發(fā)布時間：2017-03-30 18:17

  本文關鍵詞：改進型壓縮感知算法研究及其FPGA實現(xiàn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在礦山物聯(lián)網(wǎng)的不斷發(fā)展過程中,越來越多的問題凸顯出來,在煤礦井下以及地面上無線網(wǎng)絡節(jié)點分布越來越多,尤其是井下。目前更加傾向于無人值守作業(yè)的智能操作,提高煤炭生產(chǎn)的安全性以及高效性是必然的趨勢,由此各個節(jié)點要采集和處理的數(shù)據(jù)量將呈幾何增長也將是正�；F(xiàn)象,帶來的一系列問題將使物聯(lián)網(wǎng)資源嚴重消耗,生存周期縮短。而一種新型的采樣理論即壓縮感知理論,其采樣算法中采樣率可以遠低于奈奎斯特采樣頻率進行數(shù)據(jù)的采集,從而可以大大降低數(shù)據(jù)的采樣量,提高了物聯(lián)網(wǎng)的資源使用率,在數(shù)據(jù)的傳輸以及存儲上都很有優(yōu)勢。本文通過對壓縮感知的理論研究和分析,進一步將壓縮感知理論進行算法改進,提出了基于小波變換的壓縮感知改進算法,針對礦山物聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)采集和壓縮進行深入研究。首先對壓縮感知基礎理論的三個重要環(huán)節(jié)即稀疏變換、數(shù)據(jù)觀測、重構還原進行分析,然后將離散小波變換理論引入壓縮感知算法中,本文采用的是sym3母小波作為小波變換基,主要是對數(shù)據(jù)稀疏環(huán)節(jié)的算法進行改進,將要采集的數(shù)據(jù)進行小波稀疏變換,得到稀疏系數(shù),并結合煤礦相關數(shù)據(jù)進行算法實驗和仿真,仿真平臺采用Matlab7.1版本,編寫m文件調(diào)用圖像數(shù)據(jù)進行仿真驗證。最后搭建硬件平臺,主要采用Cyclone IV EP4CE22F17C8芯片器件,將改進型壓縮感知算法進行FPGA硬件上的設計與研究,設計硬件各個模塊的功能,采用Verilog硬件描述語言編寫執(zhí)行命令,進行硬件系統(tǒng)的仿真和實驗驗證,將實驗數(shù)據(jù)與理論仿真數(shù)據(jù)進行對比,驗證了硬件的可行性。
【關鍵詞】：礦山物聯(lián)網(wǎng) 壓縮感知 小波變換 稀疏 FPGA
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TD67;TP391.44;TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-15
• 1.1 研究背景及意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13
• 1.3 本文研究內(nèi)容及組織結構13-15
• 2 壓縮感知理論簡介15-23
• 2.1 壓縮感知基本理論15-16
• 2.2 壓縮感知理論算法研究16-21
• 2.2.1 信號稀疏表示17-18
• 2.2.2 觀測矩陣18-20
• 2.2.3 信號重構20-21
• 2.3 本章小結21-23
• 3 基于小波變換的壓縮感知理論改進算法研究23-37
• 3.1 小波變換分析23-25
• 3.2 基于小波變換的改進壓縮感知算法25-29
• 3.3 改進算法仿真實驗29-35
• 3.3.1 算法仿真29-32
• 3.3.2 仿真結果32-35
• 3.4 本章小結35-37
• 4 壓縮感知的FPGA硬件設計37-61
• 4.1 系統(tǒng)硬件總體設計37-41
• 4.1.1 結構與特點37-39
• 4.1.2 設計流程39-40
• 4.1.3 系統(tǒng)硬件總體框圖40-41
• 4.2 系統(tǒng)各功能模塊41-43
• 4.3 圖像數(shù)據(jù)采集控制模塊43-47
• 4.3.1 IIC控制模塊43-45
• 4.3.2 圖像數(shù)據(jù)輸入模塊45-46
• 4.3.3 CMOS圖像傳感器46-47
• 4.4 SDRAM控制器模塊47-51
• 4.5 數(shù)據(jù)轉換模塊51-53
• 4.6 FIFO緩存模塊53-55
• 4.7 其他硬件模塊55-57
• 4.8 系統(tǒng)調(diào)試及數(shù)據(jù)分析57-59
• 4.9 本章小結59-61
• 5 總結與展望61-63
• 參考文獻63-67
• 致謝67-69
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果69

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：改進型壓縮感知算法研究及其FPGA實現(xiàn)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：277782