木材孔洞缺陷聲振檢測系統(tǒng)的研究開發(fā).pdf

1、我國森林資源總量不足，分布不均，而且由于天然林保護工程的實施，使得木材資源短缺的問題日益嚴峻，國內(nèi)的需求量卻與日俱增，供求矛盾日益顯現(xiàn)，加上我國對于木材的綜合利用率較低，極大地制約了國民經(jīng)濟的發(fā)展。因此合理利用森林木材資源，提高其利用率十分重要，而木材缺陷無損檢測正是提高木材利用率的重要舉措之一。聲振法以操作簡單、低成本、對木材無損傷的特點在木材缺陷無損檢測中逐漸受到重視。隨著FPGA技術(shù)的不斷發(fā)展，F(xiàn)PGA以其高性能、低功耗的特點逐漸

2、應用到聲振系統(tǒng)的開發(fā)中。因此本文基于FPGA對木材缺陷聲振檢測系統(tǒng)進行了研究和開發(fā)。
　　本文首先研究分析了現(xiàn)有的木材缺陷聲振檢測系統(tǒng)的優(yōu)點與不足，根據(jù)聲波信號采集理論、FPGA設(shè)計方法及低功耗系統(tǒng)設(shè)計理論及方式、信號傳輸方式以及上位機處理算法等內(nèi)容，分析系統(tǒng)需求，提出木材缺陷聲振檢測系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)與工作流程。
　　其次以萊迪思FPGA芯片iCE40HX1K為核心，同時選用低功耗的音頻編解碼芯片WM8731、USB轉(zhuǎn)換芯片F(xiàn)

3、T2232H等器件，在Altium Designer中完成了系統(tǒng)各個模塊電路原理圖設(shè)計和PCB制板，包括電源模塊、程序下載模塊、聲波信號采集模塊以及USB通信模塊等。然后根據(jù)萊迪思FPGA的開發(fā)流程，在iCE40 cube2開發(fā)環(huán)境中完成系統(tǒng)各個模塊的接口設(shè)計和Verilog HDL硬件描述，其中包括全局復位設(shè)計、WM8731驅(qū)動控制器設(shè)計及一些數(shù)據(jù)處理如串并轉(zhuǎn)換、閾值判斷、數(shù)據(jù)截取等，以及對系統(tǒng)進行了升級改進，提高了采樣頻率和增加了采