2010年第03期-《电子技术应用》杂志

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2010年第03期

刊出日期：2010-03-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

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嵌入式技术

掌脉图像采集系统设计

作者：苑玮琦，万文博

作者单位：沈阳工业大学视觉检测技术研究所，辽宁沈阳110178

摘要：设计并实现了一种以TMS320DM6437 DSP和视频解码芯片TVP5146为核心的掌脉图像采集系统。系统使用850 nm和960 nm双波长近红外光源，在光照强度恒定的条件下，通过重复设置TVP5146的光亮度和亮度对比度等寄存器，利用手形图像可以间接地精确定位出掌脉图像的有效区域。该系统可以脱离通用计算机的束缚方便地应用于现场。

关键词：
DSP

手掌静脉

图像采集

近红外光

TVP5146

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基于FPGA的数字图像水印实时嵌入系统的设计与实现

作者：刘国贺，李玉惠，李勃，赖华

作者单位：昆明理工大学信息工程与自动化学院，云南昆明650051

摘要：数字水印技术作为版权保护及真实性认证的重要手段越来越受到人们的关注。通常采用软件方法实现水印算法,但这种方法的实时性和安全性都不够理想。本文设计的硬件平台由Atlera公司提供的EP2C70F896C6型号的FPGA芯片和CMOS摄像头组成，该平台采用Verilog HDL 硬件描述语言实现DCT2算法及IDCT2算法，同时采用FIFO技术解决了系统各部分的时序问题。实验结果表明：对不同光线强度下采集到的图像均可实现水印的盲检测，并对篡改有良好的定位能力。

关键词：
FPGA

数字水印

FIFO

盲检测

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有害动物智能声防系统中音频控制子系统的研制

作者：蔺通，赵伟，黄松岭

作者单位：清华大学电机系电力系统国家重点实验室，北京100084

摘要：在简要介绍农作物有害动物智能化声防系统原理基础上，阐述了基于“单片机+硬件解码”和“ARM微处理器+软件解码”两种方案设计实现的该声防系统中的音频控制子系统，并对实现方案的技术性能及研发成本等进行了比较。

关键词：
音频设备

声防

单片机

ARM微处理器

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基于LPC2362带GPS功能汽车行驶记录仪的开发

作者：汪春华，刘全周，王文扬

作者单位：中国汽车技术研究中心汽车工程研究院，天津300162

摘要：针对汽车行驶记录仪应用的实际需求，在汽车行驶记录仪功能基础上增加GPS和CAN模块，扩展汽车行驶记录仪功能，实现行车路线监控和实时油耗测量，推动运营实体安装汽车行驶记录仪的积极性，提高运营车辆道路运输安全性。

关键词：
车载通信导航

汽车行驶记录仪

GPS

CAN

ARM7

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基于STM32的脉冲变极性弧焊控制系统设计

作者：牛永1，曾周末1，宋永伦2

作者单位：1.天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072；2.北京工业大学机械工程与应用电子技术学院，北京100024

摘要：采用基于Cortex-M3核的微控制器STM32F103CBT6设计了脉冲变极性弧焊控制系统。该系统利用片内的高级定时器实现了快速脉冲切换，以及脉冲频率、起始时间、占空比的大范围调节；利用定时器间的协同工作，完成了光谱触发信号的精确延时。同时实现了运行过程中对系统电压的测量、监控、传输以及参数输入、显示、存储等功能，并简述了软件开发方法。

关键词：
微控制器

STM32

Cortex

变极性

弧焊

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基于ARM9的智能联合收割机模糊控制系统

作者：赵建波，秦云，夏武，赵德安

作者单位：江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江 212013

摘要：根据国内外联合收割机控制技术的研究发展现状，设计了一种基于ARM9+μC/OS-Ⅱ的智能联合收割机模糊控制系统，并进行了该系统的软硬件设计。采用模糊控制算法，并通过ARM9嵌入式处理器加以实现，较好地解决了控制系统的非线性、时变性、滞后性等问题。

关键词：
ARM9

μCOS-

模糊控制算法

联合收割机

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集成电路应用

基于FPGA的动态目标跟踪系统设计

作者：吴长江，赵不贿，郑博，于小燕

作者单位：江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013

摘要：为了解决基于PC机的视频动态目标跟踪实时性瓶颈问题，设计出一种基于FPGA的动态目标跟踪系统。设计遵循图像处理金字塔模型，针对低层和中层算法简单、数据量大且存在一定并行性等特点采用FPGA硬件实现，而高层较复杂算法使用Nios II软核进行C语言编程。整个设计采用Verilog-HDL对算法完成建模与实现，并在QUARTUS II上进行了综合、布线等工作，最后以Altera公司的DE2开发板为硬件平台实现了整个系统。

关键词：
FPGA

视觉跟踪

Verilog-HDL

动态目标

NiosII

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基于AD9789的DVB-C调制系统的实现

作者：张淑慧，刘志军，韩庆喜，王小群

作者单位：山东大学信息科学与工程学院，山东济南250100

摘要：设计了一个基于AD9789和低功耗FPGA Spartan-6的DVB-C调制系统。介绍了AD9789的基本结构、参数配置以及系统实现方式，给出了系统射频输出信号的实测结果，其性能指标符合国家标准。

关键词：
DVB-C调制系统

AD9789

Spartan-6

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应用RFID技术实现医用植入装置的通信

作者：洪峰，陈昭祥，李平

作者单位：中国科学院声学研究所医用声学实验室，北京100190

摘要：典型的医用植入装置由体外部分和植入体两部分组成，二者之间通过射频载波传输能量和信息，这与广泛应用的射频识别技术非常相似。本文分析研究了它们在技术和应用层面的特点，提出了一种基于商用RFID技术及其器件实现的医用植入装置双向通信的设计，对于具体实现过程中的关键技术、必要的技术裁剪和技术扩展进行了较为详细的介绍。

关键词：
射频识别

医用植入装置

通信

TMS320VC5502

MLX90121

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基于AS3990/AS3991的超高频RFID读写器的设计

作者：谭海燕1，崔如春1，肖志良2，王雨杰2，卢永坚2

作者单位：1.佛山科学技术学院，广东佛山528000；2.佛山市安讯智能科技有限公司，广东佛山528000

摘要：介绍了超高频RFID读写专用芯片AS3990/AS3991的主要功能与特点，以及采用这款芯片设计读写器的整体方案。分析了在兼容ISO18000-6A/B协议的工作模式下，对解码、校验电路处理速度的最低要求；介绍了直接采用MCU进行解码、校验的方法，并为设计读写器选取合适的MCU提供了依据。

关键词：
RFIDNFC

解码

超高频

RFID

LPC2142

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一种单电源供电的十位双积分AD转换器

作者：孙杰，龚敏，陈昶，邬齐荣

作者单位：四川大学物理科学与技术学院微电子技术重点实验室，四川成都610064

摘要：设计了一种改进的双积分A/D转换器，通过采取2种模式积分的方法实现了+5 V单电源供电，克服了传统双积分A/D转换器需要双电源的弊端。重点考虑可处理输入信号范围以及功耗的优化，并使用栅压自举开关保证了A/D转换的精度。整体电路设计基于CSMC 0.5μm 2P3M CMOS工艺，使用Cadence Spectre进行仿真，在5 V供电情况下达到10 bit精度，转换速率>10 Kb/s，输入电压范围达到0~5 V，INL<1/2 LSB，系统功耗2.636 mW。

关键词：
双积分AD转换器

单电源供电

低功耗

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多片AD并行采样技术在软件无线电中的应用

作者：王凯，李小波，查淞

作者单位：电子工程学院，安徽合肥230037

摘要：介绍了软件无线电和多片AD时间交替采样技术的基本原理，并分析了采用这种技术会产生的通道失配误差。给出了校正的基本方法和基于2片ADS5474的实现。

关键词：
软件无线电

时间交替采样

增益误差

时间误差

偏置误差

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基于DMA的并行数字信号高速采集系统

作者：王俊，郑焱，王红，杨士元

作者单位：清华大学自动化系，北京100084

摘要：本系统采用基于FPGA的DMA技术高速缓存多路并行数据，通过数据重组将数据有序发送给处理系统，用于数据的显示与分析。系统采用了嵌入式技术，达到了便携效果，从而更好地适应设备的工作环境。并行数字信号采集实验结果表明，系统能以5 MHz、2.5 MHz、500 kHz、50 Hz 4档采样频率进行62路并行数字信号采集，各路采集结果正确，并保存了各路之间的同步信息。

关键词：
FPGA

并行高速采集

嵌入式系统

EP1C12Q240C6

Altera公司

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电源技术与应用

并联变换器均流控制策略研究

作者：李杨1，游步新1，赵世华2

作者单位：1.重庆市电力公司江北供电局，重庆401147；2.湖南省电力公司娄底电业局，湖南娄底417600

摘要：将模糊控制引入并联变换器均流控制技术中，对模糊控制规则以及选择模糊控制器输入变量的量化因子和输出控制量的比例因子进行了分析。提出了一种按中间电流自主均流方法。该方法减小了各相电流调节幅度，使得各相电流很快均衡。仿真实验结果表明，均流控制策略能够使得并联变换器具有良好的动态均流与负载均分特性，能够在大负载变化内良好运行。

关键词：
模糊控制

并联变换器

按中间电流自动均流

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抑制10kV电容器组投切操作过电压及涌流的新方法

作者：张凯，苏涛

作者单位：河南省电力公司商丘供电公司，河南商丘476000

摘要：采用高压大功率可控硅与真空断路器配合使用，完成对电容器组投切操作的新方法。实验结果表明，该方法能有效地抑制电容器投切过程中的操作过电压和涌流，从根本上解决了单一真空断路器投切电容器的不足。

关键词：
电容器组

操作过电压

涌流

真空断路器

高压可控硅

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纯滞后环对数字电源环路影响的研究

作者：周岩，王柏林

作者单位：河海大学电气工程学院，江苏南京210013

摘要：研究了滞后环对数字电源的影响和滞后环的等效简化模型，给出了基于Matlab数字电源补偿器的设计步骤。仿真和实验表明，通过该方法设计的数字电源环路稳定性得到了有效保证。

关键词：
开关电源

数字控制

纯滞后环

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直接甲醇燃料电池的混合模型及其仿真分析

作者：CAO Ling Zhi，CHEN Yu，LI Chun Wen

作者单位：Key Laboratory of Information Electric Apparatus in Henan Province，Zhengzhou 450002，China

摘要：讨论了一种直接甲醇燃料电池基于机理模型和神经网络模型的混合模型构建方法，利用人工神经网络的非线性逼近能力，对机理模型的不精确性进行有效补偿。混合模型中的神经网络模型根据输入变量和补偿量训练后与机理模型相结合，对电池电压提供了良好的近似预测。

关键词：
神经网络

MATLAB仿真

直接甲醇燃料电池

混合模型

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测控技术与仪器仪表

基于MC9S08SH4和AD7705的智能传感器系统设计

作者：王艳春, 罗少轩

作者单位：蚌埠学院机械与电子工程系，安徽蚌埠 233030

摘要：介绍了一种基于Freescale MC9S08SH4微处理器和AD7705模/数转换器的智能传感器系统设计，给出了系统硬件电路和软件流程。该系统在普通传感器上增加了软件调零、浮点数据处理、多点测量及RS-485双向通信等功能。工程应用表明，该系统具有测量精度高、结构紧凑、运行稳定、抗干扰能力强等优点。

关键词：
微处理器微控制器

MC9S08SH4

AD7705

智能传感器

RS485

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多病床两级报警无线心电监护系统的设计

作者：刘波粒1, 刘彩霞2 ，蒋佳佳3

作者单位：1．河北师范大学职业技术学院, 河北石家庄 050031；2．河北师范大学物理科学与信息工程学院, 河北石家庄 050016;3. 天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072

摘要：设计了一种多病床两级报警无线传输心电监护系统。说明了系统的硬件电路设计和软件设计思想，重点介绍了心电监护终端的硬件设计和PC机集中监控中心的功能。系统的探测部分完成心电信号的数据采集、无线传输、心律失常实时分析、检测、一级报警功能，集中监护中心部分完成各病床病人心电信号的实时监测、数据存储、心电图显示、二级报警功能。

关键词：
心电监护

无线

两级报警

nRF401

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一种新型多点分布式远程桥梁监测系统研究

作者：张萱1，范伟峰2，邵鹏飞2

作者单位：1. 浙江万里学院基础学院, 浙江宁波 315100;2. 浙江万里学院电子信息学院, 浙江宁波 315100

摘要：近年来提出的一些桥梁监测系统，如基于无线传感网络的桥梁监测系统，基于多点轮询的零散状态桥梁监测系统等，适用于采用同种技术构建零散状态下的大型监测系统，但对于不同的桥梁监测技术或与现有桥梁监测系统的兼容性仍有很大问题，可操作性较弱。在桥梁监测系统中引入软通信平台，利用软通信平台提供现有各种桥梁监测现场系统的不同技术接口和统一的通信平台，可实现各种不同桥梁监测现场子系统的分布式接入和远程集中监控，是一种可行的技术途径。

关键词：
监测与报警系统

桥梁监测

远程控制

分布式

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基于嵌入式系统的切削颤振在线监测技术研究

作者：黄群，王民，昝涛，崔孝广

作者单位：北京工业大学机电学院，北京100124

摘要：针对机床切削过程中的颤振现象难于实时、精确监测和控制的问题,设计了一种基于 “FPGA+ARM”结构的切削颤振在线监测系统。切削振动数据采集主控制逻辑用FPGA来实现，ARM则用来实现采集数据的处理及快速发出颤振警报。

关键词：
嵌入式

在线检测

颤振

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多轴运动控制器在转台控制系统中的应用

作者：王海涌，张为玮, 王卫

作者单位：北京航空航天大学宇航学院，北京 100083

摘要：提出了一种基于多轴运动控制器的转台控制系统的组成方案.给出了转台的基本组成, 介绍了多轴运动控制卡功能及其硬软件的开放性。分析了控制系统的组成原理，详细介绍了控制系统总体设计方案和基本的硬件配置结构,以及此控制系统的软件设计方法和功能实现。通过此基于多轴运动控制卡的控制系统实现了转台的实时控制及伺服控制。

关键词：
多轴运动控制器

转台

运动控制系统

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基于MCF52233的通用远程测控系统平台的研究

作者：郑洪静1，徐丽华1，祝叶2

作者单位：1. 苏州市职业大学计算机工程系，江苏苏州215104； 2. 苏州大学计算机科学与技术学院，江苏苏州 215006

摘要：分析研究了远程测控系统的共性，建立了测控系统的一般模型，利用Freescale公司的32位ColdFire系列微控制器MCF52233，提出了基于嵌入式以太网的单芯片远程测控系统通用平台的设计方案。给出了利用该平台对实际项目进行二次开发的应用方法与实现细节。实践结果表明，这种平台化的开发方法可以有效地提高软硬件的可重用性、避免重复劳动、缩短开发周期。

关键词：
微处理器微控制器

远程测控系统

嵌入式以太网

ColdFire

MCF52233

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通信与网络

嵌入式Modbus/TCP网关的设计与实现

作者：徐凤亮1，王宜怀2

作者单位：1. 苏州卫生职业技术学院信息中心，江苏苏州 215000； 2. 苏州大学计算机科学与技术学院，江苏苏州 215000

摘要：设计并实现了一种基于嵌入式系统的Modbus/TCP协议转换网关，允许用户通过以太网对Modbus现场总线设备进行监控，实现了以太网与现场总线的互联。测试结果表明该网关工作稳定可靠。对工业以太网与现场总线互联的深入应用具有较高的参考价值和实际意义。

关键词：
微处理器微控制器

ModbusTCP

现场总线

网关

ARM920T

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基于802.11e EDCA的自适应参数调节机制研究

作者：蒋阳, 李美桃, 付存文

作者单位：重庆大学, 重庆400030

摘要：当网络规模较大且负载变化频繁时,802.11e标准中的EDCA建议值不足以满足业务需求，低优先级业务受到影响很大，且信道利用率不高。为了解决这一问题，提出一种新的自适应调节机制——a-EDCA机制：接入点（AP）根据网络当前吞吐量变化量的大小，自动调节EDCA参数中竞争窗口参数值，把新的调节信息广播到各个站点，各站点以新的参数来重新竞争信道资源。仿真结果验证了负载变化频繁的网络处于高负荷状态下，a-EDCA机制的效果。

关键词：
无线网络

无线局域网

IEEE802.11e

增强型分布式信道访问

服务质量

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α稳定分布环境下的全解耦Volterra自适应滤波器

作者：赵知劲1,2，张秀梅1，尚俊娜1,2

作者单位：1．杭州电子科技大学通信工程学院，浙江杭州310018；2．中国电子集团第36研究所通信系统信息控制技术国家级重点实验室，浙江嘉兴314001

摘要：二阶Volterra系统二次项将稳定分布的尖峰脉冲特性放大，各阶因素之间耦合强，从而影响了算法的收敛性能。针对传统的Volterra滤波器的最小平均p范数算法(VLMP)的收敛性能有待进一步改进的问题，提出了全解耦结构，即在二阶Volterra子系统满足最小分散系数(MD)准则的条件下使一阶子系统再满足MD准则的约束优化，优化过程周期滚动循环，最终实现了全解耦。仿真结果表明本算法收敛速度快，抗噪声能力强。

关键词：
α稳定分布

Volterra滤波

全解耦

MD准则

查看(2332)

遗传算法在认知无线电频谱感知中的应用

作者：邓丽粼1,2，张翠芳1，周兴建2，温坤华1

作者单位：1. 西南交通大学信息科学与技术学院，四川成都610031；2. 中国西南电子技术研究所，四川成都610036

摘要：针对基于OFDM系统的多带联合检测方法中门限向量选取问题，在一定的主用户干扰限制下，充分考虑各子信道特征，建立了门限向量优化模型。将遗传算法应用其中求解最优门限向量，使认知系统吞吐量得到了优化。仿真结果表明,这种方法比传统未使用优化而取一致门限的频谱感知方法对吞吐量的提高更有效。

关键词：
认知无线电

频谱感知

遗传算法

查看(3360)

基于MPSK的多幅值差分空时码改进方案

作者：邓冬虎，李宏伟，袁天，朱仁飞

作者单位：空军工程大学电讯工程学院，陕西西安710077

摘要：针对传统基于PSK调制的幅度相位双差分空时码（Amplitude-phase Double Differential Space-Time Codes）在信息传输速率提高时会带来性能严重下降以及每次只能传输奇数个比特的缺点，提出了一种适合于高阶PSK调制的改进的幅度相位双差分空时码方案。与传统幅度相位双差分空时码相比，通过引入多电平调制幅度系数的办法，提高信息传输速率，新方案对误比特性能和信息传输速率进行了一个较好的折中。而与基于PSK调制的单幅值差分空时码DSTC(Differential Space-Time Coding)相比，则是在相同的传输速率下提高了性能。

关键词：
空时分组码

差分检测

PSK

多幅值

误比特率

查看(2106)

无人机衰落信道扩频通信性能研究

作者：吕金龙，陈树新

作者单位：空军工程大学电讯工程学院，陕西西安 710077

摘要：无人机的广泛应用吸引了越来越多的关注，组成无人机系统的关键部分是无人机和地面控制站的通信系统。重点关注中程无人机的通信链路，阐述和解决了扩频技术在无人机通信系统中的应用，分析中程无人机信道的衰落模型，理论推导了扩频通信在该无人机信道中误码概率的上边界函数，建立了衰落信道的QPSK直接扩频系统的Monte Carlo仿真模型，得到的该信道下扩频通信的误码率仿真结果与理论值相吻合，对于设计中程无人机系统，改善无人机通信数据链有效性和可靠性具有重要意义。

关键词：
无人机

扩频通信

衰落信道

查看(6258)

宽子带多载波系统模型及同步偏差分析

作者：吴华1, 曾凡鑫2

作者单位：1.重庆大学通信工程学院，重庆 400044； 2.重庆通信学院，重庆 400035

摘要：基于时频分析和多载波通信理论，建立了基于脉冲成型滤波的时频局部化宽子带多载波系统仿真模型，对各种同步偏差给系统带来的影响进行了理论分析和性能仿真。仿真结果表明，系统在归一化频偏0.1以内可以得到较为理想的解调性能，所以只要选取合适的宽子带和成型脉冲，可以有效解决多载波对频偏敏感的问题。

关键词：
宽子带多载波

成型脉冲

同步偏差

时频分析

查看(1888)

计算机技术与应用

Windows CE和桌面Windows 2000/XP设备驱动开发的区别

作者：刘彦峰，李峥

作者单位：解放军信息工程大学电子技术学院，河南郑州 450004

摘要：讨论了嵌入式操作系统Windows CE与桌面Windows系统设备驱动开发的区别，主要包括驱动结构模型、驱动组成部分和开发环境。

关键词：
嵌入式操作系统

WDM

设备驱动

查看(4534)

基于CAN总线的分布式位置伺服系统设计

作者：吕应明1，袁海文1，邢军伟2

作者单位：1. 北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京100191；2. 郑州大方桥梁机械有限公司, 河南郑州450005

摘要：以带有CAN接口的PLC为主控制器、以单片机AT89C52和CAN控制器AN82527等构成分布式控制终端节点，设计了一种基于CAN总线的分布式位置伺服系统，已成功应用于工程实践。该系统具有结构简单、易于实践、可靠性高等优点。

关键词：
微处理器微控制器

CAN总线

伺服系统

分布式控制

AT89C52

查看(6202)

新型单相防窃电电子式电能表

作者：卢瑛1,2, 吴国忠1

作者单位：1. 浙江大学电气工程学院, 浙江杭州 310012；2. 浙江电力职业技术学院, 浙江杭州 310015

摘要：针对当前的窃电现象以及现有防窃电技术的不足，介绍了基于MSP430系列单片机的新型单相防窃电电子式电能表的设计及其如何实现多功能的防窃电计量。实际应用表明，该电能表成本低，能够准确、实时地检测出窃电并进行防窃电测量，运行稳定可靠。

关键词：
微处理器微控制器

单相电子式电能表

防窃电

MSP430F42x

TI公司

查看(6954)

基于Petri网推理的监控视频事件识别

作者：代科学，李强，邹正武

作者单位：空军雷达学院预警监视情报系, 湖北武汉430019

摘要： Petri网模型对复合时序事件具有较好的描述和检测能力，提出基于Petri网描述和推理的监控视频事件信息的自动识别方法。将运动目标及其特征间的空间关系用Petri网的库表示，时间关系及其他推理规则用变迁表示,结合低级计算机视觉算法获得的运动目标特征以及基本事件信息，通过对Petri网推理执行，实现监控视频复杂语义事件的交互式查询，通过实验验证了该方法的有效性。