基于DM8168的火灾探测器硬件设计与实现

发布时间：2017-07-26 20:28

  本文关键词：基于DM8168的火灾探测器硬件设计与实现

  更多相关文章： 火灾探测器 TMS320DM8168 硬件设计 DDR3测试 以太网一致性测试

【摘要】：当今社会,火灾已然成为危害人类生命财产安全的重要灾害之一,为了尽早发现火灾,火灾探测器应运而生。火灾探测器能够及时探测火灾的发生,争取更多的时间用于灭火,避免更大的生命财产损失。目前,一般利用图像处理技术的火灾探测器由于其自身的硬件资源限制,一个视频图像火灾探测器一般只能连接一个摄像头,且火灾探测技术的算法实现多由后端计算机辅助完成,这种视频图像火灾探测器集成度低且成本高。因此本文提出一种基于TMS320DM8168的数字视频图像火灾探测器的解决方案,该方案集成度高且成本低,能够同时采集最多4路视频信号,并可将采集信号压缩为H.264或MPEG-4标准编码在网络上传输和在介质中存储,同时在本地以HDMI接口连接显示器输出显示。另外,其强大的视频图像处理能力使其可以直接在本地运行高级的火灾探测算法。本文首先根据课题研究意义提出了设计的需求,通过比较处理器架构和应用场景介绍整体的设计方案。在系统硬件设计部分,本文将着重介绍系统硬件电路原理图和PCB的设计方案及细节。其中硬件设计原理图部分包括DM8168的最小系统模块、视频采集模块、视频输出模块、网络通信模块、外部存储模块和电源管理模块等。PCB设计部分则介绍叠层的选取,再结合叠层选取介绍了关键信号的阻抗控制,并着重介绍DDR3信号的走线规则及仿真。在系统调试部分先介绍了板卡的基础硬件测试,其中包括电源电路测试、时钟电路测试和DDR3测试等。最后介绍可靠性测试部分,以太网一致性测试验证其网络信号物理质量,高低温实验测试板卡对恶劣温度条件下的适应性。
【关键词】：火灾探测器 TMS320DM8168 硬件设计 DDR3测试 以太网一致性测试
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X932;TP391.41
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-12
• 1.1 课题背景及研究意义8-9
• 1.2 火灾探测技术发展9
• 1.3 视频图像检测技术9-10
• 1.4 论文结构10-12
• 2 整体设计方案12-20
• 2.1 设计需求分析12-13
• 2.2 方案的选取13-18
• 2.2.1 处理器架构选取13
• 2.2.2 主要器件选取与主要性能介绍13-18
• 2.3 系统整体设计方案18-19
• 2.4 设计难点19
• 2.5 本章小结19-20
• 3 系统硬件原理图设计与实现20-40
• 3.1 处理器最小系统20-24
• 3.1.1 时钟电路20-22
• 3.1.2 复位和调试电路22-23
• 3.1.3 Flash电路和启动选择电路23-24
• 3.2 DDR3内存电路设计24-27
• 3.3 外部扩展存储接口设计27-28
• 3.4 视频输入接口设计28-29
• 3.5 通信接口设计29-32
• 3.5.1 以太网通信接口29-30
• 3.5.2 通用串行通信接口30-32
• 3.6 视频输出接口设计32
• 3.7 系统电源设计32-39
• 3.8 本章小结39-40
• 4 系统硬件PCB设计与实现40-57
• 4.1 PCB设计相关问题40-42
• 4.1.1 信号完整性40-41
• 4.1.2 电磁兼容性41-42
• 4.2 传输线信号仿真42-46
• 4.3 PCB叠层选取和阻抗控制46-50
• 4.3.1 PCB叠层选取46-47
• 4.3.2 PCB阻抗控制47-50
• 4.4 PCB布局50-53
• 4.4.1 DDR3器件的布局50-52
• 4.4.2 PCB的整体布局52-53
• 4.5 PCB布线53-56
• 4.5.1 基础布线规则53
• 4.5.2 DDR3布线53-56
• 4.6 本章小结56-57
• 5 系统功能性和可靠性测试57-70
• 5.1 基本硬件测试58-61
• 5.1.1 电源测试58-60
• 5.1.2 时钟波形测试60-61
• 5.2 DDR调试测试61-63
• 5.3 各个模块功能测试63-65
• 5.4 以太网一致性测试65-68
• 5.5 高低温试验68-69
• 5.6 本章小结69-70
• 结论70-72
• 参考文献72-76
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况76-77
• 致谢77-78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前8条

1 侯斌;杨yN;巩稼民;;高速大容量存储电路板的信号性能分析研究[J];现代电子技术;2015年13期

2 胡志权;杨斌;;基于多核DSP处理器DM8168的视频处理方法[J];单片机与嵌入式系统应用;2014年08期

3 何鹏;刘一清;;基于Spartan-6 FPGA的DDR3布线分析和测试[J];电子测量技术;2014年06期

4 张刚;贾建超;赵龙;;基于FPGA的DDR3 SDRAM控制器设计及实现[J];电子科技;2014年01期

5 胡明;陈玲玲;施金武;周安康;;石英晶体振荡器负载电容的匹配设计[J];低压电器;2013年10期

6 张超;余综;;基于DDR3系统互联的信号完整性设计[J];计算机工程与设计;2013年02期

7 周路;贾宝富;;信号上升或下降时间对高速电路信号完整性影响的研究[J];现代电子技术;2011年06期

8 陈涛,袁宏永,范维澄;火灾探测技术研究的展望[J];火灾科学;2001年02期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 王世东;视频中火焰和烟气探测方法的研究[D];中国科学技术大学;2013年

2 荣建忠;基于多特征的火焰图像探测研究及实现[D];中国科学技术大学;2012年

3 于春雨;基于光流法火灾烟雾视频图像识别及多信息融合探测算法研究[D];中国科学技术大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前9条

1 陈娟;基于多特征融合的视频火焰探测方法研究[D];中国科学技术大学;2009年

2 付玉;基于达芬奇平台的微光视频实时处理系统的研究与实现[D];北京交通大学;2008年

3 王圣礼;超高频射频识别（RFID）阅读器的设计与实现[D];浙江大学;2008年

4 刘宝忠;电磁兼容性研究与应用[D];山东大学;2007年

5 杨洪军;信号完整性分析及其在高速PCB设计中的应用[D];电子科技大学;2006年

6 尹建;PCB的电磁兼容性研究[D];电子科技大学;2006年

7 陈莹;大空间图像型火灾探测和自动灭火技术的研究[D];天津大学;2006年

8 陈杉;基于MPEG-4的数字视频监控系统编码端研究及软硬件实现[D];电子科技大学;2004年

9 后盾;信号完整性分析及其在高速数字电路设计中的应用[D];浙江大学;2004年

，

本文编号：578215