基于嵌入式的ZigBee无线条码扫描仪系统的设计

通过对传统条码扫描仪的改造,设计一种ZIGBEE无线通信技术的条码扫描仪.测量系统由CMOS图像传感器和嵌入式S3C2410处理器构成.利用ZIGBEE无线节点传输的方式,代替传统的有线和无线芯片传输技术,保证了条码图像数据准确可靠的传输.并通过嵌入式操作系统LINUX在MCU上的移植,成功地构建了一个实用的无线条码扫描多任务实时系统.系统在空阔地,每个ZIGBEE节点可以实现可靠传输50m.

一种通用的嵌入式操作系统内存保护设计

详细介绍了一种基于分页机制的嵌入式操作系统内存保护技术,主要对应用程序和操作系统内核的域进行保护,该设计简单,且具有通用性,能适用不同体系结构的CPU,也能在现有操作系统中使用,最后用示例简单介绍了移植方法。

基于相似度的光照鲁棒性肤色检测

为增强基于相似度的肤色检测算法对较亮或较暗肤色点的鲁棒性,提出在算法检测后采用随亮度动态变化的色度阈值对较亮或较暗的非肤色点进行再次判定,并将符合阈值判定的非肤色点重设为肤色点的方法。实验拟合出肤色在较亮或较暗情况下的色度均值函数及标准差函数,给出色度阈值的表示形式。测试结果表明,对于较亮或较暗肤色点,改进算法具有更高的正检率,表现出更强的稳定性。

基于ARM7网络型汽车防盗系统的研制

对流行的各类常规防盗装置的不足进行了分析,研究并成功试制了一种新型嵌入式汽车防盗系统。系统基于ARM的S3C44B0X微处理器进行开发,提高了系统的稳定性和可扩展性,利用GPRS的网络优势达到远程控制的目的,且具备汽车报警系统现有的其他功能,可靠地实现防盗控制功能。

基于AD7656的旋变角度测量设计

介绍了旋转变压器功能和特点以及应用的背景,为了求出旋转变压器的角度位置信号,采用高精度电压采集芯片AD7656,通过测量旋转变压器的两路路输出电压和一路激励电压,计算其电压的比值,提出了一种求解旋变角度的反正切算法;重点介绍了模数转换芯片AD7656以及其硬件设计电路,和求解反正切函数的具体的算法流程图,该算法具有简单,可靠的特点;实验结果表明该系统设计合理,简单,可靠,旋变角度测量算法能够满足一般要求,对出现的误差结果进行了分析,为下次研究工作做了准备。

基于构件的ARM嵌入式实验平台设计

为解决嵌入式系统教学实验平台以培养软件编程能力为主的缺点,文章提出了基于构件的嵌入式实验平台的设计方案。它不仅可以让学生进行软件编程的实验,还可以让学生进行硬件电路设计实验,培养学生的硬件设计能力。

基于卡尔曼融合的激光雷达特征匹配方法

针对现有激光雷达特征匹配算法线段特征匹配定位不够准确的问题,提出了一种基于卡尔曼融合的激光雷达特征匹配算法。首先扫描一帧雷达数据,利用改进的激光雷达线段特征提取方法,提取出特征线段,得到局部地图。接着确定局部地图旋转、平移参数,再将局部与全局地图进行匹配,根据相对偏差得到匹配结果。然后基于卡尔曼,利用IMU数据作下一时刻的预测估计,利用激光雷达匹配结果作观测,两者融合得到最优估计。实验结果表明该方法相对现有特征匹配算法在特征线段的匹配准确性上更高,因此定位导航的精度和鲁棒性也更好。

基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议

针对大规模无线传感器网络(WSN)中由于簇首节点分布不合理而导致节点消耗能量过快的问题,设计了一种基于非均匀分簇的无线传感器网络分层路由协议(HRPNC)。HRPNC结合低功耗自适应集簇分层型协议(LEACH)中的分簇思想,并在分层的基础上对能量均衡的无线传感器网络非均匀分簇路由协议(DEBUC)中竞争半径的算法进行改进,即通过分层机制及竞争机制选取簇首,使簇首节点分布更加合理,有效均衡节点的能量消耗。在Matlab上进行的仿真实验中,HRPNC在生存周期上较LEACH协议与DEBUC协议分别提高了约500轮、300轮;HRPNC的节点平均剩余能量高于LEACH协议与DEBUC协议,节点能量的消耗在生存周期间基本保持较低且平稳的能量消耗;HRPNC较LEACH协议与DEBUC协议在数据包传输总量上分别提高了约300%、130%;在不同仿真环境下,HRPNC的丢包率均比LEACH协议和DEBUC协议低。实验结果表明,HRPNC不仅能有效延长网络的生存周期,提高数据的传输数量与网络的稳定性,并且能有效降低数据传输的丢包率。

基于STM32F4的电机控制系统设计

为改善步进电机堵转、失步、超步等问题,提高步进精度,使步进电机能够快速准确定位,提出基于STM32F4微控制器的步进电机控制系统设计;通过改变PWM输出定时器的预分频值控制电机转速,直线阶梯形升降速算法实现调速;采用DMA方式控制电机脉冲数量,实现位置精确控制;实验以及实际应用情况表明,阶梯形升降速算法以及DMA方式位置控制算法能够满足一般要求,系统误差为±0.0l度;系统精确度高、性能可靠、扩展性强,具有较高的应用价值。

基于LEACH协议的无线传感器网络密钥管理路由方案

针对无线传感器网络中节点易受攻击从而导致密钥泄露的问题,本文提出了一种基于LEACH协议的无线传感器网络密钥管理路由方案。该方案以LEACH协议为基础,引入管理节点来负责密钥的预分发、成对密钥的建立和密钥的更新,同时结合密钥池的生成,利用哈希函数和三元多项式函数来完成密钥的加密和成对密钥的建立,保证了无线传感器网络的畅通性和安全性。仿真结果表明,该方案有效地提高了无线传感器网络的抗毁性,延长了网络的生命周期。

基于内存与文件共享机制的Spark I/O性能优化

通过对Spark采用的弹性分布式数据集及任务调度等关键技术进行分析,发现数据处理I/O时间是影响Spark计算性能的主要瓶颈。为此,研究Spark合并文件运行模式,该模式能够减少缓存文件数量,提高Spark的I/O效率,但存在内存开销较高的缺点。在此基础上,给出改进的Spark Shuffle过程,即通过设计一种使每个Mapper只生成一个缓存文件的运行模式,并且每个Mapper共享同一个内存缓冲区,从而提高I/O效率和减少内存开销。仿真结果表明,与Spark默认模式相比,该运行模式宽依赖计算过程的I/O时间缩短42.9%,可有效提高内存利用率和Spark平台运算效率。

萤火虫算法优化神经网络的无线传感器网络数据融合

为了降低无线传感器网络中收集数据的冗余性,提高网络的生存周期,并且针对无线传感器网络数据融合算法中使用单层BP神经网络与SOFM神经网络收敛慢、易出现局部最优解的缺点,设计了一种萤火虫算法优化神经网络的无线传感器网络数据融合的策略FA-BPNN。首先,每个簇首节点接收该簇内感知节点监测到的数据,并根据相关性,提取相关的特征数据;然后,依据萤火虫算法优化BP神经网络进行数据融合;最后,通过仿真实验对其可行性进行测试。仿真结果表明,FA-BPNN算法提高了网络数据融合的效率,减少了网络的能量消耗,延长了网络的生命周期。

Zig Bee无线网络协议层在Linux系统中的构建

Zig Bee是基于IEEE 802.15.4的低速低耗电的无线网络技术,在目前广泛使用的开放式Linux操作系统上开发使用,首先,应解决ZigBee无线协议在Linux系统中的移植,而其移植的主要技术在于无线网络协议层在Linux系统中的构建。在深入研究IEEE80.15.4/ZigBee网络协议层工作机制和Linux网络子系统协议基础上,设计Linux-Zig Bee网络协议层,分析Zig Bee网络层实现的关键技术。最终,提出在Linux系统中实现Linux-Zig Bee无线网络结构的可靠框架,并进行分析。

基于嵌入式的无线条码扫描仪系统的设计

传统有线条码扫描仪受数据线长度的影响,而市场上的无线条码扫描仪无线通信距离一般在30～100 m范围内,在使用范围和用途上造成一些限制.提出一种基于嵌入式的无线扫描系统的设计,其最大无线通信距离为800 m.该设计采用Philips公司的LPC2142 ARM嵌入式芯片和ADI公司的ADF7020无线收发芯片.LPC2142接收条码扫描仪采集的数据并进行处理,ADF7020完成无线数据发送接收.

一种基于音频内容的NDCT域脆弱音频水印算法

针对音频信号内容完整性鉴定的需要,提出基于音频内容的非均匀离散余弦变换的脆弱音频水印算法。算法中水印通过量化音频三级小波近似分量的平均值而产生,并对三级小波近似系数做非均匀离散余弦变换NDCT,将生成的水印通过量化的方法嵌入到NDCT域第2个系数(即首个交流系数)上。非均匀离散余弦变换的频率采样点由密钥控制的混沌产生,提高了水印系统的安全。仿真实验表明:提出的算法对MP3有损压缩、滤波、重采样、量化等信号处理操作十分敏感,对恶意的替换操作等非同步攻击能够报警并能做出篡改定位。

光照鲁棒性较强的肤色检测算法

针对人脸肤色检测效果受光照影响较大的不足,提出了一种稳定性好的肤色检测算法。首先根据人脸左右对称的特性,采用像素修正算法将人脸区域上的过亮或过暗像素点替换为正常亮度下的像素点;然后采用一种根据像素点亮度的不同动态地确定色度阈值的自适应方法进行肤色检测。实验结果表明,相比YCbCr单高斯模型肤色检测等算法,所提算法在强弱不同的光照情况下提高的正检率超过了10%,误检率降低了5%,而且稳定性明显增强。

基于重心的抗同步攻击的音频水印算法

抗同步攻击是音频水印领域公开的难题.相对重心是音频的一个稳定的全局特征量,对TSM(Time scale modification)等同步攻击不敏感.本文提出一种基于相对重心的抗同步攻击的音频水印算法,提出的算法通过量化音频的相对重心生成水印,生成的水印由混沌序列加密后以量化的方法嵌入载体音频三级小波近似分量均值中.为了降低同步攻击后同步位置的连续偏移,水印嵌入提取过程采用了均匀分帧的方法.实验结果表明提出的算法能抵抗常规信号处理操作,同时能抵抗20%的TSM操作(包含音调不变TSM和重采样操作)和1/10的抖动操作,有很好的鲁棒性.

构造嵌入式系统软件的构件模型研究

目前嵌入式系统软件开发方法不利于嵌入式系统的发展,如何将高级的构件技术应用到嵌入式系统软件开发中,以便快速灵活高效地设计系统,已成为其发展的关键。文章提出了一个基于构件的构造模型,它包括一个通用的、轻便的核心构件库,构件可在运行时动态装入,是可替换的。模型引入了构件框架概念,允许在部署时和运行时不同阶段进行重配置系统,有效缩短嵌入式系统软件开发周期。

基于STM32的雷达信号跟踪控制系统设计

雷达信号跟踪控制系统是航空测控系统的重要组成部分,主要作用是对航空器进行探测定位跟踪;为了保证航空器运行过程中,天线能够实时地对准行航空器,保证通讯的稳定性和实时性,设计了一种基于STM32的雷达信号跟踪控制系统;雷达信号跟踪控制系统采用了STM32F407IG控制芯片作为信号跟踪控制系统的处理器;通过处理来自四相调制接收机的方位差电压ΔA信号和俯仰差电压ΔE信号,决定需要的控制动作;为了保证方位差电压ΔA信号和俯仰差电压ΔE信号的可靠性,设计实现了信号的硬件校正以及软件滤波;使用PWM脉冲功能控制步进电机转动,利用驱动器实现电机运动精度和速度的可控;采用高精度高速率的模数转换器提高差电压信号数字化的可靠性和实时性;采用旋转变压器实时反馈运动位置,形成闭环控制,保证运动的可靠性;通过软硬件的反复调试和测试,接收机输出的方位差电压ΔA和俯仰差电压ΔE电平保持在比较低的范围内,并且通讯长时间正常稳定,证明了雷达信号跟踪控制系统实现了对航空器的跟踪控制功能。

基于ARM嵌入式系统实验平台的研制

为解决嵌入式系统教学实验平台主要以培养软件编程能力为主的缺点,提出了基于ARM的实验平台在设计时采用一些外围接口电路分离设计的技术。他不仅可以让学生进行软件编程的实验,还可以让学生进行简单硬件电路设计实验,培养他们的硬件设计能力。实验平台便于学生完整学习32位嵌入式系统开发过程,掌握当前实际应用的主流技术。