基于fpga和多dsp的轮对图像传输与处理系统的研究

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1、硕士学位论文题目:基于FPGA和多DSP的轮对图像传输与处理系统的研究研究生陈梁专业测试计量技术及仪器指导教师吴开华教授完成日期2016年3月杭州电子科技大学硕士学位论文基于FPGA和多DSP的轮对图像传输与处理系统的研究研究生：陈梁指导教师：吴开华教授2016年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchofWheelImageTransmissionandProcessingSystembasedonFP

2、GAandMulti-DSPCandidate:ChenLiangSupervisor:Prof.WuKaihuaMarch，2016坑州电子欄大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明：本人郑重声明所呈交的学位论义，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得。的成果除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过，均已在文中的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体１＾＾明确方式标明。一申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担切相关责任。论文作者签名

3、：商日期：訓年＾之曰、榮＾）学位论文使用授巧说明本人完全了解杭州电子科技大学关于保留巧使用学位论文的规定，目Ｐ；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属杭州电子科技大学。本人保证毕业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为杭州电子科技大学，。学校有权保留送交论文的复印件、允许查阁和借阅论文；学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可Ｗ允许采用影印缩印或其它复制手段保存论文。（保密论文在解密后递守此规定）＇＂Ｉ论文作者签名：＾、聲曰期：如占年如叫日指导教师签名；日期：年月

4、２／日）［杭州电子科技大学硕士学位论文摘要随着我国铁路事业的蓬勃发展，列车行驶的安全问题日益重要。轮对作为车辆的走行部件，对轮对磨耗状况的在线检测是保证车辆行驶安全的一项重要措施。而针对检测中图像处理数据量大、实时性要求高的特点，如何在有限的时间内完成大量采集图像数据的传输与处理，是亟待解决的一个关键问题。在基于CCD光电检测方法的轮对磨耗在线检测系统中图像传输与处理的实时性是影响检测效率的重要因素。文章研究的基于FPGA+多DSP的轮对图像传输与处理方案对提高轮对磨耗在线检测效率有重要的应用价值。本文主要内容有

5、：（1）性能指标的分析和系统设计，本文提出实现车辆在5~120km/h运行速度下的轮对实时检测任务，所有数据传输与处理在过车后1分钟内完成，根据该指标提出了FPGA+多DSP的轮对图像传输与处理方案，设计的轮对磨耗在线检测系统主要由图像高速采集、图像传输与处理三个模块组成，本文重点研究的是图像传输与处理模块，对传输与处理模块设计展开研究工作。（2）基于FPGA+多DSP的轮对图像传输与处理硬件电路设计，设计了多路轮对图像传输与处理的硬件架构，整个系统分成图像采集模块、数据传输模块、FPGA逻辑控制模块和DSP数据处理

6、模块。介绍了TCP/IP协议栈的层次结构，完成基于硬件协议栈芯片W5300的以太网功能模块设计；对FPGA与DSP之间的数据接口电路以及外扩的SDRAM和FLASH存储器接口进行详细设计，并完成了整个系统硬件平台的搭建。（3）基于FPGA+多DSP的轮对图像传输与处理软件程序设计，多路轮对图像传输与处理系统的总体软件流程实现，深入研究了以太网接口的硬件控制逻辑，设计了SDRAM控制模块，由缓冲FIFO和SDRAM控制器组成；对CPLD的逻辑编写以及FPGA与多DSP之间的数据通信过程做了详细设计；同时完成了上位机测试

7、软件的编码工作，以方便对系统整体功能进行验证实验。（4）对系统硬件电路的各个模块进行实际测试，主要包括以太网接口模块、电源电路、SDRAM存储器以及DSP与FPGA的数据通信接口模块，并对整个图像传输与处理系统进行联合调试实验，实验结果表明所设计的系统能够高速有效地实现车辆轮对图像实时传输与处理的功能需求。关键词：轮对磨耗检测，FPGA，多DSP，图像传输，图像处理I杭州电子科技大学硕士学位论文ABSTRACTWiththevigorousdevelopmentofourcountry'srailwayenterpr

8、ise,thesafetyofvehicletravellingisbecomingmoreandmoreimportant.Beingtherunningpartofvehicle,theon-linemeasurementforwheelsetwearisanimportantstepforthesafetyofvehicleoperati