基于SerialLite Ⅱ协议的磁共振采集数据传输系统设计

磁共振成像(MRI)是一种无创检测人体内部结构的技术,随着接收通道数量增多,产生的采集数据量越来越大,给快速成像带来了巨大的挑战。文中设计一种基于SerialLite Ⅱ协议的磁共振采集数据传输系统。系统功能主要由FPGA实现,分为数据缓存模块和数据传输模块两类,数据缓存模块基于双缓存区和状态机控制的乒乓操作,有效地解决了因数据量大而带来的读写冲突问题;数据传输模块基于FPGA建立SerialLite Ⅱ数据传输链路,实现了采集数据的光纤传输。通过仿真和实验验证了系统功能的正确性,表明其能够实现磁共振采集数据的高速稳定传输。

考虑信息泄露影响的光纤传感网络传输数据安全导入方法

为了提高对光纤传感网络传输数据安全传输能力,提出基于信息泄漏加密传输的光纤传感网络传输数据安全导入方法。采用离散混沌时间序列同步调制方法实现对光纤传感网络传输数据导入过程中调制编码处理,根据混沌随机编码特性实现对光纤传感网络传输数据过程中的同步输出稳定性调节和自主随机编码,构建光纤传感网络信息传输泄漏抑制的加密密钥,通过Logistics映射实现对光纤传感网络传输数据导入过程中的信息泄漏加密重传,根据光纤传感网络传输数据的混合敏感密钥表征和算术编码,实现信息泄漏控制和数据安全导入。实验结果表明,采用该方法进行光纤传感网络传输数据导入的加密性能较好,其光纤传感网络传输数据已加密比特序列的识别率为98%,误码率仅为2.7∗10-9%,抗泄漏能力达到了0.970,并且导入后的数据完整度达到了0.996,说明该方法具备了较强的加密效果、抗泄漏能力,实现数据的安全导入和加密传输。

基于PCIe总线的主从CPU数据传输系统设计与实现

电力系统保护自动化设备存在多CPU板卡间高速数据传输和存储需求,介绍了一种基于PCIe总线接口实现的主从CPU数据传输系统。采用飞腾FT2000/4处理器为核心构建硬件系统,通过嵌入式Linux操作系统、PCIe设备驱动和应用程序部署软件系统,主CPU侧负责数据采集和处理,从CPU侧通过PCIe总线读取数据完成传输和存储功能。测试情况表明,该方案实现的系统稳定可靠,能够有效地满足高速传输、实时存储的应用业务需求,具有较高的工程应用价值。

基于混沌序列和AES算法的数据库外层数据传输同步加密方法

为保障数据库外层数据的安全传输,提出一种基于混沌序列和AES算法的数据库外层数据传输同步加密方法。该方法结合AES算法的加密安全性和混沌序列的加密速度优势,通过加密代理服务器和应用服务器对数据库外层数据进行处理,利用混沌序列logistic映射参数初始化、混沌序列二进制量化、AES动态加密和尾端处理实现数据库外层数据传输同步加密。实验结果表明,该方法能够成功地对文本和图像数据进行加密和隐藏,同时提高加密效率,并兼顾了数据的安全性和传输效率。

面向无线网络数据安全的非对称加密传输方法

针对无线网络数据安全传输时延较长的问题,提出一种基于矩阵计算的数据开放隐私泄露评估方法。设计基于小波变换算法的无噪声数据传输通道,获取用户信息并计算网络传输数据泄露风险;依托于非对称加密技术中典型的RSA算法,设计一个密钥生成器,分别获取数据传输相关的加密秘钥、解密秘钥;基于DFT-S-OFDM模型,完成无线网络数据加密信号的高效发送与接收。实验结果表明:该方法的数据加密传输时延保持在2ms以下,平均时延约为1.02ms,数据加密传输时延降低了76.55%、88.37%。

变拓扑结构下无线网络节点数据同态加密传输算法设计

由于无线网络在传输过程中,节点拓扑结构处于变化过程中,很容易被攻击,导致网络在数据传输过程中,被恶意攻击发生数据泄露。提出基于同态加密的无线网络节点数据安全传输算法。利用信道损耗模型确定无线网络的变化拓扑结构。通过遍历网络节点规划出数据的最优动态传输路径。在按照规划路径进行数据传输的过程中,设计一种同态加密算法对传感数据加密,实现无线网络节点数据的安全传输。实验结果表明:在不同类型的网络攻击下,设计数据传输技术的丢包率仅0.6%,证实了该技术可以保障无线网络节点数据的传输安全。

基于AES算法和混沌映射的嵌入式终端数据传输并行加密方法

传统嵌入式终端数据传输并行加密方法易受到数据传输迭代过程中暂态特性的影响,加密后数据信息丢失量较大,加密效果不佳。为了减少加密后的信息丢失量,提升加密安全性,提出基于高级加密标准算法和混沌映射的嵌入式终端数据传输并行加密方法。根据嵌入式系统中数据的属性分布情况,对其进行编码设计,基于混沌映射原理,对数据进行初级加密,并对传输数据进行整合,求取其状态矩阵,以消除数据传输迭代过程中暂态的影响,以此为依据,采用AES算法,对数据进行轮钥加密,由此实现数据传输并行加密。对比实验结果显示,所提方法能够为数据提供一个安全且稳定的传输空间,加密后的信息丢失量很小。

一种低轨星载数据传输天线的设计

针对卫星星座互联网的建设需求,设计了一种低轨星载数据传输天线。低轨星载数据传输天线由反射器、座架机构、驱动控制系统组成,分别进行了介绍。反射器采用正馈环焦形式。座架机构为X-Y构型,具备过顶跟踪通信能力。驱动控制系统采用冷备份设计,提高系统可靠性。低轨星载数据传输天线性能指标满足要求,工作稳定可靠。

基于区块链的无线通信数据安全传输方法

常规的无线通信数据安全传输方法主要使用同态特性Paillier密码进行混合传输编码,易受无线终端信息群组划分影响,导致数据加密隐写度较低。因此,本文基于区块链设计一种全新的无线通信数据安全传输方法,即根据对称/公钥加密优点生成了无线通信数据安全传输协议,利用区块链技术设计了无线通信数据安全传输共识算法,从而完成了无线通信数据安全传输。实验结果表明,本文设计的无线通信数据区块链安全传输方法的数据加密隐写度较高,证明设计的数据安全传输方法的传输效果较好,具有可靠性,有一定的应用价值,为降低无线通信数据传输风险作出了一定的贡献。

塑闪探测器读出系统的高速串行数据传输模块设计

针对塑闪探测器读出系统对高速串行数据传输的需求,本文设计了一种基于FPGA的高速串行数据传输模块,旨在实现塑闪探测器读出系统的高效数据传输。该模块采用串行/解串(Serializer/Deserializer,SerDes)器件TLK2711,构建全双工点对点的串行通信协议,逻辑设计涵盖了控制模块、发送模块、接收模块以及发送/接收FIFO等。在FPGA平台上实现后,通过ModelSim进行仿真验证该模块在链路同步、数据帧传输和链路管理的表现。完成仿真后进行上板验证,实现了2.5 Gb/s的高速串行传输速率和小于10-12的误码率。这一设计显著提升了数据传输性能,为塑闪探测器读出系统的精确性和稳定性提供支持。

无人机能耗与数据传输速率部署优化

针对灾害场景下的多无人机协同部署问题,提出一种基于遗传-拟牛顿算法的无人机节能部署与数据传输优化方法。首先提取无人机信道、路径损耗、连通率和覆盖率特征,将多无人机协同部署问题抽象为连通率、覆盖率问题。然后,使用排序组选择操作、随机权重交叉操作以及非一致性变异算子改进遗传算法,结合改进搜索方向和迭代步长的BFGS算法,进一步提出IGA-BFGS算法,该算法在全局和局部上都能得到较好的优化效果,提高求解效率和精度。最后,根据不同环境下需要救援的地面用户的信道特性和离散系数,动态调整无人机基站的发射功率和高度,提高了无人机基站的功耗效率,增加了无人机基站的使用时间,实现了无人机基站的节能部署。仿真结果表明,设计的方法能够有效实现无人机节能部署与数据传输优化。

北斗短报文通信在油田数据传输中的应用与探索

北斗三号短报文通信技术具有终端集成度高、成本低、安装方便、可实现点对多点通信、保密性高等特点,且不受地形、地貌、空间距离的限制,适合油田边远井、预探井、单罐井等位处沙漠腹地、无人值守的应用场景。通过对北斗短报文通信特性的分析,结合油田数据传输要求,总结RTU和LoRa数据采集网关两种应用场景下开展实践测试的情况,验证了北斗通信系统在油田现场进行数据传输的可行性,为类似应用场景提供了参考借鉴。

基于QFSK调制的DC-DC变换器功率/数据复合传输方法

传统电力线通信方案的硬件设计较为复杂。DC-DC变换器具有发送数据的潜能,可进行功率/数据复合传输。文中提出一种基于四进制频移键控(QFSK)调制的电力电子开关调制方案,通过调制开关频率将数据信息嵌入原始脉宽调制(PWM)信号中,使得电压纹波携带数据的频率特征;再通过基于滑动离散傅里叶变换的解调方案实现数据接收,最终实现功率/数据的同步传输。首先,证明了PWM信号与电压纹波频率一致的关系;然后,给出数据调制与解调的方案;以负载突变工况为例,通过对Buck变换器建模,分析功率变换暂态过程对通信的干扰影响;最后,搭建由两个Buck变换器组成的实验平台,验证了所提方案可实现20 kbit/s的通信速率;并以光伏优化器为应用背景,验证了所提方案的有效性。

结构监测无线传感网络数据传输优化方法

针对结构监测无线传感网络数据传输策略优化问题,本文提出一种综合考虑持久、稳定和及时的数据传输优化方法。结合结构监测无线传感网络需求和无线数据传输原理,建立了结构监测无线传感网络数据传输性能评价模型,提出了求解最优数据传输策略的协同飞行萤火虫算法,采用数值算例进行了验证。研究结果表明:本文建立的数据传输性能评价模型能够全面描述结构监测无线传感网络的延续性、可靠性和实时性;本文提出的优化求解方法的计算效率和解的质量提升均超过50%;获得的数据传输策略既能最大化网络寿命,又可最小化数据丢失和传输延迟。可为结构监测无线传感网络配置提供依据。

无线激光功率计数据采集传输模块设计

为实现远程激光功率的测量并保证数据传输的安全性,设计了一种非联网的无线激光功率计数据采集传输模块。该模块由三个部分组成:STM32数据采集模块、无线RS485透传模块和Qt上位机软件。其中STM32数据采集模块将探测器采集的电压模拟信号转换为数字信号,无线RS485透传模块负责STM32数据采集模块与PC端的数据通信,Qt上位机程序处理接收的数据并显示实时激光功率曲线。验证实验结果表明,在1 km传输距离下,该模块成功采集到完整的激光功率曲线,数据传输出错率为0。该模块实现了远距离、高速率的功率数据采集和传输功能,为后期无线激光功率计的研制工作奠定了基础。

基于联合功率量/载波调制的DC-DC变换器功率/数据复合传输方法

DC-DC变换器可以同时进行功率变换和数据传输。针对较低通信速率限制功率/数据复合传输(power/data multiplexing transmission,PDMT)应用的难题,提出一种联合功率量/载波调制(joint power/carrier modulation,JPCM)的新方案。与传统二进制PDMT方案不同,JPCM同时对功率量/载波进行2FSK调制,实现两种数据并行传输,可以看作一种四进制FSK,有效提高通信速率。相较于传统四进制PDMT方案,JPCM方案解调环节所需带通滤波器数目可减少一半,且软件开销更低。首先,证明PDMT在理论上的可行性;然后,根据4种不同电压纹波频率配置不同码元,并设计了包含高低数据位调制的JPCM和基于滑动傅里叶变换的数据解调方案;此外,重点分析输出参考电压突变对通信的影响,动态调整阈值可有效抑制误码;最后,搭建一个由2个Buck变换器并联的实验装置,实验结果表明在稳态、负载突变和输出参考电压突变的工况下,JPCM方案均能实现20 kb/s的通信速率,验证了该方案的有效性。

基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统设计

目前的网络通信安全数据传输系统稳定性较差,导致通信质量下降。为了解决上述问题,设计基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统。通过加密模块、解密模块实现网络通信数据加密和解密处理,采用HMAC算法对身份认证模块字段的含义进行延伸,利用逻辑发生器减少外来伪造信息的攻击。获取Logistic映射和Chebyshev映射的迭代初值和控制参数,将其作为HMAC算法的序列值,保证消息的传播安全性和不可逆转性,以此实现网络通信安全数据传输。实验结果表明,基于HMAC算法的网络通信安全数据传输系统的传输稳定性高达99%,通信质量较好。

基于ZigBee技术的电力大数据可视化通信传输系统设计

电力大数据量的急剧增加,使通信传输网络产生了较大的传输功耗。为此,设计基于ZigBee技术的电力大数据可视化通信传输系统,以优化电力大数据通信传输效果。根据电力大数据传输需求,引入ZigBee技术搭建可视化通信传输网络架构。制定电力大数据传输机制,基于通信强度可视化处理通信传输节点关系,采用覆盖栅格算法计算每个节点范围内的电力大数据指标。通过指标数值可视化呈现电力大数据的通信传输情况,实现电力大数据的可视化通信传输。实验数据显示,设计系统应用后,通信传输速率最大值为470 MB/s,信传输功耗最小值为26 dBm,证实了设计系统应用性能更佳。

基于DWC PCIE Core的数据传输系统设计

在铁路信号系统中,为有效减少铁路信号系统设备CPU资源占用率,设计一种基于DWC PCIE Core的数据发送与接收系统。该系统采用内嵌ARM Cortex-A9双核的FPGA开发板套件,利用FPGA的灵活性和可扩展性,采用可配置的PCIE硬核IP模块以及以太网硬核IP模块。该系统主要介绍Host PC与FPGA之间基于PCIE 2.0的DMA数据传输以及FPGA之间基于GMAC的以太网数据传输,通过PCIe总线、以太网基于DMA模块实现数据高速可靠传输。

基于边缘计算的智能油田数据传输控制系统设计

为了确保智能油田数据的稳定传输,提出一种基于边缘计算的智能油田数据传输控制系统。设计系统硬件架构,其由监测中心单元、传输单元、基本层单元以及传输控制单元构成。完成硬件设计后,通过边缘计算在系统内选择合适的边缘数据聚合节点,同时对其它智能油田数据的聚合位置和上传路径优化处理,确定数据传输控制方案,最终实现智能油田数据传输控制。实验结果表明,该系统数据丢失率最大为2%,平均延时为750 ms,运行内存占有率3%-18%,CPU占有率27%-33%,可以有效对智能油田数据传输展开控制,全面提升数据传输性能。