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一種基于STM32和PPG技術(shù)的腕戴式心率計(jì)設(shè)計(jì)[嵌入式技術(shù)][醫(yī)療電子]

基于STM32和反射式光電容積脈搏波(PPG)技術(shù)設(shè)計(jì)了一種具有抗運(yùn)動(dòng)干擾特性的腕戴式心率計(jì)。由STM32產(chǎn)生的PWM波控制紅外光源的開通或關(guān)閉。光電傳感器采集到光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后經(jīng)過(guò)I/V轉(zhuǎn)換和信號(hào)放大及濾波電路，送入STM32作進(jìn)一步處理，通過(guò)藍(lán)牙4.0可以方便地將測(cè)得的心率參數(shù)發(fā)送到液晶屏上顯示。采用LMS自適應(yīng)濾波算法濾除PPG信號(hào)中運(yùn)動(dòng)干擾噪聲。實(shí)驗(yàn)表明，該心率計(jì)在人體處于不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)（靜止、行走及跑步）下都有很高的測(cè)量準(zhǔn)確率。

發(fā)表于：11/14/2016

PTTC：無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)分簇算法[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

分簇是延長(zhǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)壽命的有效技術(shù)。為此，提出了基于Prim的樹簇拓?fù)涞臒o(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)分簇PTTC算法。PTTC算法首先推導(dǎo)最優(yōu)的簇?cái)?shù)，再計(jì)算節(jié)點(diǎn)被選為簇頭的平均概率。然后，結(jié)合節(jié)點(diǎn)的剩余能量以及被選為簇頭的頻率數(shù)選擇簇頭，最后利用Prim算法建立樹，節(jié)點(diǎn)依據(jù)樹傳輸數(shù)據(jù)，進(jìn)而提高能量利用率，擴(kuò)延網(wǎng)絡(luò)壽命。仿真結(jié)果表明，提出的PTTC算法平衡了節(jié)點(diǎn)間的能量消耗，有效地延長(zhǎng)了網(wǎng)絡(luò)壽命。

發(fā)表于：11/14/2016

自適應(yīng)選擇gossiping概率的多跳網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)廣播[通信與網(wǎng)絡(luò)][通信網(wǎng)絡(luò)]

移動(dòng)Ad Hoc無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)在廣播報(bào)文信息時(shí)占用大量的網(wǎng)絡(luò)資源，且廣播信息的能量開銷較大。為了解決這些問(wèn)題，提出一種基于自適應(yīng)選擇gossiping概率的多跳網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)廣播協(xié)議。該協(xié)議首先基于網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)密度分布情況及節(jié)點(diǎn)平均鄰居數(shù)量來(lái)定義gossiping概率，減少?gòu)V播信息的開銷，再為自適應(yīng)gossiping概率加入選擇能力，從候選鄰居節(jié)點(diǎn)中排除會(huì)帶來(lái)傳輸中斷情況的節(jié)點(diǎn)，避免能量損失。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明，該協(xié)議相比較gossiping路由協(xié)議、傳輸感知的機(jī)會(huì)Ad Hoc路由協(xié)議和輕量級(jí)的移動(dòng)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)主動(dòng)源路由協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)總能耗分別減少了32.5%、14.6%和2.1%，并且在降低數(shù)據(jù)包丟失率和減少數(shù)據(jù)包傳輸延遲上表現(xiàn)出較好的效果。

發(fā)表于：11/14/2016

基于ARM與FPGA的便攜式GNSS信號(hào)采集回放系統(tǒng)設(shè)計(jì)[嵌入式技術(shù)][智能交通]

設(shè)計(jì)了一種基于ARM與FPGA的便攜式GNSS導(dǎo)航信號(hào)采集回放系統(tǒng)。該系統(tǒng)可采集復(fù)雜情況下的導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)，并且增益可控，為導(dǎo)航接收機(jī)測(cè)試提供了特定的信號(hào)源。系統(tǒng)將導(dǎo)航衛(wèi)星信號(hào)經(jīng)射頻電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字中頻信號(hào)，通過(guò)FPGA處理后保存至SATA硬盤。ARM處理器作為監(jiān)控端發(fā)送指令至FPGA，控制FPGA進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與回放，同時(shí)接收監(jiān)控接收機(jī)串口發(fā)送的報(bào)文，提取載噪比信息，并繪制載噪比柱狀圖。該系統(tǒng)ARM端基于嵌入式Linux系統(tǒng)開發(fā)，采用Qt4設(shè)計(jì)用戶圖形界面，可擴(kuò)展及可移植性強(qiáng)，為系統(tǒng)的后續(xù)開發(fā)提供了保障。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該系統(tǒng)信號(hào)質(zhì)量滿足要求，ARM監(jiān)控端數(shù)據(jù)處理時(shí)間在200 ms～500 ms之間，實(shí)時(shí)性良好。

發(fā)表于：11/12/2016

硬件友好型合成指紋鑒別算法的研究[嵌入式技術(shù)][數(shù)據(jù)中心]

合成指紋是一種新出現(xiàn)的偽造指紋，對(duì)自動(dòng)指紋識(shí)別系統(tǒng)(AFIS)的安全性造成巨大威脅。針對(duì)合成指紋提出了一種硬件友好型的鑒別算法。通過(guò)對(duì)真實(shí)和合成指紋圖像的灰度均值、方差因子以及Harris角點(diǎn)數(shù)目因子的提取構(gòu)建特征向量,得到基于多項(xiàng)式核函數(shù)支持向量機(jī)的智能計(jì)算模型，成功鑒別出合成指紋。以硬件友好的思路進(jìn)行算法構(gòu)架，充分發(fā)揮電路執(zhí)行速度快的優(yōu)勢(shì)。經(jīng)Qsys平臺(tái)上的驗(yàn)證，可在18 ms內(nèi)完成對(duì)一幅指紋圖像的鑒別，相比傳統(tǒng)軟件方式極大地縮短了時(shí)間，鑒別準(zhǔn)確率可達(dá)97%以上。

發(fā)表于：11/12/2016

一種適用于動(dòng)態(tài)拓?fù)渥兓母倪M(jìn)型TDMA協(xié)議[通信與網(wǎng)絡(luò)][數(shù)據(jù)中心]

針對(duì)戰(zhàn)術(shù)通信Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)快速動(dòng)態(tài)組網(wǎng)的要求，在經(jīng)典USAP協(xié)議基礎(chǔ)上，提出了一種適用于動(dòng)態(tài)拓?fù)渥兓腅-USAP協(xié)議。該協(xié)議采用分布式時(shí)隙分配思想，通過(guò)增加幀結(jié)構(gòu)中控制時(shí)隙的個(gè)數(shù)，減小控制信息交互周期，可對(duì)動(dòng)態(tài)拓?fù)渥兓鞒隹焖俜磻?yīng)。分析和仿真表明，改進(jìn)后協(xié)議在靜態(tài)拓?fù)錀l件下能夠減小網(wǎng)絡(luò)組建時(shí)間，使節(jié)點(diǎn)快速入網(wǎng)；在動(dòng)態(tài)拓?fù)錀l件下，具有比原有USAP協(xié)議更好的吞吐量和時(shí)延性能，可以更好地應(yīng)對(duì)Ad Hoc網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化。

發(fā)表于：11/12/2016

基于不同冗余結(jié)構(gòu)的PLC系統(tǒng)可靠性與可用性研究[嵌入式技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

冗余PLC是提高工業(yè)控制系統(tǒng)可靠性的重要手段，作為一種有效的容錯(cuò)技術(shù)已在諸多領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，而在實(shí)際應(yīng)用中，如何依據(jù)應(yīng)用環(huán)境選擇合適的冗余結(jié)構(gòu)卻是面臨的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題?；诳煽啃曰A(chǔ)理論，分析了單系統(tǒng)、2單元并聯(lián)冗余系統(tǒng)、3取2表決冗余及2乘2取2冗余PLC系統(tǒng)的可靠性及平均故障時(shí)間（MTBF），并對(duì)比了不同冗余結(jié)構(gòu)可靠度及MTBF隨單元故障率的變化關(guān)系，同時(shí)分析了典型冗余結(jié)構(gòu)PLC系統(tǒng)的可用性。研究成果為實(shí)際應(yīng)用環(huán)境中冗余結(jié)構(gòu)的選擇提供了有效依據(jù)。

發(fā)表于：11/12/2016

基于單片機(jī)控制的旋轉(zhuǎn)倒立擺建模分析與系統(tǒng)設(shè)計(jì)[嵌入式技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

旋轉(zhuǎn)倒立擺結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但控制系統(tǒng)較為復(fù)雜。介紹了旋轉(zhuǎn)倒立擺的結(jié)構(gòu)原理，運(yùn)用分析力學(xué)中的Lagrange方程建立了旋轉(zhuǎn)倒立擺的線性數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出其公式及較為準(zhǔn)確的狀態(tài)方程描述，分析了旋轉(zhuǎn)倒立擺的不穩(wěn)定性和可控性。設(shè)計(jì)了控制系統(tǒng)硬件電路及軟件程序編寫，對(duì)系統(tǒng)整個(gè)控制過(guò)程進(jìn)行了數(shù)據(jù)采集、圖形展示，分析了擺桿從自然下垂到擺起180°實(shí)現(xiàn)倒立的整個(gè)過(guò)程。系統(tǒng)采用離散PID調(diào)節(jié)算法進(jìn)行控制，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，融入卡爾曼濾波算法濾除可能出現(xiàn)的干擾信號(hào)，保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

發(fā)表于：11/12/2016

基于Monte Carlo仿真的降低光譜散射方法比較研究[測(cè)試測(cè)量][工業(yè)自動(dòng)化]

散射是影響光譜分析與檢測(cè)技術(shù)精度的主要因素，使光譜分析的基本線性定律——朗伯比爾定律不再成立?；贛onte Carlo仿真對(duì)3種常用的降低光散射的方法進(jìn)行比較分析，即偏振差法、附加吸收劑法和空間濾波法。3種方法都是通過(guò)提取出弱散射光，線性化光強(qiáng)衰減度與吸收系數(shù)關(guān)系。提出線性度可以由透射光的光程方差判斷。弱散射光的光程更短，光程均值更接近介質(zhì)厚度，光程方差更低，但是光強(qiáng)也更弱。對(duì)3種方法在不同散射系數(shù)的透射光時(shí)間響應(yīng)、光強(qiáng)衰減度與吸收系數(shù)關(guān)系、光程方差以及光強(qiáng)進(jìn)行比較，表明偏振差法相比其他兩種方法效果更佳。

發(fā)表于：11/11/2016

一種基于組件的風(fēng)洞通用測(cè)控平臺(tái)設(shè)計(jì)[嵌入式技術(shù)][航空航天]

為了提高風(fēng)洞測(cè)控系統(tǒng)及其軟件的可擴(kuò)展性和重用性，縮短軟件開發(fā)周期，從風(fēng)洞測(cè)控系統(tǒng)的特性與需求出發(fā)，綜述了風(fēng)洞測(cè)控軟件通用化的現(xiàn)狀，并基于面向?qū)ο笏枷牒拖到y(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)理念，提出了組件化風(fēng)洞測(cè)控軟件平臺(tái)的層次結(jié)構(gòu)，分析了用戶定制層和功能實(shí)現(xiàn)層的組件劃分、組件通信模式/接口和組件封裝，討論了基于組件的風(fēng)洞測(cè)控平臺(tái)原型系統(tǒng)設(shè)計(jì)，為風(fēng)洞測(cè)控系統(tǒng)軟件的進(jìn)一步通用化提供了一種思路和方法。

發(fā)表于：11/11/2016

高速視覺在線檢測(cè)系統(tǒng)的軟件抗干擾方法[MEMS|傳感技術(shù)][工業(yè)自動(dòng)化]

機(jī)器視覺在線檢測(cè)是建立在計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理基礎(chǔ)上的一門新興的檢測(cè)技術(shù)，它通過(guò)攝像機(jī)采集到被測(cè)目標(biāo)的圖像，再通過(guò)圖像處理技術(shù)獲得被測(cè)對(duì)象的一些可描述參數(shù)，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行解析和判斷，最終應(yīng)用于實(shí)際檢測(cè)、測(cè)量和控制，具有非接觸、測(cè)量精度高、適用范圍廣和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。針對(duì)現(xiàn)有的多攝像機(jī)多線程高速視覺在線檢測(cè)的場(chǎng)合所遇到的由系統(tǒng)本身、負(fù)載差異和用戶操作所帶來(lái)干擾問(wèn)題，提出了一種高速視覺在線檢測(cè)系統(tǒng)的軟件抗干擾方法。最終實(shí)驗(yàn)表明，此方法使得高速視覺在線檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)速度提高了70%，為高速視覺在線檢測(cè)系統(tǒng)的高速、穩(wěn)定運(yùn)行提供了保障。

發(fā)表于：11/11/2016

基于脈沖星脈沖信號(hào)的航天器導(dǎo)航系統(tǒng)[嵌入式技術(shù)][航空航天]

脈沖星是具有107—109T強(qiáng)磁場(chǎng)的快速自轉(zhuǎn)中子星，會(huì)不斷地發(fā)出周期性電脈沖信號(hào)。通過(guò)識(shí)別脈沖輪廓可以實(shí)現(xiàn)航天器的定位和姿態(tài)調(diào)整。將采集到的光子到達(dá)時(shí)刻的TDC數(shù)據(jù)通過(guò)USB傳送到上位機(jī)進(jìn)行脈沖輪廓還原得到光子到達(dá)時(shí)間(TOA)。利用西安光學(xué)精密機(jī)械研究所的X射線地面模擬系統(tǒng)產(chǎn)生B0531星系進(jìn)行測(cè)試，得到的脈沖輪廓與在NASA下載的B0531星數(shù)據(jù)的脈沖輪廓相似度達(dá)到95.38%。

發(fā)表于：11/11/2016

基于圖像識(shí)別的無(wú)鍵盤電子鎖設(shè)計(jì)[嵌入式技術(shù)][安防電子]

鎖一直是人們生活的必需品，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對(duì)鎖的安全及方便性提出了更高的要求。應(yīng)用ARM技術(shù)結(jié)合圖像識(shí)別設(shè)計(jì)了一種電子鎖，該鎖通過(guò)攝像頭采集密鑰信息，控制器解碼信息并對(duì)密鑰進(jìn)行驗(yàn)證。系統(tǒng)部件少，硬件依賴性低，可移植性高，易于使用，并能不斷更新解鎖方式。

發(fā)表于：11/10/2016

一種基于TMS320C6A8168的FPGA動(dòng)態(tài)配置方法[嵌入式技術(shù)][通信網(wǎng)絡(luò)]

針對(duì)基帶處理系統(tǒng)中FPGA傳統(tǒng)上電配置中存在的速度和靈活性等問(wèn)題，提出一種基于TMS320C6A8168 的SD卡和網(wǎng)口動(dòng)態(tài)加載FPGA配置文件的方案。該方案以含有4片F(xiàn)PGA和1片C6A8168 ARM處理器所組成的嵌入式系統(tǒng)作為平臺(tái)，通過(guò)修改U-boot中的代碼使得基帶系統(tǒng)上電運(yùn)行U-boot時(shí)能夠選擇性地加載PC中FPGA的配置文件，從而使FPGA完成相應(yīng)的物理層算法及硬件加速。有效實(shí)現(xiàn)了對(duì)FPGA的配置，提高了FPGA系統(tǒng)配置的靈活性，在基帶處理系統(tǒng)中有很好的應(yīng)用前景。

發(fā)表于：11/10/2016

基于SystemVerilog語(yǔ)言的像素cache驗(yàn)證平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)[可編程邏輯][信息安全]

以SystemVerilog為基礎(chǔ)，對(duì)自主研發(fā)的GPU“螢火蟲2號(hào)”中像素cache部分搭建可重用的驗(yàn)證平臺(tái)。該平臺(tái)可以自動(dòng)完成整個(gè)驗(yàn)證過(guò)程，并將驗(yàn)證結(jié)果打印到Linux終端和文件當(dāng)中，方便程序員檢查驗(yàn)證結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該驗(yàn)證平臺(tái)對(duì)像素cache的功能驗(yàn)證覆蓋率可以達(dá)到100%，并且具有良好的可重用性，能夠全面、正確地完成RTL級(jí)功能驗(yàn)證，有效地提高了驗(yàn)證的效率和質(zhì)量。

發(fā)表于：11/10/2016