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探究浮游生物原位智能目标生物识别拖曳式水下显微镜系统硬件设计

收藏本文 2024-01-27 点赞:18890 浏览:75398 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:浮游生物是海洋生物的重要组成部分,在海洋生态系统的结构和功能中起着重要的调控作用。海洋浮游生物的探测对于目前探讨全球气候变化和全球海洋生态环境变化具有重要的作用。由此,如何实现对海洋中的目标浮游生物准确和有效的探测,是海洋环境调查和探讨领域一个重要的课题。本论文浅析了海洋浮游生物探测大面积和大信息量资料获取的特点和需求,针对目前国内外现有的水下浮游生物探测设备不具备在线识别功能等不足,探讨开发了一种可用于观测并记录高速流体中微型生物图像的原位智能目标生物识别拖曳式水下显微镜系统,能够实现对海洋水体中的目标浮游生物进行连续走航大面积探测。该系统选用了高精度的工业显微镜头和高清CCD图像传感器来采集实时图像,采取了TMS320DM8127数字媒体专用处理器来实现快速移动目标的侦测、实时图像的编码和网络传输,采取了TMS320DM368嵌入式处理器来实现水下存储单元的网络接收和视频存储。对系统样机的测试及试验结果表明,系统能够智能侦测水下的快速移动目标生物、实时采集、编码高清视频数据和存储大量高清视频数据。该系统已经通过海上测试,各项指标均达到设计要求,具有较高的工程实用价值。关键词:海洋浮游生物论文水下论文原位论文显微镜论文智能识别论文

    致谢4-5

    摘要5-6

    ABSTRACT6-7

    目次7-10

    1 绪论10-22

    1.1 课题的背景和作用10-15

    1.1.1 课题的作用10-11

    1.1.2 国内外探讨近况11-15

    1.2 课题关键技术概述15-20

    1.2.1 CCD图像传感器介绍15-17

    1.2.2 达芬奇技术介绍17-18

    1.2.3 H.264/C视频编码技术介绍18-20

    1.3 课题主要探讨内容20-21

    1.4 本论文的组织结构21-22

    2 系统硬件总体架构设计22-30

    2.1 系统功能需求浅析22-23

    2.2 系统硬件总体案例23-28

    2.2.1 数字媒体处理器TMS320DM8127介绍25-27

    2.2.2 数字媒体片上系统TMS320DM368介绍27-28

    2.2.3 子系统数据互连28

    2.3 系统总体架构28-29

    2.4 本章小结29-30

    3 系统硬件详细设计30-63

    3.1 CCD图像采集模块30-40

    3.1.1 垂直驱动时序生成32-36

    3.1.2 水平驱动时序生成36-38

    3.1.3 电子快门制约38-39

    3.1.4 CCD信号模数转换39-40

    3.2 视频采集编码子系统处理器模块40-49

    3.2.1 DDR3 SDRAM接口41-43

    3.2.2 NAND FLASH接口43-45

    3.2.3 视频输入/输出接口45-46

    3.2.4 百兆以太网接口46-48

    3.2.5 其他电路和接口48-49

    3.3 视频存储子系统处理器模块49-56

    3.3.1 DDR2 SDRAM接口49-51

    3.3.2 NAND FLASH接口51-52

    3.3.3 百兆以太网接口52-54

    3.3.4 SD卡接口54

    3.3.5 USB2.0接口54-56

    3.4 电源模块56-62

    3.4.1 视频采集编码子系统电源设计56-60

    3.4.2 视频存储子系统电源设计60-62

    3.5 本章小结62-63

    4 PCB设计与系统硬件测试63-78

    4.1 信号完整性浅析63-64

    4.2 PCB设计64-71

    4.2.1 PCB布局64-66

    4.2.2 PCB布线66-71

    4.3 系统硬件测试71-77

    4.3.1 基本功能调试71-72

    4.3.2 信号测试72-75

    4.3.3 样机测试75-77

    4.4 本章小结77-78

    5 总结与展望78-80

    5.1 总结78-79

    5.2 展望79-80

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