论文摘要
管道缺陷内检测是在役油气管道缺陷检测的重要手段之一,对保障管道安全运行发挥着重要的作用。漏磁检测技术是长距离油气输送管道进行在线检测的主要方法,随着检测数据分辨率、精度和检测总里程的提高,现有的检测设备在数据存储速度和存储容量两方面己无法满足海量检测数据的要求,因此研究适合的数据压缩算法并设计高速的数据采集与存储系统成为设备研制的关键。FPGA（Field-Progr-ammable Gate Array现场可编程门阵列）具有高速、高集成度和在线可编程等优点,在设计过程中具有极大的灵活性和可靠性,本文中采用XILINX公司的Spartan II系列XS2S 100-PQ208。DSP（Digital Signal Processing数字信号处理器）是一种专门为实时、快速实现各种数字信号处理算法而设计的、具有特殊结构的微处理器,本文中采用的是TI公司的TMS320C5509。为了提高系统的性能,本文在数据采集和数据压缩方面进行了研究和改进。整个系统分为两个部分:多通道高速数据采集单元和缺陷漏磁数据压缩单元。多通道高速数据采集单元是以FPGA为核心,产生控制高速模拟开关和A/D的时来完成对多通道信号的采集,并将采集到的数据送到缺陷漏磁数据压缩单元中。缺陷漏磁数据压缩单元以DSP为核心,对实际采集到的数据采用一阶嵌入式零编码进行压缩,该算法可以在DSP上实现,它能够对送到DSP中的数据进行实时快速的处理,并且可以根据要求随时结束编码。经过大量的实验得出,整个数据采集和压缩的过程能够满足时间的要求,压缩后的数据能够很好地解压缩,并且能够替代原始数据进行存储,满足了设计的要求。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 国内外油气管道运输发展现状1.2 油气管道运输安全问题及应对措施1.3 管道漏磁检测装置研究发展现状1.4 本文的主要研究内容第二章 管道缺陷检测技术2.1 管道缺陷无损检测方法综述2.1.1 管道缺陷外检测方法2.1.2 管道缺陷内检测方法2.2 漏磁检测技术与超声波检测技术对比2.3 管道漏磁检测技术原理2.3.1 管道漏磁检测技术的原理2.3.2 漏磁信号及漏磁图像的特点2.3.3 漏磁图像统计的特性2.4 本章小结第三章 基于FPGA 的多通道高速数据采集系统3.1 现场可编程逻辑门阵列（FPGA）的特点和设计流程3.1.1 FPGA 概述3.1.2 VHDL 语言3.1.3 设计流程3.1.4 XILINX 公司的Spartan Ⅱ系列FPGA3.2 基于FPGA 的多通道高速数据采集系统3.3 系统硬件设计3.3.1 通道选择电路3.3.2 I/O 转换电路3.3.3 A/D 和模拟开关转换控制模块3.4 本章小结第四章 漏磁图像无损压缩的研究4.1 预测编码4.1.1 差分脉冲编码调制系统4.1.2 图像无损压缩算法中的预测模型4.1.3 预测编码在漏磁图像无损压缩中的应用4.2 算术编码4.3 小波变换及提升格式4.3.1 小波变换的基本理论4.3.2 多分辨率分析4.3.3 Mallat 算法4.3.4 离散小波变换在图像压缩中的应用4.3.5 小波变换的提升格式4.4 嵌入式零树小波编码4.5 漏磁图像无损压缩方案4.6 漏磁图像无损压缩实验4.6.1 8 位漏磁图像的无损压缩实验4.6.2 12 位漏磁图像的无损压缩实验4.6.3 漏磁图像无损压缩实验结果分析4.7 本章小结第五章 基于一阶差分的嵌入式零树编码算法的研究5.1 重要区域无损压缩5.2 一阶差分处理5.3 嵌入式零树编码5.3.1 零树编码5.3.2 扫描顺序5.3.3 逐次逼近的嵌入式编码5.3.4 算法分析5.4 本章小结第六章 嵌入式零树编码在DSP 上的实现6.1 DSP 芯片介绍6.1.1 DSP 系统特点6.1.2 DSP 应用系统的设计过程6.2 TMS320C5509 芯片6.2.1 TMS320C5509 芯片结构6.2.2 TMS320C5509 存储空间结构6.3 嵌入式零树编码在DSP 上的实现6.3.1 TMS320C5509 芯片初始化编程6.3.2 C语言实现一阶差分嵌入式零树编码6.4 本章小结总结与展望参考文献附录1 FPGA 部分源代码附录2 DSP 部分源代码致谢攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况说明
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标签：数据采集论文; 实时数据压缩论文; 嵌入式零树编码论文;
