基于X射线子午线轮胎检测的数据采集系统研制

摘要

轮胎是汽车、工程车、功能车等车辆的重要部件，在工业生产和人民日常生活中发挥着重大的作用。最近几年，伴随着我国房地产，交通建设，能源开采等行业的迅猛发展，对轮胎的质量提出了更高的要求，相应的对轮胎检测设备的需求和检测能力的要求也越来越高。但是目前国内的轮胎检测设备厂商基本没有独立的设计生产能力，关键部件都是选用国外进口器件。国外进口整体设备又不能很好的适应的国内轮胎检测的质量指标。这些情况就迫切需要国内研究机构开发一套能够快速准确的对轮胎进行检测的设备。
　　本文主要是对基于 X射线的子午线轮胎检测系统进行了研究，提出了一套轮胎检测的探测器方案和数据采集系统方案；本文采用模块化和层次化的设计思路，针对系统大数据，多通道的现实情况，将系统分为若干个独立的单元模块，分别是探测模块、数据采集模块和数据传输模块。这样的设计方法使得系统有很好的扩展性和灵活性，可以根据实际应用来对系统进行更改适配，从而避免了对系统重新设计，节省了资源；本文采FPGA芯片作为数据采集系统的主控芯片，DDC232作为探测模块的A/D转换芯片。
　　课题的主要工作分为两个部分，分别是硬件电路设计和软件逻辑设计。硬件设计主要在AD10平台上进行；软件逻辑设计使用VHDL语言编写，在Quartus2平台上实现。调试阶段借助ICT研究中心的测试软件和逻辑分析仪进行数据测试，有效的完成了系统的调试工作。

目录

封面

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪 论

1.1课题研究背景

1.2国内外设备研究现状

1.3研究意义

1.4本文的研究内容

2 X射线轮胎检测系统研究

2.1 X射线轮胎检测的成像原理

2.2 X射线轮胎检测系统组成

2.3 X射线源系统

2.4机械扫描系统

2.5轮胎探测器系统

2.6数据采集系统

2.7计算机系统

2.8本章小结

3 数据采集系统硬件实现

3.1数据传输层实现方案

3.2数据采集层实现方案

3.3信号探测层实现方案

3.4系统硬件电路实现

3.5本章小结

4 数据采集控制系统的数字逻辑实现

4.1开发语言

4.2系统的开发流程

4.3 FPGA逻辑设计框架

4.4 PLL时钟控制模块

4.5 复位模块

4.6命令接收模块

4.7命令解析模块

4.8 DDC232控制模块

4.9数据采集模块

4.10 RAM存储模块

4.11数据发送模块

4.12本章小结

5 系统测试和性能分析

5.1硬件测试

5.2软件逻辑测试

5.3性能分析

5.4本章小结

6 总结与展望

6.1系统总结

6.2论文总结

6.3项目展望

致谢

参考文献

附录 A. 作者在攻读硕士学位期间取得的科研项目目录