改进粒子群优化GRU网络的储粮温度预测方法

粮仓温度是判断储粮安全的重要指标,预测储粮温度的变化是储粮安全监测和预警的有效手段。论文提出一种基于门控循环单元的储粮温度预测方法,该方法构建两层GRU网络和全连接层,引入了非线性惯性因子和自适应学习因子的粒子群算法优化神经网络的初始权重,在模型中加入Dropout算法和RMSProp优化器训练网络参数。采用实验仓的传感器数据训练和测试模型,实验结果表明论文提出的IPSO-GRU模型预测值与实际值的均方根误差为0.078,与GRU网络、LSTM网络、BP网络对比误差分别减小13%、16%、74%,论文模型能很好地拟合储粮温度的变化。

基于改进YOLOv4的储粮害虫检测算法

针对储粮害虫检测中害虫目标较小,且存在重叠和遮挡现象,检测难度大的问题,提出了基于改进YOLOv4的储粮害虫检测算法。首先,该算法以多尺度检测的YOLOv4为基础算法,满足了小目标检测的要求;其次,引入K-means算法,对储粮害虫数据集聚类分析,调整先验框大小,加强对储粮害虫目标的检测能力;最后,在YOLOv4主干网络中加入空间金字塔池化结构,增加感受野,增加网络的特征提取能力。实验结果表明,在储粮害虫检测中,论文提出的算法的平均精度均值达到93.99%,与未改进的YOLOv4算法相比提高了4.49%,且检测速度达到了26.36帧/s。与YOLOv3相比,改善了储粮害虫的漏检情况。

基于改进的混合高斯背景模型的运动目标检测

混合高斯模型在应对背景中存在扰动的情况具有优势,而其不足之处主要表现在对光线变化比较敏感和当场景中前景与背景之间发生转换时容易产生较长时间的虚影。针对上述问题,提出一种融合相邻帧差法和背景减法的算法。采用了循环周期和动态更新相结合的背景重建机制,通过运用Matlab对视频图像某个像素点的S值和V值的变化情况分析来体现背景更新和重建的过程,并对背景变化前后分别采用传统算法和改进算法进行对比分析。该改进算法解决了背景模型对光线变化敏感以及容易产生虚影等问题,实验结果表明了算法的有效性和鲁棒性。

基于RA-YOLOv5s的粮仓害虫检测模型

针对粮仓害虫体积较小且个别种类害虫外形相似而难以区分的问题,提出一种RA-YOLOv5s(ResNeXt and Attention-YOLOv5s)粮仓害虫检测模型。先在YOLOv5s的CSP模块支路中分别引入空间注意力机制和通道注意力机制。将主干网络CSP模块中的残差单元修改为ResNeXt残差单元,同时对模型进行轻量化处理,去除重复的残差单元。最后修改颈部网络CSP模块结构,使其与主干网络保持一致。实验结果表明,RA-YOLOv5s相较于其它主流目标检测模型具有更高的害虫检测平均正确率,而且模型更加轻量化。

混合电动汽车电池管理系统设计

目前已存在的电池管理系统相对薄弱,对电池实时工作状态和一些故障很难监控。设计了适用混合电动汽车上动态均衡式的电池管理系统(BMS)。硬件系统采用MC9S12XEP100微控制器(MCU),通过分析电池管理系统的原理和特点,分别进行了上、下位机软件的设计,实现了安时法和Kalman两种剩余电量SOC算法的交互应用,优化了SOC估算,满足了系统估算5%以内的误差要求,实验最终结果误差为3.3%。同时解决了系统硬件掉电问题,实现上位机直接对数据的显示。测试实验表明系统达到了预期的目标。

重叠变换在扩频通信系统抗干扰中的应用

为了抑制扩频通信系统中的窄带干扰 ,提出了利用重叠变换 (LT)进行变换域抗干扰处理 .重叠变换的基函数长度可为子带数的偶数倍 ,对给定的滤波器带宽 ,重叠变换由于对输入信号进行重叠处理 ,故具有比块变换 (BT)更大的阻带衰减性能 .首先把接收信号映射到重叠变换域 ,然后进行变换域滤波 .系统的性能由比特错误率 (BER)来衡量 .结果表明 ,该系统的 BER特性远优于块变换 ,并且系统性能不随干扰频率和干扰带宽的变化而改变 。

基于FlexRay的线控转向系统设计

机械控制难以满足目前汽车电子业对实时性和安全性的要求。为此,提出一个基于FlexRay总线的线控转向系统设计方案,给出转向盘模块、执行器模块及通信网络的结构及软硬件实现方法。通过引入从电子控制单元,减轻主电子控制单元的负荷,从而更好地实现转向控制。实验结果证明,该设计方案满足系统的实时性要求。

汽车发动机电控单元高速CAN通讯模块研制

CAN总线作为一种优秀的现场总线,已经越来越多地应用于汽车电子系统。提出了基于CAN总线的汽车发动机电控单元高速CAN适配模块设计方案,介绍了系统主要硬件结构和软件设计流程。系统硬件测试表明,该系统能对发动机各类参数进行高速实时监测,并且通过对重要参数的修改可以实现对系统的检测和控制功能。实验表明该系统具有通讯速率高和可靠性强等优点,具有广泛的应用前景。

光子晶体掺杂与密集波分复用光通信

采用传输矩阵的方法研究带缺陷的一维光子晶体,缺陷的引入使得原来不透电磁波的禁带中出现了缺陷模。计算表明随缺陷介质的折射率增大到一定值时,光子晶体禁带外的透射带为分立值,掺杂折射率值越大,各透射带越窄、越密,禁带边缘越陡,形成的通道数就越多,整个频带内为多个密集通道的窄带滤波特性的分立透射谱,由此掺杂光子晶体信道间信号串扰受到抑制。

基于连续消除的正方形-菱形运动估计算法

在基于搜索起点预测和正方形-菱形算法(SDS)的基础上,结合连续消除算法(SEA),提出了一种新的运动估计算法:基于连续消除的正方形-菱形运动估计算法(SEA-SDS)。实验结果表明,该算法以比较小的代价取得了与全搜索算法(FS)相当的效果;在搜索次数和精度方面均优于菱形(DS)和正方形-菱形(SDS)快速运动估计算法。

基于分布式技术的VGT和EGR控制研究

提出了1种基于分布式构架的柴油机EFI/VGT/EGR电子控制系统,以满足欧-Ⅳ排放标准的技术配置。采用Mode-Based与MAP-Based相结合的理念,设计了控制策略与算法、制定了控制网络的CAN通信协议。通过对系统进行在环仿真,各子控制单元可按给定的MAP有效运行,整个控制系统能准确反映出模型规定的变量输入输出响应。研究结果表明:采用分布式控制技术,不仅降低了控制系统内部各单元的复杂性,而且有效地提高了系统性能。

主-从电子控制单元柴油机控制系统的开发

提出一种基于2个6缸柴油机电控单元构成主-从电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)的控制系统,实现对12缸电控单体泵机车柴油机控制.主、从ECU具有完全相同的软、硬件结构,由ECU所在控制系统中的物理位置决定其主、从身份,两者具有完全可互换性.阐述了主、从ECU的硬件结构、身份识别逻辑、通信协议以及发动机控制策略,并将设计的系统应用于12V280机车柴油机.实验证明,所提出的控制系统设计合理,各实验工况转速稳定,误差可以控制在0.5%以内.

汽车电控制单元CAN-RS232-USB诊断与通讯模块研制

本文介绍了用于汽车电子控制单元的CAN-RS232-USB诊断与通讯调试模块,解决了汽车电子控制系统诊断工具与通讯调试工具分离的问题。文中给出了硬件电路原理图、系统软件及通讯协议框架。实验表明该模块具有通讯速率高,可靠性和稳定性强等优点,为汽车电子控制单元的研究和开发提供了一个高效率的通讯与调试工具。

基于AVS的快速亚像素运动估计算法

数字音视频编解码标准(AVS)采用了可变大小块以及1/4像素精度的运动估计技术以提高编码效率。针对视频编码中运动估计计算量大的问题,提出一种改进的亚像素快速搜索算法,该算法采用分象限预测策略,并通过阈值判断提前结束搜索。该算法可以有效地减少亚像素搜索点数,与AVS参考软件中的亚像素全搜索算法相比较,该算法在保证图像质量和编码效率的同时,亚像素搜索点数减少50%～81.25%,编码时间节省了25.36%～34.51%。

基于起点预测的改进十字形搜索算法

运动估计是视频压缩算法中最为耗时的模块,运动估计的速度和质量在很大程度上决定了视频压缩的速度和质量。而运动估计中除了运动搜索算法,起点的预测也不可或缺。本文首先设计一种改进十字形运动搜索算法(M CS),然后提出一种之相匹配的运动预测算法,并将预测器的数量减少为两个,根据自适应的阈值法来决定预测后采取的动作——是直接中止还是进入不同的十字模板进行搜索。实验表明,通过这一系列的改进,进一步加强了M CS算法的优势。

射频识别的仓储信息采集及管理系统设计

射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是一种非接触式的自动识别技术。它利用无线电磁波传输数据,并可根据不同的场景使用低频、高频、超高频、微波等不同的频率,发挥它们各自的优点,实现信息快速采集的目的,此外RFID标签还具有不怕脏污与可重复使用等优点,RFID技术应用越来越广泛。本文根据仓储管理信息模型,设计了基于RFID技术的仓储管理系统,并对其子系统进行详细分析,根据实际的仓储环境确定阅读器、天线以及射频标签的选用原则。通过在仓储管理中引入RFID技术,解决原有仓库盘点工作作业量大,周期长,效率低下等不足,最后达到简化作业流程、改善盘点质量、降低运作成本的效果。测试表明本系统既提高了仓储信息的精度,又实现了仓储管理的实时自动化,非常适合应用于中小型仓库的仓储管理。

OSEK车用嵌入式系统报警器模块的设计与实现

OSEK是欧洲汽车行业提出的用于汽车电子行业的实时操作系统的国际标准,基于该规范的汽车应用软件具有良好的可靠性和可移植性,能满足汽车仪表、汽车控制系统等多种开发的需求;对OSEK标准中的报警器模块实现的难点给出了详细说明,采取提高时间响应特性算法保证了系统的实时性,在此基础上开发出了符合OSEK标准的报警器模块,最后使用基于飞思卡尔MC9S12DP256B的16位芯片的电控单元开发板的硬件测试平台对开发出的报警器模块进行测试,测试表明设计的报警器模块完全达到了OSEK标准中对报警器模块的设计要求。

基于物联网的粮情监控系统中入侵检测研究

在基于物联网的粮情监控系统中,传统入侵检测方法很难准确实时地从海量数据提取特征信息来识别网络攻击,使系统容易遭受安全问题,从而破坏数据的完整性,因此,提出一种基于深度信念网络的交替决策树入侵检测(DBNADT)方法。该方法利用深度信念网络进行无监督地特征学习,通过预训练将原始数据特征降维,利用权值微调算法获得数据的最优低维表示;然后采用交替决策树分类器对各种异常网络入侵数据进行识别。结果表明,DBN-ADT方法在攻击行为的识别准确率上比支持向量机(SVM)和逻辑回归(LR)分别提高了7.24%和8.25%,在检测时间上分别缩短了约1/2和2/5。DBN-ADT方法具有更高的检测准确率和实时性。

数字通信系统中的符号时钟恢复技术

在数字通信系统中,由于有高斯噪声和多径的影响,接收信号产生损失,从而导致时钟信号的提取更加困难,而时钟信号的不准确性会降低整个系统的性能。本文我们给出一种改进的时钟恢复算法原理,算法主要包含简单有效的插值滤波模块,改进的Gardener算法和快速收敛的PLL。该算法可以适用于宽带无线通信系统中的数字接收机中,采用该算法的数字接收系统已经用FPGA验证通过。

基于准线性模型的柴油机电子调速仿真和实验研究

为了更好研究柴油机动态调速工作过程,在实验的基础上,采用MATLAB/S imu link仿真平台和FuzzyLogic Toolbox工具箱建立柴油机准线性控制模型,采用增量型PID和自适应模糊PID对此模型进行控制仿真,分析油门突变和负荷突变时不同控制算法对转速稳定性的控制效果,综合各自算法的优缺点指导了实际控制软件的编写。发动机台架实验测试结果表明,发动机稳态调速率小于2.500/,符合各类常规动力设备的调速要求,并实现对LR6105Q型柴油机的全程调速和两极调速的功能,达到了与发动机匹配主机的动力特性要求。