2015年第03期-《电子技术应用》杂志

综述与评论

大数据无线通信面临的几点挑战与对策

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.001

作者：王飞，许魁，徐友云，张冬梅

作者单位：解放军理工大学通信工程学院，江苏南京210007

摘要：随着社交网络、物联网的蓬勃发展，跨行业、地域以及领域的物理实体的海量信息交互，带来了数字信息总量的几何级数增长，大数据时代已经到来。数据总量的爆发式增长，在深刻影响着社会和人们生活方式的同时，也给传输和处理这些数据带来了诸多新的挑战。针对这些挑战，研究了大规模无线终端环境下，高能效的大数据无线传输、M2M系统的动态资源分配、基于部分反馈的有限集合网络编码自动重传请求等方法，为改善大数据无线通信网络性能提供了思路。

关键词：
大数据业务

蜂窝网络

上行接入

数据广播

资源分配

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高速PCB设计中的EMI问题研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.002

作者：连龙刚，徐文宽，王保成

作者单位：中国科学院光电研究院，北京100094

摘要：针对高速PCB设计中的EMI问题，提出相应的解决办法。分别在布局、布线、滤波等方面提出详细的设计原则以及相应的EMI设计方法，并针对这些方法提出注意事项。同时，EMI问题必须通过试验来解决，EMI测试是电路设计中不可或缺的部分。通过注意这些事项，可以有效减小PCB的EMI现象。

关键词：
EMI

布局

布线

接地

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软硬件可靠性综合评价方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.003

作者：封二强，郑军，蓝新生

作者单位：中国航空综合技术研究所，北京100028

摘要：首先阐述了软硬件可靠性综合评价方法，并对现有综合评价方法进行深入分析和总结，将现有方法分为基于故障数据融合的方法、基于多模型综合的方法和基于系统结构分解的方法三类并进行比较。在此基础上，分别从失效过程融合、评价结果融合以及微观结构融合三个方面进行了综合评价方法机理分析，得出基于评价结果融合的方法未能有效解决软硬件失效机理不同对综合评价的影响从而造成评价准确性较差，而其他两类方法则在较大程度上考虑了软硬件失效机理不同，因此评价准确性高，最后讨论了软硬件综合评价方法未来有前景的研究方向。

关键词：
综合评价

评价方法

软件可靠性

硬件可靠性

软硬件结合系统

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嵌入式技术

嵌入式Linux系统中的多重备份与恢复设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.004

作者：丁元舟，罗小巧，叶连松，陈宇

作者单位：华中师范大学物理科学与技术学院,湖北武汉430079

摘要：提出了一种嵌入式Linux系统多重备份与恢复机制。采用在一片NAND Flash上划分多个系统镜像区(包括内核和文件系统)，在U-Boot和系统镜像中添加多重备份与恢复机制。当运行中的镜像区域出现故障，触发watchdog机制重启，激活自动备份与恢复机制，保证系统任何时候都有一个可用的系统运行。该方法在S5PV210处理器和Linux平台下进行模拟实验，得到很好的验证。当故障出现时，均能保证系统的正常启动，并且将出现故障的系统镜像自动恢复，测试结果证明了该方法的可行性。

关键词：
嵌入式

U-boot

Linux

UBIFS

备份

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基于TMS320C6678的多核程序加载研究与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.006

作者：李飞平，卿粼波，滕奇志，舒君，何小海

作者单位：四川大学电子信息学院，四川成都610064

摘要：针对多核DSP系统程序加载复杂的问题，基于TMS320C6678对多核程序加载进行了研究与设计。从一级引导程序出发，设计并优化了多核程序内容存储格式。设计了简洁的二级引导程序，以修正一级引导程序只识别主核程序入口地址，而从核入口地址缺失的现象。为了快速生成特定格式的多核程序内容，设计了多个工具用于添加SPI启动参数表、DDR3启动表、从核程序入口地址以及完成程序内容格式的转换。实现了SPI Flash多核程序加载以及基于I2C主模式的Nand Flash多核程序加载。

关键词：
多核程序加载

多核程序内容存储格式

启动配置表

c_int00地址

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一种面向服务的物联网网关设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.007

作者：杨建栋1，2，司农1，陈道新2，王普1，杨昊2

作者单位：1.北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京100124； 2.首都信息发展股份有限公司，北京100080

摘要：提出了一种普遍适用面向服务的物联网网关的设计实现方式，通过对感知设备进行识别、建立应用路由并进行控制管理，接收感知层发送的数据并进行清洗和事件分析，向上层应用传递清洗和筛选后的数据或事件信息，利用组件建立与感知设备间透明的、标准的对话模式。从设备管理、运转引擎、逻辑引擎等技术方面详细描述了将底层设备统一化管理，使得当感知设备的数据库软件或后端发生变化情况发生时，应用端无需修改或做简单修改就能处理，节省多对多连接的维护复杂性问题，从而解决现在物联网领域产品众多、标准不统一的问题。

关键词：
物联网

网关

中间件

数据库

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基于ZigBee的矿用应力监测系统的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.008

作者：张保通，程永强

作者单位：太原理工大学信息工程学院，山西太原030024

摘要：提出了一种新的煤矿巷道监测方法，即采用测力锚杆对巷道顶部深处的应力变化进行定时监测。系统主要分为三部分：传感器节点、通信主站和上位机。传感器节点负责采集和上传数据，数据主站负责管理各传感器节点并存储和上传数据，上位机负责汇总各传感器数据并对其进行分析处理。

关键词：
应力

测力锚杆

ZigBee

安全检测

煤矿巷道

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基于NuttX的多旋翼飞行器控制系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.009

作者：黄水长1，栗盼2，孙胜娟1，张永健1，张智攀1

作者单位：1.河北工程大学信息与电气工程学院，河北邯郸056038； 2.贵州大学电气工程学院，贵州贵阳550025

摘要：针对执行复杂任务的多旋翼飞行器对多任务和安全性的需求，设计一种基于NuttX实时操作系统的飞行控制系统，并增加失效保护协处理器，达到减少开发过程中坠机几率和提高主处理器任务容量的目的。实验表明，此平台在满足稳定控制飞行的同时，能明显减小开发难度，缩短开发周期，并且给后续算法开发保留了充足的运行资源。

关键词：
多旋翼飞行器

NuttX

多任务

失效保护

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一种基于CPUID和AES算法的STM32固件升级方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.005

作者：曹欲晓1，韩冬2，徐金宝1

作者单位：1.南京工程学院计算机工程学院，江苏南京211167； 2.清华大学自动化系，北京100084

摘要：针对STM32系统固件升级时使用同一个文件易被非法复制使用的缺陷，提出并实现了一种一个STM32芯片使用一个唯一升级文件的固件升级方案。升级固件时，由服务器为不同的STM32芯片生成不同的bin文件，该bin文件是以STM32的CPUID为密钥，应用AES算法加密原始bin文件得到的。升级时STM32以自身的CPUID作为密钥对文件解密，如果作为解密密钥的CPUID和作为加密密钥的CPUID不同，则解密出的bin文件不能运行。解密后，再应用IAP技术把新的bin文件写入Flash。实际测试证明，提出的方法可以实现“一片一密”，有效防止了升级程序的非法使用。

关键词：
STM32

CPUID

AES算法

解密

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微电子技术

一种用于加速度计中的五阶sigma-delta调制器

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.010

作者：程磊，陈中良

作者单位：黄淮学院，河南驻马店463000

摘要：采用CHRT 0.35 μm CMOS工艺，设计实现了一种用于加速度计中的单环五阶sigma-delta(ΣΔ)调制器。在MATLAB/Simulink下对调制器进行建模，优化参数实现一个稳定的高阶系统，利用根轨迹法分析了系统的稳定性。该电路在250 kHz采样频率、3.3 V电压下功耗为3.4 mW。后仿真结果显示，在1 kHz信号带宽下信噪比为108.6 dB，有效位数约为18位，满足了加速度计对后级高精度调制器的要求。

关键词：
低通ΣΔ调制器

建模

高阶

根轨迹

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12V，3A电流模同步Buck DC-DC转换器功率级设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.011

作者：郑浩，刘岩，王道平，姚鹏

作者单位：第二炮兵工程大学，陕西西安

摘要：采用0.35 m 18 V DPTM BCD工艺技术给出电流模降压型DC-DC转换器的功率级设计，该功率级可以输出3 A负载电流，转换效率可达到94.5%。主要针对转换器中核心部分功率级进行设计，其中包括同步开关功率晶体管设计、片上电感电流检测电路、功率晶体管驱动电路设计以及功率级的版图设计考虑，最后给出了该功率级设计的测试结果。

关键词：
电流模

同步DC-DC转换器

功率级

BCD

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一种低功耗高精度带隙基准的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.012

作者：李睿，冯全源

作者单位：西南交通大学微电子研究所，四川成都611756

摘要：基于UMC 0.25 μm BCD 工艺，在传统带隙基准结构的基础上，设计了一种具有低功耗、高精度的基准，同时利用NMOS管工作在亚阈值区域时漏电流和栅极电压的指数特性，对基准温度特性曲线进行二阶补偿。仿真结果表明，电源电压5 V时，静态电流功耗为3.16 μA；电源电压2.5 V~5.5 V，基准电压变化53 μV；温度在-40 ℃~130 ℃内，电路的温度系数为 0.86×10-6/℃；三种工艺角下，低频时电路电源抑制比都小于-95 dB。

关键词：
带隙基准

功耗

曲率补偿

低温漂

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一款低功耗的高速CMOS LVDS信号接收器

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.013

作者：丁艳玲

作者单位：南京机电职业技术学院自动化工程系，江苏南京211135

摘要：针对高速数据传输的需要，设计一款低功耗的高速CMOS LVDS（低电压差分信号）接收器。接收器采用SMIC 0.13 μm CMOS工艺，应用工艺中提供的厚栅氧化器件（3.3 V器件）和薄栅氧化器件（1.2 V器件）两种器件，使其满足输入LVDS信号的共模电压范围为0.05 V～2.4 V、差模电压范围为100 mV～400 mV的情况下工作，完全符合LVDS接口标准的要求。所设计芯片具有功耗低、传输速度快、成本低等优点。

关键词：
低电压差分信号

LVDSIO

低功率芯片

高速集成电路

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测控技术与仪器仪表

一种改进的孤岛检测策略在光伏系统中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.014

作者：李菲，舒欣梅，何建平，苗淼

作者单位：西华大学电气信息学院，四川成都610039

摘要：在现代电力系统中，可能产生的孤岛效应一定程度上限制了光伏并网发电系统(photovoltaic grid connected power system，PV)的应用和发展，孤岛检测是光伏系统必须具备的功能。传统的滑模频率偏移法有检测效率较低、对系统发电质量影响较大等缺点，提出了一种将传统滑模频率偏移法和电压正反馈机制相结合的孤岛检测策略。分析了改进方法的工作原理，基于dq变换实现了有功电压、无功电压以及有功电流、无功电流的分离，通过与参考量做差作为反馈量，达到破坏功率平衡从而检测出孤岛的目的。仿真实验结果验证了该方法的可行性和有效性，对工程应用有一定的参考价值。

关键词：
光伏并网发电系统

孤岛效应

孤岛检测

滑模频率偏移法

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基于车联网的汽车智能防盗系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.015

作者：赵亭

作者单位：上海大学机电工程与自动化学院，上海200072

摘要：针对目前汽车防盗系统所存在的不足与缺陷，设计了一款基于车联网的智能防盗系统，该系统可以实现智能防盗预警及失盗追踪。利用多传感器融合技术智能识别是否强行进入车辆来启动防盗系统；借助手机平台及互联网技术实现拍照、GPS跟踪、数据自动传输至网络、手机远程遥控和紧急按键启动防盗系统等功能。利用PROTUES 软件建立系统原理图并进行仿真，取得较好效果；搭建硬件实验平台，验证了系统的稳定性和可靠性。实验结果表明，该系统报警精准度为92%，定位精度可达5 m，具有较高社会应用价值。

关键词：
单片机

车联网

手机平台

GPS电子地图

GSM

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基于ZigBee的瓦斯监测系统研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.016

作者：顾强1，仉毅2，刘斌斌1，赵丽1，殷凡姣1

作者单位：1．山东科技大学电气与自动化工程学院，山东青岛266590； 2．山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590

摘要：针对传统的瓦斯监测方法的不足，提出了一种采用ZigBee技术的瓦斯监测系统。分析了瓦斯浓度恒温检测方法的原理，根据检测原理设计了瓦斯信号采集终端装置，采用ZigBee模块组建了无线通信网络，实现了对井下瓦斯含量的实时监测，当瓦斯浓度超限时会及时报警并短信通知管理人员。试验测试发现：该系统的瓦斯检测精度高，数据传输可靠，具有很强的实用性。

关键词：
瓦斯

ZigBee

CC2530

催化元件

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无线智能交通监控系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.017

作者：朱向庆，陈俊洪，张伟亮，黄括辉，邱日錞

作者单位：嘉应学院电子信息工程学院，广东梅州514015

摘要：提出一种无线智能交通监控系统设计方案，采用电感线圈与单片机测量十字路口的车流量，将测得的数据通过短距离无线通信模块传输给嵌入式主控制器，由其动态调节各路口的红绿灯时长。值班人员通过嵌入式系统对十字路口进行远程视频监控，采用主动式RFID技术检测经过十字路口的应急车辆，必要时为其开启绿色通道。设置盲人提醒音，用不同频率的信号音告知盲人红绿灯状态；根据过马路的行人数量动态调整非十字路口红绿灯时长；系统电源则可在太阳能和市电间灵活切换。实验证明，系统可实现平安交通、效率交通、民生交通和绿色交通，对实际交通系统建设有一定的参考价值。

关键词：
智能交通

车流量检测

射频识别技术

视频监控

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基于STM32的球磨机运行状态监测系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.018

作者：蔡改贫，熊洋，许琴

作者单位：江西理工大学机电工程学院，江西赣州341000

摘要：针对传统工矿企业对球磨机运行状态维护，依赖于人工经验判断的特点，设计了一种基于STM32+ET100的智能监测系统。分别对电动机定子温度、轴承温度、减速机的润滑油温及振动等14路信号进行采集，并用CAN总线进行组网，传送至主控节点。上位机采用ET100作为开发平台，通过Modbus RTU协议实现STM32和上位机的通信。该系统稳定、可靠，具有较强扩展性，满足工况现场使用要求。

关键词：
状态监测

CAN总线

球磨机

MODBUS协议

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渔业养殖水中溶解氧的无线检测系统研制

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.019

作者：王玉庆1，胡慧敏2，石建华3

作者单位：1.河南广播电视大学机电工程系，河南郑州450046； 2.河南财经政法大学计算机与信息工程学院，河南郑州450046； 3.河南德信职业卫生技术咨询服务有限公司，河南郑州40042

摘要：在研究极谱式溶解氧浓度传感器的物理结构和测定原理的基础上，系统以CC2530为核心模块，基于ZigBee无线通信技术，设计了溶解氧浓度采样节点、增氧机控制器节点和协调器节点的硬件和软件，实现了节点之间自动组网和数据传输功能，以及渔业养殖水中溶解氧浓度的无线监控功能。

关键词：
CC2530

ZigBee

无线传感器

智能检测

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通信技术

VANET中一种基于多目标优化的自适应广播方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.020

作者：胡亦，王琳娜，朱恭生

作者单位：北京电子科技职业学院电信工程学院，北京

摘要：针对车载网VANET(Vehicular Ad hoc Network) 中的广播策略，提出新颖的自动分发方案(Autonomic Dissemination Method，ADM)。通过ADM传输消息，自适应网络的密度和消息的优先级变化。在实施ADM过程中，采用两个步骤：离线优化过程和在线适应网络特性。仿真结果表明，提出的ADM方案在消息传递率、传输时延和干扰方面得到提高。

关键词：
广播

优先级

网络密度

车载网

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布谷鸟搜索算法优化BP神经网络的网络流量预测

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.021

作者：杜振宁

作者单位：杨凌职业技术学院信息工程学院，陕西杨凌

摘要：为了提高预测精度，提出一种布谷鸟搜索算法优化BP神经网络的网络流量预测模型(Cuckoo Search BP neural network Flow Prediction，CS-BPNN)。根据混沌理论建立网络流量学习样本，采用BP神经网络对学习样本进行训练，将模型参数当一个鸟巢，通过模拟布谷鸟寻窝产卵的行为找到最优模型参数，最后采用网络流量数据进行仿真实验，测试模型性能。仿真实验表明：所提出模型较好的解决了BP神经参数优化问题，能够获得更加理想的网络流量预测结果。

关键词：
布谷鸟搜索算法

网络流量

神经网络

参数优化

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基于先验概率模型的混合水下传感器网络部署

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.022

作者：刘亚闯1，张聚伟1，2，李世伟1，杨挺3

作者单位：1.河南科技大学计算机学院，河南洛阳471003； 2.西安交通大学计算机学院，陕西西安710049； 3.天津大学计算机学院，天津300072

摘要：针对水下传感器网络，结合水声通信和光通信两种通信方式的优点，设计了新的水下传感器网络结构。根据水下目标分布的先验概率模型，提出了混合水下传感器网络部署算法，实现了水下数据的高速传输和水下目标区域的高效覆盖。仿真结果表明，算法能够较好地减少网络部署的节点数目、缩短数据传输延时，减少能量损耗，延长网络寿命。

关键词：
水下传感器网络

先验概率模型

混合网络

光学通信

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一种多接口多信道VANET动态频谱分配算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.023

作者：孙智乐1，2，李德敏1，2，陶冰1，2，刘潇1，2

作者单位：1.东华大学信息科学与技术学院，上海201620； 2.数字化纺织服装技术教育部工程研究中心，上海201620

摘要：为了实现多接口车载自组织网络(VANET)车辆节点之间通信频谱的动态分配，提出了一种基于信道反馈的动态频谱分配算法。在图论着色模型的基础上，分析信道的质量情况，定义了信道反馈矩阵，车辆节点可以根据信道反馈矩阵中元素的值来自主选择可用信道，从而实现了信道的最大化利用。通过软件仿真比较，可以看出该算法实现了频谱的动态分配，在兼顾最大化系统总收益的前提下大幅度减少了算法的时间开销，显著提高了多接口多信道VANET的网络性能。

关键词：
多接口

车载自组网

图论着色

信道反馈

频谱分配

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基于PSO-LR的多输入多输出系统预编码方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.024

作者：张春凯

作者单位：江苏食品药品职业技术学院计算机应用技术系，江苏淮安223003

摘要：为了提高多输入多输出系统的通信质量、降低误码率，针对格基约减(Lattice Reduction，LR)算法格基优化的难题，提出一种粒子群算法优化格基约减的多输入多输出系统预编码方案(Particle Swarm Optimization-LR，PSO-LR)。该方案将初始格基置乱产生粒子群算法的初始粒子群，然后采用粒子之间的信息共享和交流操作产生性能最优的新格基，最后对算法的性能进行理论分析，并通过仿真实验测试其性能。结果表明，相对于同类其它方法，PSO-LR算法有效地降低多输入多输出系统通信的误码率，提高了通信质量。

关键词：
多输入多输出

预编码

粒子群算法

格基约减

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基于智能卡的动态身份认证协议

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.025

作者：石亚娟，黄辉辉，陈建华

作者单位：武汉大学数学与统计学院，湖北武汉430072

摘要：认证协议是确保服务器和用户通过公开网络进行安全通信的一个重要手段。针对2013年皮兰等提出的一种改进的基于智能卡的远程异步认证协议，指出皮兰等方案缺乏匿名性且对拒绝服务（DoS）攻击是脆弱的，并给出一种新的认证方案。新方案采用动态登录身份保护用户的匿名性和三次握手技术抵抗DoS攻击，通过安全性证明和性能分析说明了新协议的高效性。

关键词：
认证协议

匿名性

DoS攻击

动态身份

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载荷侧摆条件下卫星点波束覆盖区域算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.027

作者：薛永娇1，王德民2，齐春东1，黄涵玥1

作者单位：1.北京理工大学信息与电子学院，北京100081； 2.长春理工大学电子信息工程学院，吉林长春130022

摘要：针对卫星斜视时地面覆盖区域确定问题，提出了一种利用卫星波束侧摆角、偏移正东方向旋转角度和星下点确定卫星波束中心的算法。通过卫星的侧视角度确定圆锥面，利用站心坐标系中波束的旋转角确定唯一的圆锥母线作为波束中心线，进而得到卫星波束中心与地球的交点，从而确定卫星的覆盖区域。

关键词：
点波束

侧视

波束中心

覆盖区域

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一种加权增强的欠定盲辨识方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.026

作者：李振涛，李鸿燕

作者单位：太原理工大学信息工程学院，山西太原030024

摘要：摘要：针对欠定盲源分离混合矩阵问题，提出了一种基于二阶统计量平行因子分解，加权增强最小二乘法的欠定混合盲辨识方法。该算法不需要源信号满足稀疏性要求，仅在源信号满足相互独立和最多一个高斯信号的条件下，将独立源信号的空间协方差矩阵构建三阶张量，采用加权增强最小二乘法实现张量的标准分解，完成混合矩阵的估计。由于平行因子分解的唯一性在欠定条件下依然成立，该算法可以解决欠定盲源分离问题。仿真实验结果表明：提出的算法在计算欠定混合时具有很好的辨识效果，而且实现简单，可满足实际应用的要求。

关键词：
欠定混合

盲辨识

增强线搜索

最小二乘法

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网络与信息安全

一种医学影像数据选择性的加密方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.028

作者：林杨菲1，叶少珍1，2

作者单位：1．福州大学数学与计算机科学学院，福建福州350108； 2.福建省医疗器械与医药技术重点实验室，福建福州350002

摘要：随着云计算与大数据技术的发展，为解决昂贵医学影像设备所产生的在国内区域影像数据安全共享服务要求，结合多媒体特别是医学影像数据量大等特点，基于SCAN语言提出一种选择性加密算法，结合数据本身的哈希值作为位加密周期序列，实现个人医学影像数据的隐私安全保护。通过安全性分析与仿真实验证明该算法具有较好的置乱等效果。

关键词：
医学图像

选择性加密

感兴趣区域ROI

SCAN

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结合广告相似性网络的搜索广告推荐

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.030

作者：朱志北，李斌，刘学军，胡平

作者单位：南京工业大学电子与信息工程学院，江苏南京211816

摘要：目前已有的基于协同过滤的搜索广告推荐方法中，基于邻域的协同过滤方法存在着无法处理稀疏数据的问题，而基于矩阵分解的方法虽然能够推断出缺失的数据，但是却缺少邻居的协作。提出了一种搜索广告推荐算法，即ASN-MF，该算法通过建立广告相似性网络得到广告的相似性关系，并将其加入到矩阵分解的损失函数中，使得分解后的广告特征矩阵能够带有相似邻居的性质。实验基于KDD Cup 2012-Track2的真实数据集，证明了算法的可行性与有效性。

关键词：
计算广告

点击率

协同过滤

矩阵分解

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一个感知机神经网络字符识别器的实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.031

作者：杨戈1，2，张威强1，黄静1

作者单位：1.北京师范大学珠海分校信息技术学院，广东珠海519087； 2.北京大学深圳研究生院深圳物联网智能感知技术工程实验室，广东深圳518055

摘要：针对英文印刷字体，设计并实现了一个基于感知机神经元网络的字符识别器，输入印刷字符“L”和“I”，对识别器进行训练、学习，以达到识别字符的目的。通过4 000组的实验数据表明，该识别器对规范印刷的英文字符能高效、准确地识别出来，程序的平均学习次数为6.95次，平均用时0.006 812 56 s，耗时在可接受范围之内，进而验证了该字符识别器在实际应用中的可行性。

关键词：
人工神经元

感知机

Matlab

数据分析

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基于云计算的混合并行遗传算法求解最短路径

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.032

作者：张文金，许爱军

作者单位：广州铁路职业技术学院教育技术中心，广东广州510430

摘要：为提高最短路径求解问题的效率，提出一种基于云计算的细粒度混合并行遗传算法求解最短路径的方法。方法采用云计算中Hadoop的MapReduce并行编程模型，提高编码效率，同时将细粒度并行遗传算法和禁忌搜索算法结合，提高了寻优算法的计算速度和局部寻优能力，进而提高最短路径的求解效率。仿真结果表明，该方法在计算速度和性能上优于经典遗传算法和并行遗传算法，是一种有效的最短路径求解方法。

关键词：
云计算

遗传算法

禁忌搜索算法

最短路径

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云计算技术安全风险评估研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.029

作者：姜茸1，2，马自飞2，李彤2，张秋瑾2

作者单位：1.云南财经大学信息学院，云南昆明650221； 2.云南大学软件学院，云南昆明650091

摘要：云计算基于开放的互联网，使得其面临众多安全风险问题，为使风险控制在可接受范围，评估是十分必要的。云计算风险因素复杂多样，用德尔菲法建立云计算技术安全风险评估指标体系，凝练了云计算环境下技术风险的主要因素，并用模糊集与熵权理论对其进行评估。通过实例分析，验证了该方法是可行的、有效的。

关键词：
云计算

德尔菲

模糊集

熵权

技术风险评估

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电源技术与应用

RCC电路间歇振荡分析与改进研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.033

作者：蒋俊华，侯卫周

作者单位：河南大学物理与电子学院，河南开封

摘要： RCC电路是一种可以用较少的几个器件获得高效工作的电路，但RCC电路在控制电流过大时会有间歇振荡的弊端现象发生，进而导致电路的振荡频率变化范围较大(可从几百变到几千赫兹)，输出功率较大时易使变压器等器件产生异常噪音。此现象并非一无是处，通过对RCC电路改进分析得出在电路输出较小功率时，给电路加上一个脉冲信号便可启动，开关电路借助间歇振荡时工作在低能耗的状态；RCC电路性价比高，成本低廉，在高性能电源设备使用中能广泛普及。

关键词：
RCC

间歇振荡

低能耗

电源设备

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基于改进电导增量法MPPT控制仿真研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.034

作者：安云鹏，刘金宁，赵锦成，刘洪文

作者单位：军械工程学院车辆与电气工程系，河北石家庄

摘要：基于光伏电池典型单二极管等效电路，建立了数学模型。在MATLAB仿真环境下，开发了可以模拟任意光照强度、环境温度和电池参数的光伏电池通用仿真模型，在基于改进电导增量法的MPPT控制方法的基础上搭建了独立光伏系统，并在环境因素和负载变化的不同条件下进行了仿真，检验了最大功率跟踪控制策略的效果以及系统独立供电的合理性与可行性。

关键词：
光伏

MPPT控制

电导增量法

MATLAB仿真

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品质因数与共振频率对无线电能传输的影响

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.035

作者：董燕，余亮，李琳，梁齐

作者单位：合肥工业大学电子科学与应用物理学院，安徽合肥230026

摘要：谐振耦合式无线电能传输技术是一种新兴电能传输方式，提高传输功率和效率已成为其应用发展的瓶颈问题。通过仿真与实验探究了提高频率和改善线圈参数两种不同提高系统品质因数的方法对能量传输效率、功率与传输距离之间的影响规律。结果表明，提高系统共振频率可明显提高系统能量有效传输距离，但导致最高输出功率明显下降，而对传输效率影响不明显；改善线圈参数可显著提高最高输出功率，而对输出效率和有效传输距离影响不明显。系统频率响应仿真与实验结果显示，小幅偏离共振频率点引起输出功率急剧下降。系统共振频率随接收端与发射端间耦合系数增加出现分裂现象，造成能量传输功率下降。

关键词：
谐振耦合

品质因数

频率响应

频率分裂

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高压输电线自具电源的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.036

作者：何晓阳1，2，王小英1，王铮3

作者单位：1.常熟理工学院电气与自动化学院，江苏常熟215500； 2.中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116； 3.江苏皇朝信息科技有限公司，江苏常熟215500

摘要：介绍了一种从高压输电线上进行取电的电源方案，通过互感自取电直接从输电线上获得电能。凭借将锂电池与超级电容进行联合供电的充放电技术，电源设计部分成功解决了夜间母线小电流状态输出功率小、设备供不上电的问题，运用整流电路后级的能量泄放电路，降低了整流桥上的感应电压并限制了互感器的输出电流，解决了母线大电流状态对后级电路的影响。结果表明，混合能量存储系统比单一能量储能装置可以发挥更好的性能。

关键词：
互感自取电技术

自具电源

高压输电线

锂电池

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基于滑动平均的锂电池关键参量检测方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.037

作者：王顺利1，尚丽平1，李占锋2，邓琥1，胡晓敏1

作者单位：1.西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621010； 2.西南科技大学制造科学与工程学院，四川绵阳621010

摘要：针对机载锂电池应用中的安全保障问题，提出了一种基于滑动平均的关键过程参量检测新方法。该方法通过滑动平均处理，实现对机载锂电池应用过程中的安全实时检测。实验结果表明，该方法能够实现对机载锂电池关键参量20 ms循环周期实时检测，单体电压检测精度高于1‰FS，总电压检测精度高于5‰FS，加热与放电电流检测精度高于5‰FS，实时保护时间为50 ms。提出的关键参量实时检测方法具有较高的稳定性，能够有效保证锂电池组应用中的可靠性，该方法的提出能够对锂电池组的安全使用提供技术和方法参考。

关键词：
锂电池组

安全保障

关键参量

实时检测

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高功率脉冲半导体泵浦激光器阵列电源的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.038

作者：孙斌，初华，黎伟，曹海源，丁方正，韦尚方

作者单位：武汉军械士官学校光电技术研究所，湖北武汉430075

摘要：为满足高功率脉冲半导体泵浦激光器相干合成的特殊需要，设计6路同步输出的电源阵列，实现了工作电压0～400 V自适应调整、工作电流0～1 200 A、脉冲宽度200 s～1 000 s、重复频率1 Hz～20 Hz均可任意调整的高电压、大电流脉冲输出。在保证技术指标实现的同时，着重解决阵列电源的同步输出、电压自适应和可靠性保护等问题。试验结果表明，该阵列电源的同步一致性可达到99%，输出电流精度达到0.1 A，已在“六路激光相干合成”研究中得到应用。

关键词：
阵列电源

同步输出

电压自适应

脉冲电源

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计算机技术与应用

复杂电磁环境雷达新型威胁信号建模与仿真

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.039

作者：欧阳志宏，李修和，丁锋

作者单位：电子工程学院战术系，安徽合肥230037

摘要：复杂电磁环境中雷达新型威胁信号相对传统威胁信号具有更强的相干性和隐蔽性，信号环境对雷达装备构成较大威胁。针对目前对该类环境信号干扰机理和数学模型欠缺系统性研究的问题，分析了环境的组成要素，并对典型的信号样式建立了数学模型。最后，研制开发了雷达信号环境全数字仿真模拟系统，在该系统上实现了信号模型的仿真验证。仿真结果表明了模型的合理性和有效性。

关键词：
雷达威胁信号环境

新型

建模

仿真

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基于ESAM安全模块的电动汽车电池管理系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.040

作者：朱京蓥，姜帆，王凤弟

作者单位：北京南瑞智芯微电子科技有限公司，北京100192

摘要：当前国家正在大力推行的智能电网建设，围绕智能电网中正在推行使用的ESAM(Enbedded Secure Access Module)安全模块，与利用RF收发器进行无线传输的手持终端相结合，提出了基于ESAM安全模块的电动汽车电池管理系统。该系统在设备端使用ESAM安全模块与有源射频模块相结合，形成安全性更高的RF收发器；同时，在手持终端侧配套使用与ESAM模块相结合的安全认证体系及读头，保持了系统设备的安全性及便捷性。

关键词：
嵌入式安全模块ESAM

电动汽车电池管理

加解密

手持终端

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程序周期行为技术分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.041

作者：隋然1，张铮2，张为华3

作者单位：1．全军后勤信息中心，北京100084； 2．解放军信息工程大学数学工程与先进计算国家重点实验室，河南郑州450001； 3.复旦大学并行处理研究所，上海201203

摘要：由于程序中存在大量循环和递归，程序执行过程中通常体现大量周期行为。这些周期行为的不同实例行为相似，具有类似体系结构特性，如类似的缓存访问特性和CPI等。这种程序行为执行的相似性也为各种体系结构和编译优化提供了可能。探讨了周期行为分析的关键因素、当前主流技术以及主要应用领域。在对现有周期行为分析技术的不足进行讨论的基础上，展望了程序周期行为分析技术的发展趋势。

关键词：
周期行为

动态优化

编译优化

模拟采样

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一种多路视频信号分时远距离传输方法的实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.042

作者：罗旭，廉小亲，王涛，李康飞，张晓力，段振刚

作者单位：北京工商大学计算机与信息工程学院，北京100048

摘要：研究复用一根电缆分时传输多路视频信号的方法，设计多路视频分时传输系统，用于一台主控设备对多个对象进行视频监控。阐述了系统的硬件组成及原理，给出了视频发射/接收及电子开关电路的设计思路，制定了主控计算机和多路微控制器STC15F2K61S2的通信协议，给出了微控制器软件设计思路。测试结果表明，系统采用差分双绞线驱动器传输视频信号，结合对多路电子开关的控制，实现了多路视频信号有效的通断，进而实现了多路视频信号复用双绞线远距离传输，实际传输效果清晰，信号波形无失真。

关键词：
多路视频传输

分时复用

差分双绞线驱动器

485总线

电子开关

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基于边缘几何不变性的特征提取算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.03.043

作者：谢静，庹先国，方晓

作者单位：西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621002

摘要：针对异源图像中可见光与红外图像特征提取算法进行研究，提出了一种基于边缘几何不变性特征的提取算法。采用空域滤波及灰度处理的方法对背景噪声进行处理，使用Canny算子提取目标的边缘，利用二值形态学中腐蚀与膨胀两种基本运算对边缘细化填充。利用圆形模板匹配的方法提取边缘特征点，通过对有效特征点的筛选与组合形成不同的三角形区域特征，并计算这些三角形区域的几何特性。仿真实验结果表明，该方法可以有效提取异源图像的共有特征