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强力输送带钢绳芯图像数据压缩与传输

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摘要

第1章 绪论

1.1 选题背景及意义

1.2 国内外现状

1.3 项目研究内容和任务

1.4 论文各部分主要内容

第2章 强力输送带钢绳芯检测系统

第3章 强力输送带钢绳芯图像数据压缩

3.1 数据压缩的理论基础

3.2 数据压缩现状

3.3 数据压缩评价标准

3.4 数据压缩的分类

3.4.1 游程编码

3.4.2 霍夫曼编码

3.4.3 算术编码

3.5 钢绳芯图像数据压缩方法

3.5.1 钢绳芯图像数据游程编码压缩方法

3.5.2 钢绳芯图像数据的霍夫曼编码压缩方法

3.5.3 钢绳芯图像数据的算术编码压缩方法

3.5.4 小波变换应用于钢绳芯图像数据压缩

第4章 基于FPGA的曼彻斯特码

4.1 曼彻斯特码

4.2 曼彻斯特码的编码规则

4.3 曼彻斯特码编码格式

4.4 FPGA的原理及开发流程

4.4.1 FPGA的概述

4.4.2 FPGA的原理

4.4.3 FPGA的特点

4.4.4 FPGA的设计流程

4.4.5 硬件描述语言Verilog

第5章 基于FPGA的曼彻斯特码传输强力输送带钢绳芯图像

5.1 串并转换器

5.2 曼彻斯特编码器

5.3 曼彻斯特编码仿真验证

5.4 曼彻斯特解码器

5.5 曼彻斯特解码仿真验证

5.6 游程编码解压缩

5.7 小波变换解码

第6章 结束语

参考文献

个人简历 在读期间发表的学术论文

致谢

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摘要

强力输送带运输机是在港口、火力发电、冶金行业、煤炭和交通运输等部门广泛采用的一种连续运输机械,由于内嵌有钢绳芯,所以能够重力承载、运输能力极其强大。但当强力输送带长期、高负荷运转时,其内嵌钢绳芯接头处容易出现拉伸,如果不能及时发现,最终会造成强力输送带从接头处横向断裂。若是强力输送带发生故障,轻则影响生产,重则造成工作人员伤亡。因此,对强力输送带进行横向断裂监测,分析和判断出钢绳芯接头状况,愈来愈受到用户重视,煤炭行业已制定强制标准,要求对所有运行中强力输送带安装钢绳芯故障检测装置。 本课题在专利产品“钢绳夹芯输送带横向断裂监测装置[1]”(ZL(0)1130952.0)基础上,针对目前更宽的强力输送带和更快的运行速度,如何保证原系统还可以正确判断出钢绳芯接头状况开展研究。 强力输送带钢绳芯图像数据可以分为非接头部分和接头部分,需要处理的只是钢绳芯接头部分,不需要处理的部分即非接头部分数据量很大,导致系统传输了大量冗余数据,特别是当强力输送带宽度增宽后,会使原系统数据处理实时性降低,导致接头拉伸精度变差,对横向断裂故障预报准确度降低。为此本文提出一种先将采集到的钢绳芯图像数据进行压缩后再经过曼彻斯特编码进行传输到达上位机后,由上位机进行接头分析和拉伸计算判断,由于经数据压缩后系统中传输和处理的数据量都减少了,按照原系统的工作原理,是可以达到对钢绳芯接头拉伸精度要求。数据传输是为了提高可靠性采用曼彻斯特码进行传输。 通过分析强力输送带钢绳芯图像数据及目前国内外各种主要的数据压缩方法,选择了游程编码压缩及小波变换压缩的方法,实现了强力输送带钢绳芯图像数据的压缩。由于曼彻斯特码是一种串行的数据传输方式,数据和时钟同步,直流分量基本为0,具有良好的抗干扰性能,所以选用曼彻斯特编码来进行传输。选择FPGA作为硬件实现平台,设计了曼彻斯特编解码,并完成了在modelsim下仿真。

著录项

  • 作者

    李萌;

  • 作者单位

    北京信息科技大学;

  • 授予单位 北京信息科技大学;
  • 学科 信号与信息处理
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 马牧燕;
  • 年度 2013
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 遥感技术;
  • 关键词

    强力输送带; 钢绳芯; 图像数据压缩;

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