基于ARM的高压电磁信号去噪系统的设计与实现

摘要

随着科学技术的发展、工业的发达，电子、电气及通信设备得到了广泛应用，而随之产生的电磁辐射对周围环境造成了一定的影响，形成环境污染，可能对人及动植物带来伤害。如何评价电磁环境，成为一个研究热点。
　　 现阶段测量电磁辐射信号大都采用体积庞大的频谱仪，不仅功耗高、价格昂贵，而且容易受到实际环境中同频背景噪声的干扰，导致评估不准确，影响后续工作。为了去除背景噪声，实现电磁信号测量仪器的小型化、低功耗，本文针对野外和实地测量提出了一种用于电磁辐射信号测量的处理方法，设计并实现了基于ARM11内核的电磁信号去噪系统，使得测量仪器具有体积小、携带方便、性价比高等优点。
　　 本系统采用盲分离中的快速独立成分分析(FastICA)作为核心算法，将该算法应用于电磁辐射信号，能够实现对混入电磁信号中的同频背景噪声的去除，实验表明分离效果较好，适于实际应用。该系统选用了ARM11列S3C6410处理器，硬件设计主要包括数据传输模块、数据处理模块、SD卡存储模块及外部通信接口等。软件设计基于PC机搭建了WindowsCE6.0的开发环境，采用开发工具VisualStudio2005编写核心算法和图形界面程序。最终，进行各个单元的测试和仿真，实现了有用电磁信号的快速分离。
　　 实验和分析表明所提系统不仅可以实现有用电磁辐射信号的分离，而且基于ARM的嵌入式处理系统各个模块相互独立，具有好的通用性和强的扩展性，实现了电磁信号测量仪器的小型化，具有低成本、低功耗、易携带和易操作等优点。

目录

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摘要

1 绪论

1．1 本课题研究背景和意义

1．2 电磁信号处理方法介绍

1．3 嵌入式系统发展现状

1．4 本课题的主要工作

2 嵌入式系统介绍

2．1 嵌入式系统组成

2．2 嵌入式系统的特点

2．3 嵌入式微处理器

2．4 嵌入式操作系统

2．5 嵌入式手持仪器的发展

2．6 本章小结

3 电磁信号去噪系统的设计及硬件实现

3．1 系统原理

3．2 系统的整体方案

3．2．1 系统需求和功能分析

3．2．2 开发板的选择

3．2．3 处理器选型

3．2．4 操作系统的选择

3．3 系统的硬件架构

3．3．1 传输模块

3．3．2 串口模块

3．3．3 存储模块

3．3．4 处理模块

3．4 系统的软件架构

3．5 本章小结

4 系统应用程序的设计与开发

4．1 应用程序的开放流程

4．2 开发环境的搭建

4．2．1 Windows CE操作系统的定制

4．2．2 开发工具的选择

4．2．3 安装同步工具

4．3 串口通信的程序设计

4．3．1 串口编程的一般步骤

4．3．2 串口基本操作函数

4．3．3 串口编程的具体过程

4．4 Fast ICA算法的程序设计

4．4．1 算法编程的基本步骤

4．4．2 算法编程的基本函数

4．4．3 算法编程的具体过程

4．5 本章小结

5 实验调试与结果

5．1 调试环境

5．2 启动应用程序

5．3 读取数据

5．4 处理数据

5．5 本章小结

6 总结与展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

个人简历