专利名称：一种基于网络的dsp技术综合实验平台的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种应用于DSP技术及应用课程实验教学的远程网络实验平台， 可以应用于电子信息工程、电子信息科学与技术、通信工程、自动化、测控技术与仪器、电气工程与自动化专业的DSP技术及应用课程实验教学。
背景技术：
目前，市场上的DSP技术实验平台主要为美国TI公司2000系列、5000系列、6000 系列实验箱，分别适用于电气工程与自动化专业(2000系列)、测控技术与仪器专业(2000 系列)、电子信息与通信工程专业(5000、6000系列)，彼此无法通用，平台基础投资重复较
严重；而且，不支持远程网络实验，学生必须亲自在专业实验室里完成彼此独立的实验项目。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于网络的DSP技术综合实验平台，从而能在一个整体平台上，同时集成了美国TI公司2000、5000、6000系列中三个典型的DSP系统，同时统一规划平台电源、时钟、总线接口，优化平台布线，节省电路板资源；三个典型的DSP系统挂接在RS485总线上，采用MODBUS协议彼此通信，可以组成一个由信息采集与处理到控制的完整工业控制系统；三个典型的DSP系统可以分别通过JTAG总线，通过局域网和本地服务器下载和调试代码；同时实现实验结果的远程传输。为了达到上述目的，本实用新型有如下技术方案本实用新型的一种基于网络的DSP技术综合实验平台，包括本地服务器、 TMS320VC5509音频信号采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、基于串口通信控制的数字云台、USB数字摄像头、若干个PC机客户控制终端，所述本地服务器分别与TMS320VC5509音频信号采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、基于串口通信控制的数字云台、USB 数字摄像头连接、并且通过局域网与远程的若干个PC机客户控制终端连接，本地服务器采用JTAG总线传输调试数据到TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320VC5509音频信号采集与处理模块，TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320VC5509音频信号采集与处理模块通过MODBUS协议总线互相连接。其中，所述TMS320VC5509音频信号采集与处理模块包括TLV320AIC23语音处理模块、TMS320VC5509芯片、RS232串口模块、XC95114芯片、存储器、LCD显示器、键盘，其中， XC95114芯片分别与TMS320VC5509芯片、RS232串口模块、TLV320AIC23语音处理模块连接， TLV320AIC23语音处理模块与TMS320VC5509芯片连接，TMS320VC5509芯片分别与存储器、 IXD显示器连接。其中，所述TMS320LF2407电机控制模块包括TMS320LF2407CPU、雨水、风速、温度测量电路、直流与步进电机驱动电路、窗帘位置光电检测电路、测速用光电编码、环境光强检测电路、编码键盘、LCD显示模块、RS232/485串口通信模块，其中，TMS320LFM07CPU分别与雨水、风速、温度测量电路、直流与步进电机驱动电路、窗帘位置光电检测电路、测速用光电编码、环境光强检测电路、编码键盘、IXD显示模块、RS232/485串口通信模块连接。其中，所述TMS320DM6437数字图像采集与处理模块包括TMS320DM6437芯片、DDR2、FLASH、RS232/485串口通信模块、视频输出模块、视频显示器、TLV320AIC33、 EtherNet, TVP5146视频解码器、PAL制摄像头，其中，TMS320DM6437芯片分别与DDR2、 FLASH、RS232/485串口通信模块、视频输出模块、视频显示器、TLV320AIC33、EtherNet, TVP5146视频解码器连接，PAL制摄像头与TVP5146视频解码器连接，视频输出模块与视频显示器连接。由于采取了以上技术方案，本实用新型的优点在于1本实用新型能在一个整体平台上，同时集成美国TI公司2000、5000、6000系列中三个典型的DSP系统，同时统一规划平台电源、时钟、总线接口，优化平台布线，节省电路板资源；三个典型的DSP系统挂接在RS485总线上，采用MODBUS协议彼此通信，可以组成一个由信息采集与处理到控制的完整工业控制系统；三个典型的DSP系统可以分别通过JTAG 总线下载和调试代码。2、本实用新型采用在本地服务器上安装的USB摄像头可以将实验结果实时发布到网络上的客户端，客户端可以通过远程桌面和远程视频，实时控制和观察实验进程，从而实现远程实验。3、采用该种基于网络的DSP技术综合实验平台，可以减少实验室硬件投资，整合各专业的DSP技术实验资源，模块化设计便于升级与管理；可以实现基于网络的远程DSP实验，支持远程DSP技术实验教学，学生不必亲自来实验室就可以完成实验项目。
图1是本实用新型总体原理的方框示意图；图2是本实用新型TMS320VC5509音频信号采集与处理模块的方框示意图；图3是本实用新型TMS320LFM07电机控制模块的方框示意图；图4是本实用新型TMS320DM6437数字图像采集与处理模块的方框示意图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型及其用途，但不用来限制本实用新型的保护范围。参见图1，本实用新型的一种基于网络的DSP技术综合实验平台，由本地服务器、 TMS320VC5509音频信号采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、基于串口通信控制的数字云台、USB数字摄像头、若干个PC机客户控制终端组成，其中，所述本地服务器分别与TMS320VC5509音频信号采集与处理模块、 TMS320LF2407电机控制模块、TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、基于串口通信控制的数字云台、USB数字摄像头连接，并且通过局域网与远程的若干个PC机客户控制终端连接，本地服务器采用JTAG总线传输调试数据到TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320VC5509音频信号采集与处理模块，TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320VC5509音频信号采集与处理模块通过MODBUS协议总线互相连接。参见图2，TMS320VC5509音频信号采集与处理模块由TLV320AIC23语音处理模块、 TMS320VC5509芯片、RS232串口模块、XC95114芯片、存储器、LCD显示器、键盘组成，其中， XC95114芯片分别与TMS320VC5509芯片、RS232串口模块、TLV320AIC23语音处理模块连接， TLV320AIC23语音处理模块与TMS320VC5509芯片连接，TMS320VC5509芯片分别与存储器、 IXD显示器连接。该模块主要完成双通道音频信号的实时采集与数字回声处理、数字滤波、 频率均衡、音量控制功能，同时不断监测服务器发来的指令信息，根据不同的地址和指令信息采取不同的响应，同时具有USB数据通信功能。参见图3，所述TMS320LFM07电机控制模块由TMS320LFM07CPU、雨水、风速、温度测量电路、直流与步进电机驱动电路、窗帘位置光电检测电路、测速用光电编码、环境光强检测电路、编码键盘、LCD显示模块、RS232/485串口通信模块组成，其中，TMS320LFM07CPU 分别与雨水、风速、温度测量电路、直流与步进电机驱动电路、窗帘位置光电检测电路、测速用光电编码、环境光强检测电路、编码键盘、IXD显示模块、RS232/485串口通信模块连接。 利用TMS320LFM07电机控制模块完成直流电机速度闭环调节实验以及步进电机精确转速控制实验。学生可以在客户端实时控制与观测电机运行情况。参见图4，所述TMS320DM6437数字图像采集与处理模块由TMS320DM6437 芯片、DDR2 (内存)、FLASH、RS232/485串口通信模块、视频输出模块、视频显示器、 TLV320AIC33 (音频转换器)、KherNet (以太网)、TVP5146视频解码器、PAL制摄像头组成，其中，TMS320DM6437芯片分别与DDR2、FLASH、RS232/485串口通信模块、视频输出模块、 视频显示器、TLV320AIC33、EtherNet, TVP5146视频解码器连接，PAL制摄像头与TVP5146 视频解码器连接，视频输出模块与视频显示器连接。采用20倍光学变焦的PAL制摄像头获取模拟彩色图像信息，然后经过TVP5146数字视频解码器完成解码与A/D变换，送入 TMS320DM6437芯片进行数字图像信号处理，可以完成运动木棒的长度测量，基于模式识别的智能寻的小车设计、运动目标追踪、网络视频监控。本实用新型系统硬件各模块功能1. TMS320VC5509音频信号采集与处理模块主要完成双通道音频信号的实时采集与数字回声处理、数字滤波、频率均衡、音量控制功能，同时不断监测服务器发来的指令信息，根据不同的地址和指令信息采取不同的响应，同时具有USB数据通信功能。2. TMS320LF2407 开发板模块利用TMS320LFM07开发板模块完成直流电机速度闭环调节实验以及步进电机精确转速控制实验。学生可以在客户端实时控制与观测电机运行情况。3. TMS320DM6437数字图像采集与处理模块采用20倍光学变焦的PAL制摄像头获取模拟彩色图像信息，然后经过TVP5146数字视频解码器完成解码与A/D变换，送入TMS320DM6437芯片进行数字图像信号处理，可以完成运动木棒的长度测量，基于模式识别的智能寻的小车设计、运动目标追踪、网络视频监控。[0029]4.本地服务器与客户端本地服务器负责接收客户端的指令和数据，经过分析与处理后，利用RS485总线将指令发送给各个DSP实验模块，同时负责系统数据库的管理工作。客户端主要通过局域网和本地服务器访问各个DSP实验模块，可以发送指令并获得相应的数据信息。5.实验结果的数字图像采集采用基于USB接口的语音和图像同步获取的高清数字摄像头，利用VC++编写摄像头的驱动程序，实时采集的视频图像与声音信息经过MPEG-4压缩处理后，经过网络传输给客户端。显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。 凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
权利要求1.一种基于网络的DSP技术综合实验平台，其特征在于包括本地服务器、 TMS320VC5509音频信号采集与处理模块、TMS320LFM07电机控制模块、TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、基于串口通信控制的数字云台、USB数字摄像头、若干个PC机客户控制终端，所述本地服务器分别与TMS320VC5509音频信号采集与处理模块、TMS320LFM07电机控制模块、TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、基于串口通信控制的数字云台、USB 数字摄像头连接，并且通过局域网与远程的若干个PC机客户控制终端连接，本地服务器采用JTAG总线传输调试数据到TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320VC5509音频信号采集与处理模块，TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320VC5509音频信号采集与处理模块通过MODBUS协议总线互相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于网络的DSP技术综合实验平台，其特征在于所述 TMS320VC5509音频信号采集与处理模块包括TLV320AIC23语音处理模块、TMS320VC5509芯片、RS232串口模块、XC95114芯片、存储器、IXD显示器、键盘，其中，XC95114芯片分别与 TMS320VC5509芯片、RS232串口模块、TLV320AIC23语音处理模块连接，TLV320AIC23语音处理模块与TMS320VC5509芯片连接，TMS320VC5509芯片分别与存储器、LCD显示器连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于网络的DSP技术综合实验平台，其特征在于所述 TMS320LF2407电机控制模块包括TMS320LFM07CPU、雨水、风速、温度测量电路、直流与步进电机驱动电路、窗帘位置光电检测电路、测速用光电编码、环境光强检测电路、编码键盘、 LCD显示模块、RS232/485串口通信模块，其中，TMS320LFM07CPU分别与雨水、风速、温度测量电路、直流与步进电机驱动电路、窗帘位置光电检测电路、测速用光电编码、环境光强检测电路、编码键盘、IXD显示模块、RS232/485串口通信模块连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于网络的DSP技术综合实验平台，其特征在于所述 TMS320DM6437数字图像采集与处理模块包括TMS320DM6437芯片、DDR2、FLASH、RS232/485 串口通信模块、视频输出模块、视频显示器、TLV320AIC33、EtherNet, TVP5146视频解码器、 PAL制摄像头，其中，TMS320DM6437芯片分别与DDR2、FLASH、RS232/485串口通信模块、视频输出模块、视频显示器、TLV320AIC33、EtherNet、TVP5146视频解码器连接，PAL制摄像头与TVP5146视频解码器连接，视频输出模块与视频显示器连接。
专利摘要本实用新型涉及一种基于网络的DSP技术综合实验平台，包括本地服务器、TMS320VC5509音频信号采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、基于串口通信控制的数字云台、USB数字摄像头、若干个PC机客户控制终端，所述本地服务器分别与TMS320VC5509音频信号采集与处理模块、TMS320LF2407电机控制模块、TMS320DM6437数字图像采集与处理模块、基于串口通信控制的数字云台、USB数字摄像头连接，并且通过局域网与若干个PC机客户控制终端连接。本实用新型可以减少硬件投资，整合各专业的DSP技术实验资源，模块化设计便于升级与管理；可以实现基于网络的远程DSP实验。
文档编号G09B19/00GK202306881SQ20112034232
公开日2012年7月4日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者刘德君, 刘柏生, 宋艳霞, 曲丽萍, 白晶, 董胜 申请人:北华大学