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解碼技術(shù)論文范文第1篇

論文關(guān)鍵詞:直讀式電子壓力計(jì);單芯遠(yuǎn)距離傳輸;曼徹斯特碼;編碼;解碼

論文摘要:本文從現(xiàn)有存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)的技術(shù)現(xiàn)狀出發(fā)，分析了在井下高溫、高壓、遠(yuǎn)距離條件下，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠采集、傳輸、分析的壓力計(jì)——直讀式電子壓力計(jì)的數(shù)據(jù)傳輸方案和實(shí)施，并從技術(shù)需求分析、通訊方案選擇、單芯遠(yuǎn)距離傳輸、曼徹斯特碼編解碼的軟硬件設(shè)計(jì)等方面，對(duì)直讀式電子壓力計(jì)數(shù)據(jù)傳輸方案進(jìn)行了深入研究。試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析結(jié)果表明，本文研究結(jié)果解決了直讀式電子壓力計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)了電子壓力計(jì)在油田測(cè)井領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

一、引言

目前存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)各大油田高溫井下壓力和溫度的測(cè)量。存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)在工作過(guò)程中，儀器內(nèi)的單片機(jī)系統(tǒng)和各種傳感器共同完成井下壓力和溫度的采集，并以數(shù)字量形式存儲(chǔ)于電可改寫型存儲(chǔ)器中，待測(cè)試過(guò)程完成后，再將壓力計(jì)返回地面，用專門配套研制的數(shù)據(jù)回放儀與壓力計(jì)連接，通過(guò)軟件和硬件接口通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)的接收、回放和處理，使用很不方便，影響生產(chǎn)。

因此，為克服存儲(chǔ)式電子壓力計(jì)的上述缺點(diǎn)，提高油田生產(chǎn)效率，提升電子壓力計(jì)在油田測(cè)井領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，必須研制在井下高溫、高壓、遠(yuǎn)距離條件下，實(shí)現(xiàn)壓力、溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)可靠采集、傳輸、分析的壓力計(jì)——直讀式電子壓力計(jì)。

二、直讀式電子壓力計(jì)技術(shù)需求分析

（一）功能及主要技術(shù)指標(biāo)要求

直讀式電子壓力計(jì)實(shí)現(xiàn)井下壓力和溫度參數(shù)的測(cè)量，并將測(cè)量結(jié)果通過(guò)單芯鎧裝電纜實(shí)時(shí)傳送至地面解碼控制儀，主要技術(shù)指標(biāo)要求如下所示。

a) 壓力測(cè)量范圍：（0～30、45、60、80）MPa；壓力測(cè)量誤差： 0.04%F.S；

b) 溫度測(cè)量范圍：（-20～+150）℃， 測(cè)量誤差：±1℃；

c) 傳輸距離不小于6000m；通訊誤碼率1.0×10-7。

（二）基本方案及工作原理

直讀式電子壓力計(jì)由井下電子壓力計(jì)和地面解碼控制儀兩部分組成，其中井下電子壓力計(jì)由壓力傳感器、溫度傳感器、信號(hào)放大電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、單片機(jī)系統(tǒng)、編碼電路、數(shù)字通訊接口電路和裝載于單片機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)工作軟件組成，解碼控制儀由解碼電路、通訊接口電路、通用計(jì)算機(jī)(油田配置)和相關(guān)工作軟件組成。

工作過(guò)程中，井下電子壓力計(jì)由地面解碼控制儀通過(guò)單芯鎧裝電纜提供能源，溫度和壓力傳感器分別將環(huán)境壓力和溫度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出，該電信號(hào)經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后由單片機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)采集和處理，然后按一定周期經(jīng)數(shù)字通訊口輸出。井下電子壓力計(jì)和井上解碼控制儀之間通過(guò)單芯鎧裝電纜連接，解碼控制儀中通訊接口電路接收井下電子壓力計(jì)輸出的壓力和溫度數(shù)據(jù)，并經(jīng)解碼后輸入計(jì)算機(jī)中進(jìn)行實(shí)時(shí)分析和處理。

三、數(shù)據(jù)傳輸方案選擇

設(shè)備之間數(shù)據(jù)通訊通常有并行通訊和串行通訊兩種方案，并行通訊的缺點(diǎn)是傳輸距離短，通訊信道所占點(diǎn)號(hào)多，而串行通訊與之相反。根據(jù)井下電子壓力計(jì)與井上解碼控制儀的數(shù)據(jù)傳輸特點(diǎn)，需選擇串行數(shù)據(jù)傳輸方式。

在曼徹斯特編碼中，用電壓跳變的相位不同來(lái)區(qū)分邏輯1和邏輯0，即用正的電壓跳變表示邏輯0，用負(fù)的電壓跳變表示邏輯1。

在油田測(cè)井中，井下電子壓力計(jì)在井下采集大量信息，并傳送給地面解碼控制儀；但井下電子壓力計(jì)到地面解碼控制儀這段信道的傳輸距離較長(zhǎng)且環(huán)境惡劣，常用的NRZ碼不適合在這樣的信道里傳輸，而且NRZ碼含有豐富的直流分量，容易引起滾筒的磁化。曼徹斯特編碼方式使得信號(hào)以串行脈沖碼的調(diào)制方式在數(shù)據(jù)線上傳輸，和最常用的NRZ碼相比，消除了NRZ碼的直流成分，具有時(shí)鐘恢復(fù)和更好的抗干擾性能，這使它更適合于從井下到井上的信道傳輸，因而在井下電子壓力計(jì)和地面解碼控制儀之間選用曼徹斯特編碼使數(shù)據(jù)傳輸可靠性更高、傳輸距離更遠(yuǎn)。

四、曼徹斯特碼編碼軟硬件設(shè)計(jì)

每一周期井下電子壓力計(jì)需將采集到的壓力和溫度兩個(gè)參數(shù)分別進(jìn)行曼徹斯特編碼方式輸出，井下電子壓力計(jì)與地面解碼控制儀之間按如下通訊協(xié)議進(jìn)行。

a) 壓力與溫度均以字為單位進(jìn)行傳送，先發(fā)送壓力字，后發(fā)送溫度字，一個(gè)壓力字和一個(gè)溫度字的組合稱為一個(gè)消息；

b) 每一個(gè)字由20位組成，第1～3位為3個(gè)起始位，第4～19位為16個(gè)數(shù)據(jù)位，第20位為奇偶校驗(yàn)位；

c) 壓力字3個(gè)起始位電平為先高后低，溫度字起始位為先低后高，高低電平均各占一位半，壓力字與溫度字校驗(yàn)位均采用奇校驗(yàn)；

d) 傳輸?shù)牟ㄌ芈剩?.7292 kbps（175μs/位），傳輸一個(gè)消息共耗時(shí)3.5ms。為保證數(shù)據(jù)傳輸可靠性，井下電子壓力計(jì)同一消息在一個(gè)采樣周期內(nèi)重復(fù)發(fā)送兩次，地面解碼控制儀根據(jù)校驗(yàn)位判斷每個(gè)字的正確性。

由單片機(jī)編程輸出兩路I/O控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波電路、運(yùn)放電路、整型電路后，產(chǎn)生曼徹斯特編碼雙相電平信號(hào)，并經(jīng)單芯鎧裝電纜送至地面解碼控制儀。為滿足曼徹斯特編碼格式及井下電子壓力計(jì)與地面解碼控制儀之間的通訊協(xié)議，井下電子壓力計(jì)軟件采用如下的編程方式輸出波形。

a）壓力字同步頭為262.5μs高電平后跟隨262.5μs低電平，溫度字同步頭為262.5μs低電平后跟隨262.5μs高電平；

b）若數(shù)據(jù)位為邏輯0，則在87.5μs低電平后跟隨87.5μs高電平；

c）若數(shù)據(jù)位為邏輯1，則在87.5μs高電平后跟隨87.5μs低電平；

d）校驗(yàn)位的波形產(chǎn)生方式與數(shù)據(jù)位相同。

五、曼徹斯特碼解碼軟硬件設(shè)計(jì)

地面解碼控制儀需將井下電子壓力計(jì)輸出的曼徹斯特碼進(jìn)行解碼，并按通訊協(xié)議用軟件將接收到的曼徹斯特碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為井下電子壓力計(jì)測(cè)得的壓力和溫度數(shù)據(jù)，即地面解碼控制儀中的解碼過(guò)程為井下電子壓力計(jì)編碼過(guò)程的逆過(guò)程。曼徹斯特碼解碼過(guò)程可分為如下三部分：

a) 同步字頭檢測(cè)，并辨別其為溫度數(shù)據(jù)還是壓力數(shù)據(jù)。

b) 對(duì)曼碼形式的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，從曼徹斯特碼波形中分離出同步時(shí)鐘，并將時(shí)鐘和數(shù)據(jù)進(jìn)行處理使曼碼數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為非歸零二進(jìn)制數(shù)據(jù)。

c) 將串行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為并行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行奇偶校驗(yàn)，以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。

經(jīng)過(guò)幾千米鎧裝電纜傳輸上來(lái)的數(shù)據(jù)，幅度衰減到毫伏級(jí)，因此井上需要精密的解碼電路，才能保證數(shù)據(jù)傳輸無(wú)誤碼率。井下傳輸上來(lái)的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)濾波電路、精密運(yùn)算放大器、雙D觸發(fā)器輸出曼碼波形給單片機(jī)，經(jīng)過(guò)單片機(jī)的程序轉(zhuǎn)化為井下的壓力與溫度數(shù)字量。

六、試驗(yàn)結(jié)果

直讀式電子壓力計(jì)首臺(tái)產(chǎn)品完成廠內(nèi)試驗(yàn)后，到油田用8000m的鎧裝電纜連接井下電子壓力計(jì)和地面解碼控制儀，將電子壓力計(jì)下放到井下6500m的深度，在溫度高達(dá)150℃、壓力為30～60 MPa的油井中測(cè)試壓力和溫度。在三次連續(xù)5個(gè)小時(shí)的測(cè)試過(guò)程中，數(shù)據(jù)傳輸準(zhǔn)確可靠，沒(méi)有出現(xiàn)丟點(diǎn)現(xiàn)象，誤碼率為零。

七、結(jié)束語(yǔ)

試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，本文研究結(jié)果解決了直讀式電子壓力計(jì)通訊方案、通訊協(xié)議、單芯遠(yuǎn)距離傳輸、曼徹斯特碼編解碼軟硬件設(shè)計(jì)等關(guān)鍵技術(shù)，增強(qiáng)了電子壓力計(jì)在油田測(cè)井領(lǐng)域的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

參考文獻(xiàn)

解碼技術(shù)論文范文第2篇

論文關(guān)鍵詞：視頻編碼,壓縮技術(shù)

 

一、引言

所謂視頻編碼方式就是指通過(guò)特定的壓縮技術(shù)，將某個(gè)視頻格式的文件轉(zhuǎn)換成另一種視頻格式文件的方式。視頻壓縮發(fā)展到現(xiàn)在己有幾十年的歷史。1948年，Oliver提出了第一個(gè)編碼理論脈沖編碼調(diào)制(PulseCodingModulation，簡(jiǎn)稱PCM);同年，Shannon的經(jīng)典論文“通信的數(shù)學(xué)原理”首次提出了信息率失真函數(shù)的概念;1959年，Shannon進(jìn)一步確立了碼率失真理論;而B(niǎo)erger在1971年所著的《信息率失真理論》一書則對(duì)率失真理論做了系統(tǒng)地論述和擴(kuò)展;以上各項(xiàng)工作奠定了信息編碼的理論基礎(chǔ)。

二、AVS基本介紹

AVS是基于我國(guó)創(chuàng)新技術(shù)和部分公開(kāi)技術(shù)的自主標(biāo)準(zhǔn)，技術(shù)方案簡(jiǎn)潔，芯片實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度低，達(dá)到了第二代標(biāo)準(zhǔn)的最高水平；而且，AVS通過(guò)簡(jiǎn)潔的一站式許可政策，是開(kāi)放式制訂的國(guó)家、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，易于推廣；此外，AVS是一套包含系統(tǒng)、視頻、音頻、媒體版權(quán)管理在內(nèi)的完整標(biāo)準(zhǔn)體系，為數(shù)字音視頻產(chǎn)業(yè)提供更全面的解決方案。綜上所述，AVS可稱第二代信源標(biāo)準(zhǔn)的上選。

圖1AVS視頻編碼器框圖

三、AVS主要技術(shù)

AVS采用的主要技術(shù)包括：8x8整數(shù)變換量化技術(shù)、幀內(nèi)預(yù)測(cè)、半像素與1/4精度像素插值、特殊的幀間預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償、二維熵編碼、去塊效應(yīng)環(huán)內(nèi)濾波等：

1.整數(shù)變換量化：AVS為了避開(kāi)H.264的專利問(wèn)題，選擇了以往標(biāo)準(zhǔn)廣泛采用的8×8變換，這樣可以在16位處理器上無(wú)失配地實(shí)現(xiàn)。AVS采用的64級(jí)量化，可以完全適應(yīng)不同的應(yīng)用和業(yè)務(wù)對(duì)碼率和質(zhì)量的要求。目前AVS所采用的8x8變換與量化方案大大降低了芯片的實(shí)現(xiàn)難度。

2.幀內(nèi)預(yù)測(cè)：AVS采用的幀內(nèi)預(yù)測(cè)技術(shù)，是用相鄰塊的像素預(yù)測(cè)當(dāng)前塊，同時(shí)采用代表空間域紋理方向的多種預(yù)測(cè)模式。AVS亮度和色度幀內(nèi)預(yù)測(cè)都是以8x8塊為單位的。亮度塊采用5種預(yù)測(cè)模式，色度塊采用4種預(yù)測(cè)模式，而這4種模式中有3種和亮度塊的預(yù)測(cè)模式相同。在編碼質(zhì)量相當(dāng)?shù)那疤嵯拢珹VS采用較少的預(yù)測(cè)模式，使方案更加簡(jiǎn)潔、實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜度大為降低。

3.幀間預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償：幀間運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償編碼是混合編碼技術(shù)框架中最重要的部分之一。AVS標(biāo)準(zhǔn)采用了16×16，16×8，8×16和8×84種用于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)暮陦K模式，去除了MPEG-4AVC/H.264標(biāo)準(zhǔn)中的8×4，4×8，4×4的塊模式，這樣可以更好地刻畫物體運(yùn)動(dòng)，提高運(yùn)動(dòng)搜索的準(zhǔn)確性。

4.半像素與1/4精度像素插值：AVS通過(guò)4抽頭濾波器（-1，5，5，-1）得到半像素點(diǎn)，再通過(guò)4抽頭濾波器（1，7，7，1）和均值濾波器得到1/4像素點(diǎn)，在不降低性能的情況下減少插值所需要的參考像素點(diǎn)，減小了數(shù)據(jù)存取帶寬需求，這在高分辨率視頻壓縮應(yīng)用中是非常有意義的。

5.預(yù)測(cè)模式：AVS的B幀雙向預(yù)測(cè)使用了直接模式、對(duì)稱模式和跳躍模式。使用對(duì)稱模式時(shí)，碼流只需要傳送前向運(yùn)動(dòng)矢量，后向運(yùn)動(dòng)矢量可由前向運(yùn)動(dòng)矢量導(dǎo)出，從而節(jié)省后向運(yùn)動(dòng)矢量的編碼開(kāi)銷；對(duì)于直接模式，前塊的前、后向運(yùn)動(dòng)矢量都是由后向參考圖像相應(yīng)位置塊的運(yùn)動(dòng)矢量按比例分配導(dǎo)出，因此也可以節(jié)省運(yùn)動(dòng)矢量的編碼開(kāi)銷；跳躍模式的運(yùn)動(dòng)矢量導(dǎo)出方法和直接模式的相同，跳躍模式編碼塊都不編碼運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)臍埐?，也不傳送運(yùn)動(dòng)矢量，即該模式下宏塊只需要傳輸模式信號(hào)則可。

6.二維熵編碼：AVS熵編碼采用自適應(yīng)變長(zhǎng)編碼技術(shù)。在AVS熵編碼過(guò)程中，定長(zhǎng)碼用來(lái)編碼具有均勻分布的語(yǔ)法元素，指數(shù)哥倫布碼用以編碼可變概率分布的語(yǔ)法元素。采用指數(shù)哥倫布碼的優(yōu)勢(shì)在于：一方面，它的硬件復(fù)雜度比較低，可以根據(jù)閉合公式解析碼字，無(wú)需查表；另一方面，它可以根據(jù)編碼元素的概率分布靈活確定k階指數(shù)哥倫布碼編碼，如果k選得恰當(dāng)，編碼效率可以逼近信息熵。預(yù)測(cè)殘差的塊變換系數(shù)后，經(jīng)掃描形成（level、run）對(duì)串，level、run不是獨(dú)立事件，而存在很強(qiáng)的相關(guān)性，在AVS中l(wèi)evel、run采用二維聯(lián)合編碼，并根據(jù)當(dāng)前l(fā)evel、run的不同概率分布趨勢(shì)，自適應(yīng)改變指數(shù)哥倫布碼的階數(shù)。

四、總結(jié)與展望

目前AVS技術(shù)可實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)清晰度、相當(dāng)清晰度、低清晰度等不同格式視頻的壓縮，但針對(duì)此類應(yīng)用的壓縮效率還有待不斷提高，這應(yīng)當(dāng)是AVS視頻技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的重點(diǎn)所在：著力AVS編解碼的實(shí)際應(yīng)用研究，優(yōu)化AVS運(yùn)動(dòng)搜索算法，提高AVS解碼速度，從而推動(dòng)我國(guó)數(shù)字音視頻標(biāo)準(zhǔn)AVS的推廣和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

1 陳亮 AVS先進(jìn)編碼技術(shù)研究 華中科技大學(xué) 2006

2 申青平 AVS-M關(guān)鍵技術(shù)及多平臺(tái)應(yīng)用研究 湘潭大學(xué) 2007

解碼技術(shù)論文范文第3篇

論文關(guān)鍵詞：RFID，醫(yī)藥品，物流，信息系統(tǒng)

 

引言

近些年來(lái)，頻頻出現(xiàn)的醫(yī)藥品安全事故使公眾對(duì)醫(yī)藥品生產(chǎn)工藝和用藥安全產(chǎn)生了不同程度的質(zhì)疑。部分事故就是由于現(xiàn)在醫(yī)藥品物流系統(tǒng)的不完善所導(dǎo)致的。為此，商務(wù)部將出臺(tái)《醫(yī)藥物流企業(yè)分級(jí)評(píng)估指標(biāo)》、《醫(yī)藥物流服務(wù)規(guī)范》、《藥品零售企業(yè)經(jīng)營(yíng)服務(wù)規(guī)范》和《藥品現(xiàn)代物流企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)》等針對(duì)醫(yī)藥物流企業(yè)的一系列行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)?？梢?jiàn)，改善醫(yī)藥品物流信息系統(tǒng)，提高其服務(wù)水平，增強(qiáng)醫(yī)藥品監(jiān)管、維護(hù)正常的藥品市場(chǎng)秩序，成為當(dāng)務(wù)之急。

1 RFID的基本概念

Radio Frequency Identification（RFID）即無(wú)線射頻識(shí)別，是利用電磁感應(yīng)、無(wú)線電波或者是微波等信號(hào)通過(guò)空間耦合進(jìn)行非接觸式的雙向通信信息系統(tǒng)，通過(guò)這種形式的數(shù)據(jù)交換從而達(dá)到識(shí)別目標(biāo)的一種技術(shù)，俗稱電子標(biāo)簽。[1]

由于具有可非接觸式數(shù)據(jù)交換、有效讀寫距離遠(yuǎn)、讀寫速度快、可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)的物品、數(shù)據(jù)記憶容量大、安全保密性高、讀寫穿透力強(qiáng)、可重復(fù)使用、耐惡劣環(huán)境能力強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此RFID主要用于軍事、航空、交通、物流、制造、汽車、零售、醫(yī)療、動(dòng)物、食品、票證、服裝、圖書、煤礦、防偽等廣泛領(lǐng)域中的自動(dòng)識(shí)別和數(shù)據(jù)采集。

RFID的初次使用可追溯到上世紀(jì)六十年代電子商品防盜系統(tǒng)（Electronic Article Surveillance，EAS）中的比特電子標(biāo)簽。從七十年代開(kāi)始，RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入到快速發(fā)展的時(shí)期，如RFID技術(shù)逐漸融入到動(dòng)物追蹤識(shí)別系統(tǒng)以及電子車牌系統(tǒng)。RFID技術(shù)及產(chǎn)品進(jìn)入到商業(yè)應(yīng)用階段是從八十年代開(kāi)始，此后各種規(guī)模的RFID系統(tǒng)開(kāi)始出現(xiàn)，RFID技術(shù)及產(chǎn)品逐漸成為人們生活的一部分，RFID技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題也日趨得到重視論文服務(wù)。自本世紀(jì)初開(kāi)始，RFID技術(shù)開(kāi)始向物流與供應(yīng)鏈領(lǐng)域滲透。[8]

一個(gè)完整的RFID系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)由RFID數(shù)據(jù)采集器、中間件或接口、應(yīng)用系統(tǒng)軟件以及信息管理平臺(tái)構(gòu)成；其中數(shù)據(jù)采集器內(nèi)包含標(biāo)簽、芯片、閱讀器以及天線，這其中的芯片主要用于數(shù)據(jù)交換時(shí)的儲(chǔ)存。正是由于芯片的這一獨(dú)特之處，使得RFID與傳統(tǒng)的條形碼技術(shù)有所區(qū)別。[9]

整個(gè)RFID系統(tǒng)的工作原理如圖1所示：RFID系統(tǒng)工作時(shí)必須有個(gè)前提，就是要處于一定的有效磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)。帶有信息的電子標(biāo)簽進(jìn)入到有效磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)，當(dāng)閱讀器通過(guò)天線發(fā)送出一定頻率的射頻查詢信號(hào)，這時(shí)電子標(biāo)簽憑借感應(yīng)電流獲得的能量而被激活，將存儲(chǔ)在芯片的信息經(jīng)自身解碼后通過(guò)內(nèi)置天線發(fā)送出去。閱讀器的接收天線接收到信號(hào)后，傳送給到閱讀器。接下來(lái)信息系統(tǒng)，閱讀器對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)解碼，解碼后的信息通過(guò)應(yīng)用系統(tǒng)軟件最終輸送到信息管理平臺(tái)進(jìn)行相應(yīng)處理和控制。[2]

圖1 RFID系統(tǒng)工作原理圖

2 醫(yī)藥品物流系統(tǒng)分析

醫(yī)藥品物流是在依托一定的物流設(shè)備、技術(shù)和物流管理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，有效整合營(yíng)銷渠道上下游資源，優(yōu)化醫(yī)藥品供、銷、配、運(yùn)等環(huán)節(jié)中的驗(yàn)收、存儲(chǔ)、分揀、配送等作業(yè)過(guò)程，通過(guò)自動(dòng)化、信息化和效益化等技術(shù)的應(yīng)用，從而提高訂單處理能力，減少貨物分揀差錯(cuò)，降低庫(kù)存及縮短配送時(shí)間，進(jìn)一步降低

物流成本，提高物流服務(wù)水平和資金使用效益。典型的醫(yī)藥品物流過(guò)程如圖2所示：[3]

圖2 醫(yī)藥品物流過(guò)程

2009年，國(guó)務(wù)院出臺(tái)了《物流業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》，醫(yī)藥品物流的發(fā)展是其中的主要任務(wù)之一。由于醫(yī)藥品自身的一些特性，醫(yī)藥品物流系統(tǒng)相比較于其他物流系統(tǒng)而言，對(duì)于逆向物流的管理更為重要。

2.1醫(yī)藥品物流復(fù)雜性高

醫(yī)藥品行業(yè)是一個(gè)集高投入、高技術(shù)、高風(fēng)險(xiǎn)與高回報(bào)等特點(diǎn)于一身的行業(yè)。醫(yī)藥品物流最大的特點(diǎn)就是分類復(fù)雜、品種繁多。醫(yī)藥品行業(yè)分類如表1所示：

表1 醫(yī)藥品行業(yè)分類

 

序號(hào)

標(biāo)志值

類型

1.

按照自身性質(zhì)分

化學(xué)原料藥、化學(xué)藥品、醫(yī)療器械、化學(xué)試劑以及保健品等

2

按照來(lái)源和性狀

中藥材、中藥飲片、中成藥，化學(xué)原料藥及其制劑、抗生素類、生化藥品、血清疫苗、血液制品，放射性藥品等

3

按照溫度分

常溫品種、低溫品種、冷凍品種等

4

按中國(guó)藥品管理制度分

處方藥和非處方藥

5

解碼技術(shù)論文范文第4篇

關(guān)鍵詞:超高頻;射頻識(shí)別;讀寫器

中圖分類號(hào)：TN92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

Research and Design of UHF RFID reader

LI Bao-shan，LI Ge

（Inner Mongolia University of Science and Technology, Inner Mongolia Baotou 014010,China）

Abstract:The system of UHF RFID has the advantages such as storage capacity, read and write speed, recognition distance, and can read or write multiple RFID tags simultaneously, which has been applied widely in many fields. In order to meet market requirements, this paper proposes a design project of a UHF RFID system interrogator based on ARM. In this paper, two aspects of hardware and software design of the interrogator are described, the design gives the structure of interrogator, work processes and the related flow chart of software. The practical results show that the interrogator has the advantages of read and write speed, efficient read-write, recognition distance and so on, which can meet market requirements.

Keywords: RFID; UHF; reader

1引言

超高頻射頻識(shí)別[1]（Radio Frequency Identification，RFID）即無(wú)線射頻識(shí)別技術(shù)，是自動(dòng)識(shí)別技術(shù)的一種，通過(guò)無(wú)線耦合的方式進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)通信，對(duì)目標(biāo)加以識(shí)別并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，不需人工接觸，不需光學(xué)可視即可完成信息輸入和處理，并且操作簡(jiǎn)單快捷，具有廣泛的應(yīng)用前景。

RFID系統(tǒng)按工作頻率可分為低頻、高頻、超高頻、微波四個(gè)頻段。其中，超高頻（UHF） RFID系統(tǒng)具有讀寫距離遠(yuǎn)，同時(shí)識(shí)別多標(biāo)簽，讀寫速度快等優(yōu)點(diǎn)，因此UHF RFID系統(tǒng)使用的場(chǎng)景越來(lái)越多。UHF頻段的RFID產(chǎn)品也逐漸成為這個(gè)行業(yè)的主流產(chǎn)品。

2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及其工作原理

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

基本的RFID系統(tǒng)主要由三部分組成：電子標(biāo)簽（Tag）、讀寫器（Reader）、PC機(jī)或后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，其基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

2.2系統(tǒng)的工作原理

RFID技術(shù)的基本工作原理[2]是利用空間電磁波的耦合或者傳播來(lái)進(jìn)行通信，達(dá)到自動(dòng)識(shí)別被識(shí)別對(duì)象，獲取識(shí)別對(duì)象相關(guān)信息的目的。讀寫器通過(guò)天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)貼有電子標(biāo)簽的物體進(jìn)入無(wú)線識(shí)別系統(tǒng)讀寫器的識(shí)讀范圍時(shí)，其天線將產(chǎn)生感應(yīng)電流，電子標(biāo)簽獲得能量被激活并向讀寫器發(fā)送自身的編碼等信息，讀寫器接收到電子標(biāo)簽發(fā)射回來(lái)的電磁波信號(hào)后，經(jīng)過(guò)處理得到電子標(biāo)簽存儲(chǔ)的代碼等信息，這些信息可以作為物體的特征數(shù)據(jù)被傳送到計(jì)算機(jī)進(jìn)一步處理。

3UHF讀寫器設(shè)計(jì)

3.1讀寫器的結(jié)構(gòu)

UHF讀寫器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2所示。 讀寫器主要由三部分組成：（1）主控部分：本設(shè)計(jì)中，主控部分選用ARM9單片機(jī)；（2）射頻部分：射頻部分又由發(fā)射部分和接收部分兩部分組成，其中發(fā)射部分由調(diào)制器、濾波器和功率放大器組成；接收部分由濾波電路解調(diào)器多級(jí)運(yùn)放和整形電路組成；（3）天線。

3.2工作流程

讀寫器的工作過(guò)程分發(fā)送讀寫命令和接收標(biāo)簽返回信息兩階段，具體如下：

1 ）發(fā)送讀標(biāo)簽命令的工作流程如下:

（1）計(jì)算機(jī)發(fā)送讀標(biāo)簽命令給主控制器，主控制器接收到來(lái)自計(jì)算機(jī)的讀標(biāo)簽信號(hào)，啟動(dòng)讀標(biāo)簽程序，主控制器內(nèi)相應(yīng)的編解碼電路FPGA對(duì)讀標(biāo)簽令進(jìn)行編碼，F(xiàn)PGA將編碼好的基帶信號(hào)送至調(diào)制器; （2）調(diào)制器將基帶信號(hào)與本振信號(hào)混合,將混合信號(hào)調(diào)制到 UHF 頻段；（3）調(diào)制后的高頻信號(hào)被送至功率放大器進(jìn)行放大; （4）放大后的信號(hào)被送入環(huán)形器，環(huán)形器再將高頻信號(hào)送至天線發(fā)射。

2 ）接收標(biāo)簽返回信息的工作流程如下:

（1）標(biāo)簽接收到讀寫器發(fā)來(lái)的信號(hào)，獲得能量被激活，開(kāi)始執(zhí)行讀寫器命令，并將返回的應(yīng)答信息以后向散射調(diào)制方式送至天線；（2）天線將接收到的信號(hào)經(jīng)環(huán)形器送至帶通濾波器濾波；（3）信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波后被送至解調(diào)電路，解調(diào)電路將信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后送至放大電路進(jìn)行放大；放大后的信號(hào)被送至整形電路，形成基帶信號(hào)送至編解碼電路解碼；（4）編解碼電路將基帶信號(hào)進(jìn)行解碼并進(jìn)行CRC校驗(yàn),形成標(biāo)簽信息,傳給 ARM；（5）最后，ARM 將接收的標(biāo)簽信息按照一定規(guī)則傳給計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。

3.3主控部分

主控模塊選擇 ARM為控制芯片 , 該模塊的主要功能就是協(xié)調(diào)系統(tǒng)工作。主要包括控制讀寫器與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)通訊；在啟動(dòng)時(shí)向 FPGA 傳送配置數(shù)據(jù)初始化 FGPA；控制鎖相環(huán)頻率合成器的輸出頻率使其產(chǎn)生系統(tǒng)所需的頻率；控制發(fā)射輸出的功率大?。辉谧x標(biāo)過(guò)程中向 FPGA 傳送讀標(biāo)簽命令從而啟動(dòng)編碼程序和對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解碼；處理標(biāo)簽信息，實(shí)現(xiàn)防沖突功能。

3.4發(fā)射部分

發(fā)射部分的原理圖如圖3所示。發(fā)射部分的工作流程如下:

（1 ）ARM主控制器設(shè)定工作頻率，控制頻率合成器產(chǎn)生載波頻率并送至功率分配器；（2） 編解碼電路將標(biāo)簽命令編碼成基帶信號(hào)送至混頻器；（3 ）混頻器將載波信號(hào)和基帶信號(hào)混合將其調(diào)制到所需頻率,調(diào)制后的高頻送帶通濾波器濾波,然后送至功率放大器進(jìn)行放大，功率大器的放大倍數(shù)由 ARM 根據(jù)需要控制 ;（ 4 ）放大后的信號(hào)經(jīng)環(huán)形器送天線發(fā)射;

3.5接收部分

同樣，標(biāo)簽返回讀寫器的信息，也要由相應(yīng)的接收電路進(jìn)行接收和處理，接收部分的原理圖如圖4所示。接收部分的工作流程如下:

（1 ）環(huán)形器將天線接收到的標(biāo)簽信號(hào)送至帶通濾波器進(jìn)行濾波，濾波后的信號(hào)送至小信號(hào)放大器進(jìn)行放大；（ 2 ）放大后的信號(hào)被送至 90°相移功率分配器，90°相移功率分配器將信號(hào)分成正交的2 路信號(hào)：一路是沒(méi)有相移的信號(hào),另一路是相移 90°的信號(hào)，這 2 路信號(hào)同時(shí)送到2 個(gè)完全相同的解調(diào)電路進(jìn)行解調(diào)；（ 3 ）解調(diào)電路解調(diào)出相對(duì)應(yīng)的中頻 IF 信號(hào)并送入二階LC低通濾波器，濾除殘留的載波；（4）解調(diào)濾波后的信號(hào)通過(guò)差分放大電路，然后被送至電壓比較器；（5） 電壓比較器將放大后完整的解調(diào)信號(hào)電壓與設(shè)定的基準(zhǔn)電壓比較，還原成標(biāo)簽返回信息的基帶信號(hào)，經(jīng)整形后送至編解碼電路解碼處理。

3.6讀寫器軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)控制軟件包括對(duì)讀寫器的初始化、配置控制器和編解碼電路、設(shè)定發(fā)射功率、發(fā)送尋卡命令、防沖突算法實(shí)現(xiàn)、讀卡命令、數(shù)據(jù)處理、與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信等。軟件控制流程如圖 5所示。

4結(jié)束語(yǔ)

超高頻讀寫器對(duì)系統(tǒng)的要求比較高，它要求數(shù)據(jù)傳輸和處理速度快 ,選擇ARM9作為主控制器 ,增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的處理速度的同時(shí)也適應(yīng)不斷增加的 RFID標(biāo)簽和讀寫器之間數(shù)據(jù)傳遞量。另外，選擇ARM9作為控制器其處理速度快，接口資源豐富 ,可擴(kuò)展性強(qiáng)，為以后在實(shí)際應(yīng)用中讀寫器的升級(jí)擴(kuò)展打下良好的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)測(cè)試該讀寫器在同類型產(chǎn)品設(shè)計(jì)中具有一定優(yōu)勢(shì)，各項(xiàng)性能都符合系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

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作者簡(jiǎn)介

解碼技術(shù)論文范文第5篇

【關(guān)鍵詞】電子相冊(cè) STM32單片機(jī) 液晶顯示

1 引言

電子相冊(cè)也叫做數(shù)碼相框，是指可以不借助計(jì)算機(jī)能在LCD 液晶屏上顯示圖片的一種電子產(chǎn)品。電子相冊(cè)結(jié)合了數(shù)字電視技術(shù)、數(shù)字信號(hào)存儲(chǔ)技術(shù)和LCD液晶顯示技術(shù)，即將成為最受歡迎的個(gè)性化數(shù)碼產(chǎn)品之一。電子相冊(cè)繼承了相框的溫情和數(shù)碼的時(shí)尚，給人類的生活帶來(lái)了無(wú)窮的樂(lè)趣。鑒于電子相冊(cè)廣泛的用途，電子相冊(cè)的開(kāi)發(fā)具有重要的意義和市場(chǎng)價(jià)值。雖然目前電子相冊(cè)還沒(méi)能普及，但隨著數(shù)碼照相機(jī)的普及，電子相冊(cè)將成為必不可少的配套產(chǎn)品，它也將會(huì)成為繼電視機(jī)、計(jì)算機(jī)之后人們生活中不可或缺的第三類顯示器件！本文提出了一種基于STM32系列單片機(jī) STM32F103RCT6的低功耗、低成本設(shè)計(jì)方案，該方案電路簡(jiǎn)單，主要依靠軟件實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)功能。而STM32 更是具有價(jià)格低、自身外設(shè)豐富、實(shí)時(shí)性能強(qiáng)、功耗低等特點(diǎn)。因此，進(jìn)行基于STM32平臺(tái)的電子相冊(cè)的設(shè)計(jì)具有重要的實(shí)用價(jià)值和理論意義。

2 硬件電路

本系統(tǒng)采用基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的STM32作為主控制器，外擴(kuò)SD卡、TFT彩屏以及按鍵。STM32主控模塊：主要用來(lái)讀取存儲(chǔ)模塊中的數(shù)據(jù)，并且驅(qū)動(dòng)LCD顯示。液晶顯示模塊：主要用來(lái)顯示BMP、JPG等格式的圖片。存儲(chǔ)模塊：主要用來(lái)存放BMP、JPG等格式的圖片。按鍵模塊：主要用來(lái)對(duì)圖片進(jìn)行翻頁(yè)。

2.1 STM32主控模塊

本設(shè)計(jì)選用的STM32系列單片機(jī) STM32F103RCT6 ，該芯片具有256KB閃存、48KB RAM、8個(gè)定時(shí)器、3個(gè)SPI、5個(gè)串口、1個(gè)FSMC接口以及64個(gè)通用IO口。該芯片是基于ARM Cortex-M3內(nèi)核的嵌入式處理器，其特點(diǎn)是高性能、低功耗、低成本。基于以上優(yōu)點(diǎn)，該設(shè)計(jì)采用此單片機(jī)作為主控芯片。

2.2 顯示模塊

本設(shè)計(jì)采用2.8英寸TFT-LCD屏作為顯示模塊，TFT-LCD即薄膜晶體管液晶顯示器，該顯示屏具有亮度好、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷、對(duì)比度高等特點(diǎn)，在手機(jī)、MP4等產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。該顯示屏采用ILI9341作為控制器，采用16位80并口與外部連接，選用觸摸屏專用芯片XPT2046，可實(shí)現(xiàn)觸摸操作。

2.3 存儲(chǔ)模塊

SD卡（Secure Digital Memory Card）是一種基于半導(dǎo)體快閃記憶器的新一代記憶設(shè)備，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于許多電子產(chǎn)品中。例如數(shù)碼相機(jī)、PDA和多媒體播放器等。SD卡體積小、重量輕，但卻有容量大、數(shù)據(jù)傳輸率快、移動(dòng)靈活以及安全性高等特點(diǎn)。SD卡只能使用3.3V的輸入輸出電平，故控制器一定要能夠支持3.3V電壓。設(shè)計(jì)中使用SPI模式，在SD卡收到復(fù)位信號(hào)，同時(shí)CS為低電平時(shí)啟用SPI模式。在SD卡初始化的時(shí)候，時(shí)鐘周期最大不能超過(guò)400KHZ。

3 系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

該設(shè)計(jì)通過(guò)CPU對(duì)SD卡中的BMP、JPG等格式圖片進(jìn)行處理、讀取，然后以幻燈片的形式在TFT彩屏上顯示出來(lái)，并通過(guò)按鍵控制圖片的切換。該設(shè)計(jì)的總體流程圖如圖1所示。

3.1 SD卡的讀取

常用的文件系統(tǒng)有FAT12/16/32等，F(xiàn)AT12管理8M左右的空間， FAT16管理2G的空間， FAT32管理2TB的空間。由于FAT32采用了更小的簇，這樣就可以更有效的保存數(shù)據(jù)，不會(huì)造成浪費(fèi)。通常SD卡上的數(shù)據(jù)信息由MBR（有的也沒(méi)有MBR）、DBR、FAT、FDT和數(shù)據(jù)區(qū)5個(gè)部分組成。MBR稱為主引導(dǎo)記錄區(qū)， DBR為操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄區(qū)，F(xiàn)AT稱為文件分配表，F(xiàn)DT稱為文件根目錄表。

SD卡在進(jìn)行讀寫操作之前都必須首先對(duì)SD卡進(jìn)行的初始化。初始化SD卡時(shí)，SPI的時(shí)鐘不能太快。在初始化之后，再提高SPI的速率。剛開(kāi)始要先發(fā)送至少74個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，隨后就是寫入兩個(gè)命令CMD0與CMD1，使SD卡進(jìn)入SPI模式。SD卡的讀寫操作是通過(guò)發(fā)送SD卡命令完成的。SPI總線模式支持單塊（CMD24）和多塊（CMD25）寫操作，在需要讀取SD卡中的數(shù)據(jù)時(shí)，執(zhí)行命令字CMD17，首先接收到第一個(gè)響應(yīng)命令字節(jié)（0xFE），接著接收到512個(gè)字節(jié)的SD卡數(shù)據(jù)，最后接收到2個(gè)字節(jié)的CRC驗(yàn)證碼。

3.2 液晶顯示屏的控制

ILI9341液晶控制器的主要使用6個(gè)重要的命令：0XD3，是讀ID4指令，用于讀取LCD控制器的ID；0X36，是存儲(chǔ)訪問(wèn)控制指令，可以控制ILI9341存儲(chǔ)器的讀寫方向；0X2A，是列地址設(shè)置指令，在從左到右，從上到下的掃描方式（默認(rèn)），該指令用于設(shè)置橫坐標(biāo)；0X2B，是頁(yè)地址設(shè)置指令，在從左到右，從上到下的掃描方式（默認(rèn)），該指令用于設(shè)置縱坐標(biāo)；0X2C，是寫GRAM指令，在發(fā)送該指令之后，便可以往LCD的GRAM里面寫入顏色數(shù)據(jù)了，該指令支持連續(xù)寫；0X2E，是讀GRAM指令，用于讀取ILI9341的顯存（GRAM）。

3.3 圖片解碼

我們常用的圖片格式有很多，最常用的有三種：JPEG（或JPG）、BMP和GIF。其中JPEG（或JPG）和BMP是靜態(tài)圖片，而GIF則是可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)圖片。

BMP（全稱Bitmap）是Window操作系統(tǒng)中的標(biāo)準(zhǔn)圖像文件格式。它采用位映射存儲(chǔ)格式，除了圖像深度可選以外，不采用其他任何壓縮，故此，BMP圖片文件占用的空間較大，但是沒(méi)有失真。BMP格式文件存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，圖像的掃描方式是按從左到右、從下到上的順序。對(duì)于BMP格式的圖片，我們采取從SD卡中邊讀取邊解碼顯示的方式進(jìn)行解碼，一般FAT32文件簇的大小都是512字節(jié)，所以我們以簇為單位讀取圖片信息，之后解碼顯示，接著讀取下一簇信息并在液晶上顯示，直到讀完最后一簇，我們的圖片也就解碼顯示完畢

JPEG是Joint Photographic Experts Group（聯(lián)合圖像專家組）的縮寫，同BMP格式不同，JPEG是一種有損壓縮格式，能夠?qū)D像壓縮在很小的儲(chǔ)存空間。JPEG壓縮技術(shù)非常先進(jìn)，它使用有損壓縮方式除去多余的數(shù)據(jù)。而且JPEG是一種靈活的圖像格式，可以調(diào)節(jié)圖像的質(zhì)量，壓縮比率通常可以處于在10∶1到40∶1之間，壓縮率越高，圖像的品質(zhì)越差，反之，圖像品質(zhì)就越高。JPEG格式主要壓縮高頻信息，同時(shí)較好的保留了色彩的信息，它可以支持24bit真彩色，主要適用于互聯(lián)網(wǎng)和連續(xù)色調(diào)的圖像。JPEG的解碼是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程，該設(shè)計(jì)中用到了FATFS的作者提供的一個(gè)的JPG/JPEG解碼庫(kù)：TjpgDec，只需3.5KB的FLASH和3KB的RAM即可實(shí)現(xiàn)JPG/JPEG解碼。JPEG/JPEG圖像文件解碼過(guò)程如下：首先從文件頭開(kāi)始讀出文件的相關(guān)信息；接著從圖像數(shù)據(jù)流中讀取一個(gè)編碼單元（MCU） ，并提取里邊的各個(gè)顏色分量；將顏色分量從數(shù)據(jù)流恢復(fù)成矩陣數(shù)據(jù)；接下來(lái)對(duì)8×8 的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)一步解碼；最后顏色系統(tǒng)YCrCb 向RGB 轉(zhuǎn)換，排列整合各個(gè)MCU 的解碼數(shù)據(jù)。

4 結(jié)論

本論文設(shè)計(jì)了一款基于STM32單片機(jī)的電子相冊(cè)，該設(shè)計(jì)的主控芯片具有256KB閃存和48KB RAM，時(shí)鐘頻率可達(dá)72MHz，并且集成了豐富的片內(nèi)外設(shè)，功耗低，價(jià)格便宜。TFT液晶觸摸屏具有亮度好、對(duì)比度高、層次感強(qiáng)、顏色鮮艷等特點(diǎn)。該系統(tǒng)的硬件電路很簡(jiǎn)單，主要通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)具體的功能，最終設(shè)計(jì)了一款具有價(jià)格便宜，功能齊全，顯示效果良好，模塊化結(jié)構(gòu)的電子相冊(cè)。

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