一种基于组合混沌的无线体域网加密方案

针对目前无线人体局域网(wireless body area network, WBAN)安全方案存在复杂度高、功耗大、实用性差等缺陷,提出了一种满足WBAN高安全性、低功耗需求的组合混沌流加密方案。该算法包括三种量化精度,首先通过tent映射对logistic映射的轨道进行干扰产生混沌序列,然后结合均衡性和自相关性良好的m序列生成密钥流,最后与明文进行异或运算生成密文。使用Verilog硬件描述语言对该算法进行建模,在现场可编程门阵列(field programmable gate array, FPGA)上实现了板级验证。通过标准灰度图像进行安全性测试,密图信息熵达到7.999 4,相邻像素相关系数接近0。结果表明,相较于现有算法,该算法密文图像相关性更好、信息熵更高。

悬浮式潮流能发电装置的设计

潮流能发电是海洋能利用的一种形式,即直接利用涨落潮水的水流冲击水轮机叶片从而带动电机进行发电。本文以现有研究成果为参考,开发一种全新结构的悬浮式潮流能发电装置。该悬浮式潮流能发电装置可以根据潮流的流向自动调整其在海水中的姿态,使得水轮机叶片旋转平面总与潮流方向垂直,从而提高了发电效率;同时,通过对压载水舱的压力控制实现发电装置漂浮与悬浮的姿态调整,这有利于机组的运输与维护,以节省成本。

基于蓝牙的手部外骨骼体感同步控制设计

现如今,中国人均寿命普遍增长,老年人群体逐渐扩大,2021年已增长到2.1亿。快速老龄化容易导致更多人群出现脑部疾病或关节老化,而对上肢康复服务的需求不断增大。目前,主要的治疗方法如:服用神经营养药,针灸按摩等,能在一定程度上缓解症状,但想要完全恢复还需要加强肌肉的主动和被动活动,促进肌肉抗力,拉力和压应力的恢复。这就需要通过康复训练来完成。为解决上述问题,本项目基于Arduino系统设计构建了一种基于蓝牙的外骨骼手控制系统,可以通过蓝牙HC-05来连接外骨骼手,从而完成腕部旋转,手指运动,抓取物体等生活常用功能。并增加体感遥控设计,通过手的动作直接控制外骨骼手,增加患者主动康复训练的意愿。通过蒙特卡洛法在Matlab中对该外骨骼收进行空间上的仿真,验证了本设计能有效地辅助康复患者的手指运动,能够完成日常生活用品的抓取。通过理论推导与体感手部外骨骼实验数据表明该控制系统设计合理,能够在后续该机械手的临床实验中,提高康复患者的训练质量,在手康复训练中起到积极的作用。

基于跃变电流控制微网蓄电池出力的设计

本文提出了一种新型的控制微电网蓄电池出力的技术方案。该方案的原理是利用跃变电流值估计微电网中有功缺额,将所得到的有功缺额作为储能的PQ控制参考量,实时调整储能输出,保证微电网供需平衡。根据理论分析设计了一条功率估计的技术路线,重点阐述了相电流的采样周期设置问题,最后设计了控制系统的电气检测原理图。

分析IIR滤波器值域与精度的高效算法

值域与精度分析是高级综合的重要步骤.虽然过去已提出了不少方法试图解决这两个问题,但针对无限冲击响应滤波器(Infinite Impulse Response,IIR)来说,这些方法要么过高估计数值要么无法处理任意阶的反馈电路.对于给定输入值范围与误差界限的IIR滤波器,我们提出了一个高效的启发式算法来解决值域与精度分析.该算法能用于优化整数和分数的比特宽度分配,获得优化的电路面积.实验结果证明了所提出的算法具有快速收敛性与鲁棒性,由于高阶IIR滤波器能分解为低阶结构的滤波器,因此该算法能高效的处理任意阶IIR滤波器.

基于氧烛供氧的“奋斗者”号载人舱内一氧化碳浓度分析

“奋斗者”号全海深载人潜水器使用氧烛作为应急情况下的供氧手段,期间3名乘员在载人舱内生存。氧烛是一种化学产氧手段,受工作原理所限,其产氧过程中有可能会产生微量CO,人体自身新陈代谢时亦会有CO排出。一氧化碳是一种毒性很强的有害气体,出于安全性考虑,有必要对氧烛供氧条件下载人密闭空间内一氧化碳浓度进行评估,确认其是否处于安全范围。为此,“奋斗者”号进行了一系列试验,对氧烛供氧条件下载人密闭空间内的一氧化碳浓度进行测量。本文对这些试验进行介绍,对试验的结果进行分析并给出结论。

不对称还原制备光学纯(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的双酶共表达重组菌的构建

克隆了来自于枯草芽孢杆菌的羰基还原酶基因IolS和葡萄糖脱氢酶基因GDH,采用Ni-NTA镍亲和层析柱对重组蛋白IolS进行纯化,并对纯酶进行了酶学性质研究.结果表明,该羰基还原酶的最适温度和pH值分别为30oC和6.0;在40oC以下具有较好的热稳定性;在pH5.57.0的偏酸性范围内能保持75%以上的酶活.采用三种策略构建了IolS和GDH的共表达重组质粒,结果发现,采用双启动子的重组质粒能够实现羰基还原酶IolS的高效表达,粗酶液中的IolS和GDH的比酶活均达到1.5U/mg.运用该重组菌对10g/L的OPBE进行不对称还原,反应15h后,底物转化率大于99%,产物(R)-2-羟基-4-苯基丁酸乙酯的ee值达到99.5%.

某通信机房的温度场及气流组织研究

随着网络通信技术快速的发展,数据通信机房也面临升级及改造。现代数据通信机房的能量密度更大、故障应急要求更高、节能指标需求更强烈。针对以上需求,需要对通信机房的温度场及气流组织进行详细的评估,以制定在经济和工程上合理的节能及故障处理方案。本文以典型的通信机房为研究对象,利用CFD软件模拟温度场及气流组织分布,并模拟了空调故障后的机房情况,给出了在工程上合理的节能解决方案,对类似机房的节能方案设计的思路有一定参考意义。

小型科考船PTO/PTI改造研究

小型科考船一般都为单机单桨,存在失去动力隐患。本文首先对船舶PTO与PTI模式进行了综述,针对经典配置的单机单桨科考船推进系统冗余性改造提出了三种方案,论证了增加PTO/PTI电机辅助推进方案的先进性。对PTO/PTI电机的四种启动方式进行了论证,并概括了各自的优缺点。最后对PTO/PTI改造中涉及到的动力系统、电气系统的改造进行了分析和概括。

新型双体自动保洁船的设计与水动力学研究

设计了一种双体自动保洁船,从总体布置、系统组成介绍了整船的设计思路,对该船的快速性与操纵性这两个关键水动力问题进行了分析.基于RANS方程结合Level-Set处理非线性自由面,应用动态重叠网格和六自由度运动耦合方法,完成了快速性与操纵性数值试验.根据计算得到的航速与有效功率关系,得到了经济航速,选定了电动推进挂机功率.最后,计算得出了在经济航速下回转性能的主要参数及其动态变化过程.

浅谈船舶CFD中的网格划分

网格生成是计算流体力学研究与应用的先决条件,同时网格划分是一项耗时的工作。近年来,非结构网格受到推崇。本文首先介绍了非结构网格与结构网格的发展与优缺点,然后重点介绍了结构网格的发展方向。对于多层附体的情况,提出了全局结构重叠与局部非结构嵌入相结合的方法,并论述了船舶与航空中非结构网格使用的不同情况,指出本文所提倡的方法更适用于船舶的水动力学研究。最后,总结了本文提出方法的优越性与研究过程中可能遇到的瓶颈。

基于组合混沌的多精度流加密方案

混沌加密具有算法简单、高效和安全的特点。计算机系统中有限精度效应导致混沌动力学退化,降低了系统的安全性。对此,提出了Logistic映射与Tent映射组合的新的混沌伪随机序列发生器,通过组合混沌克服了单个系统迭代有限长度之后序列出现周期性的问题。系统可以保留浮点与定点等不同的有效精度,根据明文重要性选择不同加密强度。提出了将谱熵值应用于定点混沌动力学退化分析。定点单混沌序列无法通过NIST测试,定点32精度下的组合混沌序列则可以,说明通过给组合混沌添加随机扰动可以提高序列的随机性,系统的安全性测试结果表明,所提出的加密方案具有良好的安全性。

NIRS数据样本选择与预处理方法综述

近红外光谱(near infrared spectroscopy,NIRS)作为一种科学分析的手段,在食品、农业、化工等领域用途很广。通过光谱仪或者分光测度计获取的光谱数据的维度很高、数据量庞大。为了消除冗余信息,便于提取特征作分析研究,在进行建模之前,需要对原始光谱数据进行样本选择和预处理。处理样本数据的方法有很多,因而综述了近十年来国内外近红外光谱分析方法中样本选择和预处理的常用方法,对NIRS的各个领域的方法以及应用进行归纳和分析,并总结了每种方法的优缺点及其适用范围,便于指导实际研究。

基于SAC算法的机械臂控制方法与分析

机械臂作为一种常见的自动化设备,关于其控制算法的研究,一直是相关领域的热点。本文结合目前比较热门的人工智能理论,将强化学习方法引入到机械臂控制中,提出一种基于Soft Actor-Critic Algorithms算法的控制策略,以更好地解决三维空间下多轴机械臂的轨迹规划问题。利于CoppeliaSim平台,搭建仿真环境,选择UR5机械臂作为实验对象,进行了多组对比实验。结果表明:基于策略熵最大化的SAC算法,提高了训练样本利用率,保证了学习结果的最优。在用于三维空间中多轴机械臂控制任务时,不仅可以克服传统控制算法存在的模型依赖性高,规划精度低的不足,并且相比一般强化学习算法,具有更快的学习效率和更高的稳定性,轨迹也更为平滑,具有很好的实用价值。

屯兰矿12407工作面瓦斯综合治理技术应用与研究

随着煤矿不断开拓延伸,以及机械化开采强度的不断加大,矿井瓦斯涌出量也随之增加,高浓度瓦斯积聚不仅制约着矿井采掘速度,而且很容易发生重大煤矿瓦斯爆炸事故,严重影响着煤矿安全高效生产。而采用单一的瓦斯抽采技术,瓦斯治理效果相对较差,对此西山煤电集团屯兰矿通风区通过技术研究,决定对12407工作面涌出瓦斯采用"本煤层上下立体式抽采+上隅角后部抽采+工作面U型风排瓦斯"的方法进行综合治理,实践证明采用该方法进行瓦斯治理,取得了显著成效。

屯兰煤矿北三盘区设计及通风系统优化

屯兰煤矿属煤与瓦斯突出矿井,矿井北三盘区设计和通风系统布置,必须统筹考虑生产接续、瓦斯治理,确保各生产系统合理、通风系统稳定可靠。本文以屯兰矿为例,阐述了矿井北三盘区基本设计,盘区内通风系统进行优化设计思路和做法,以及取得的效果,具有一定的推广借鉴意义。

轧钢机械设备故障诊断与安全运转的关系分析

社会经济的发展推动了冶金企业的发展,而冶金企业技术的发展对轧钢机械设备的安全性和设备有了更高的要求,如果不能及时发现并解决轧钢机械设备在现实工作状态下存在的问题,可能会造成重大的生产事故,不利于设备的安全运行,还有可能直接对相关工作人员造成生命以及财产的威胁,所以对轧钢机械设备的故障诊断与安全运转的关系进行研究和分析,从而提高轧钢机械设备运行的安全性,进一步促进企业安全生产。

CDMA蜂窝移动通信系统在无线接入中的应用

介绍了IS 95CDMA蜂窝移动通信系统关键技术 ,提出了将其应用于无线接入系统时系统关键技术可作的改进及简化 ,并讨论了采用CDMA技术支持慢速移动与固定用户的无线本地环路的技术实现。

基于体域网的急救智能可穿戴系统的研究现状与进展

随着电子医务的兴起,身体局域网(Wireless Body Area Network,WBAN;中文简称:体域网)技术引起了国际上的极大关注。体域网可实现自然状态下获取人体生命体征参数,并支持临床诊疗、急救救援救治、健康信息服务等应用。本文介绍了体域网概念及体域网的电子医疗架构;总结了体域网的优点:在低数据速率场景下,体域网的系统功耗远低于其他无线通信标准,提供了更多医疗设备专用频段(500 MHz至5 GHZ)的选择,从而降低不同通信之间的干扰问题;提出体域网的瓶颈及热点:传感器节点的超低功耗要求与有限算力的硬件资源限制问题及体域网传感器节点中数据安全保护问题;并分析了体域网在急救场景的应用;总结及预测了体域网在急救领域研究的热点:超低功耗芯片、可穿戴式无线节点、智能医疗终端、健康与监护仪器等器件与设备的研制。