic语言完成软件编程。上位机处理下位机上传的数据和实现检测结果的可视化，进而分析判断电缆是否发生偏心。关键字：电缆偏心超声检测无线传输FPGAABSTRACTCableeccentricitymeasurementisanindispensableandimportantpartforcablemanufacturing.Cableeccentricitycancauseahigherdefectiveproductofcableproducts,butalsoleadtowasteofrawmaterials

5、.Ultrasonicnon-destructivetestingtechnologytoachievezerodamagedetectionofproductquality,toimproveproductqualitytoprovideapracticalway.Thispaperstudiesthecableeccentricon-timedetectionsystemusingultrasonicnondestructivetestingtechnology.Inthispaper,thedevelopm

6、enthistoryandpresentsituationofcableeccentricitydetectionareintroduced,andthebasicprinciplesofthethreekindsofdetectionmethodsarediscussed.Thenthepaperintroducesthedevelopmentofnon-destructivetestingtechnology,alsointroducestheprincipleandmethodofultrasonicnon

7、-destructivetestingtechnology.Onthisbasis,thedevelopmentofcableeccentricitydetectionsystembasedonFPGAisproposed.Theeccentricitydetectionsystemisgenerallydividedintotwoparts:PCandFPGA.FPGAchipisthecore,selecttheA/Dchip,nRF2401wirelesstransmissionchipandUSBtran

8、smissionchipaccordingtothesystemneeds,whiledesignoftheperipheralcircuittoachievethevariousfunctionsofthesystem.TheperipheralcircuitincludesA/Ddrivecircuit,powersupplycircuit,clockandreset