2010年第09期-《电子技术应用》杂志

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2010年第09期

刊出日期：2010-09-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

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Altera中国大学生电子设计文章竞赛2010

基于FPGA的MC-CDMA基带系统的实现

作者：葛立扬，王曌

作者单位：南京邮电大学自动化学院，江苏南京210046

摘要： MIMO技术、多载波技术与链路自适应技术是未来移动通信系统最值得关注的几种物理层技术。MIMO技术在提高系统频谱利用率方面性能卓越，多载波CDMA技术则能有效地对抗频率选择性衰落，将MIMO技术与MC-CDMA方案相结合，构成空域复用MC-CDMA系统，将在很大程度上提高系统的性能和容量,更有效地提高信息传输速率,完成基于FPGA的空域复用 MIMO MC一CDMA系统的基带信号处理平台的设计与实现的任务[1]。本文采用硬件仿真模型模拟MIMO信道的方法，实现了对系统的联合调试与功能验证，与软件仿真结果进行比较，性能良好。

关键词：
FPGA

MIMO

MC-CDMA

基带系统

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基于FPGA的LED大屏幕控制系统的设计与实现

作者：文华武，汪涛

作者单位：重庆大学，重庆400044

摘要：基于FPGA芯片EP2CQ208C设计了一种低成本、高性能的LED大屏幕控制系统。结合现有系统特点，对SDRAM乒乓式数据缓存提出了改进，同时提出了反γ校正与灰度级调节、颜色调节等在FPGA中的实现。

关键词：
FPGA

LED大屏幕

反γ校正

SDRAM

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基于Avalon-ST接口帧读取IP核的设计和应用

作者：邓超，付扬

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：研究基于Avalon-ST接口帧读取的IP核设计应用，通过Avalon-ST接口将外部存储中不同格式的帧数据转化为视频流输出。根据Avalon总线协议及Avalon-ST视频协议研究设计方案，使用Verilog HDL语言对模块进行硬件设计，并将实现的模块进行测试。结果表明，该IP核与Altera公司提供的Frame Reader模块相比，突破了现有的Frame Reader只支持紧缩格式的局限，使其功能更加完善，并且该IP核占用的资源少，工作频率更高，性能得到了优化，实用性更强。

关键词：
SoPC

Avalon-ST

帧读取

IP核

CycloneII

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嵌入式技术

基于C8051F120和CPLD的多功能望远镜控制系统设计

作者：李洪文，阴玉梅，刘金星

作者单位：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春130033

摘要：基于C8051F120和大规模CPLD(EPM570T144)设计的多功能望远镜大型转台两轴控制系统，包括两轴直流电机伺服控制器、GPS时统系统、增量式编码器采样读数、PWM功能模块、LCD显示功能、通信功能、AD采样功能等。功能齐全，结构紧凑，外部接口丰富且具有保护功能，可靠性高。

关键词：
CPLD

C8051F120

GPS

PWM

电机控制

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基于FPGA的立体视频转换系统

作者：张金龙1，王元庆1，张兆扬2

作者单位：1.南京大学电子科学与工程学院，江苏南京210093；2.上海大学通信与信息工程学院，上海200072

摘要：给出了以FPGA为核心、针对自由立体显示器的立体视频格式转换系统的设计与实现方法。详细介绍了系统的硬件构成和FPGA逻辑设计，包括DVI控制、视频格式转换以及数据缓冲系统等。

关键词：
FPGA

自由立体显示

DVI

左右格式

SDRAM

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汽车混流装配线物料动态配送研究

作者：王旭1，张芳珍2，李文川2

作者单位：1.重庆大学贸易与行政学院，重庆400044；2.重庆大学机械工程学院，重庆400044

摘要：为解决汽车混流装配线物料准确地动态配送问题，设计了基于RFID技术的汽车混流装配的零部件动态配送方案。通过RFID识别跟踪实际生产进度，将配送单动态地发给配送人员，采用惩罚函数对人员配送效率进行考核，并计算配送开始的最佳时间。结合算例验证了方案的可行性和实用性。

关键词：
惩罚函数

混流装配线

物料配送

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半导体温差模块在热缺陷监测中的应用

作者：徐启，孙全红

作者单位：华北水利水电学院，河南郑州450011

摘要：通过对变电站运行设备大电流回路连接点发热原因及环境的分析，提出了一种利用半导体温差发电模块结合充电泵和升压型DC-DC变换电路，以单片机测温电路为负载，采用间歇工作的方式为现场测温电路提供电源。重点解决了在半导体温差发电模块输出电压不稳定、压差较小时，DC-DC变换器超低压启动的难题，并结合实际应用环境对现场独立供电和测温装置的组成以及工作方式做了进一步探讨。

关键词：
监测与报警系统

发热测量

半导体温差发电

充电泵

DC-DC

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FPGA加速三维CT图像重建

作者：邓靖飞，李建新，李磊，闫镔

作者单位：解放军信息工程大学，河南郑州450002

摘要：针对三维图像重建的经典算法(FDK算法)在FPGA上的加速，提出了并行无等待流水线的实现方法。实验结果表明，该方法获得了较高的加速比。

关键词：
FPGA

CT重建

FDK

流水线

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基于FPGA的小型星载非制冷红外成像系统设计与实现

作者：肖龙龙，刘昆，韩大鹏

作者单位：国防科技大学航天与材料工程学院，湖南长沙410073

摘要：根据内编队重力场卫星红外成像工作环境的温度要求，选取了非制冷长波红外焦平面阵列探测器——UL 03 16 2，并在此基础上进行了系统的软硬件设计。硬件电路采用了模拟电路和数字电路分离设计方案，以减小电路噪声对红外图像的影响。在系统实现上，以内嵌MircoBlaze微处理器FPGA为主处理器，通过编程实现了图像数据的获取、处理和输出以及整个系统各模块的综合管理，提高了系统的集成度和稳定性。

关键词：
FPGA

红外焦平面阵列

成像系统

图像处理

MircoBlaze

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集成电路应用

应用于10 G EPON系统的RS(255，223)码译码器设计

作者：郭志勇，杨一波，李广军

作者单位：电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都611731

摘要：介绍一款应用于10 G EPON系统中的RS(255，223)码译码器。采用ME算法设计了一种新的脉动结构电路求解关键方程，从而获得较低的处理延时并使用较少资源。仿真以及综合结果表明，结合并行处理方法，译码器能够完成10 G EPON系统数据的实时译码功能，最大数据吞吐率大于16 Gb/s。

关键词：
Reed-Solomon

译码器

ME算法

KES

脉动结构

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基于FPGA+DSP的雷达信号处理模块的设计

作者：闫大伟，吴军，向建军

作者单位：空军工程大学工程学院，陕西西安710038

摘要：针对现代机载雷达信号处理系统的通用性、灵活性要求，提出了一种基于DSP+FPGA的雷达信号处理系统的设计方法。以机载PD雷达信号处理系统为例，给出了测试结果，完成的系统具有高可靠性和实时性。

关键词：
FPGA

雷达信号处理系统

现场可编程逻辑阵列

数字信号护理

模块

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基于ADF4360-8的频率合成系统

作者：胡正群，施浒立，裴军，范江涛，杜晓辉

作者单位：中国科学院国家天文台，北京100012

摘要：用ADF4360-8和AD8343芯片作为变频核心器件，将70 MHz信号转变为具有频率稳定、波形完整的11.4 MHz中频信号。实验证明，该方案设计对接收机的稳定工作起到重要的作用，变频系统具有结构简单、操作方便、稳定性高等特点。

关键词：
信号调理

ADF4360-8

锁相环

频率合成

AD8343

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TMS320F2812芯片ADC模数转换精度的分析

作者：张栋

作者单位：延安大学物理电子信息学院，陕西延安716000

摘要： TMS320F2812是高集成、高性能指令控制应用芯片，但其ADC模数转换单元易受干扰，精度差。本文从实际应用的角度出发，通过比较硬件滤波、电源滤波、软件滤波、工作时钟频率、ADC转换窗口、外部RAM等外围设计因素，提出了电源、软硬件滤波综合方案，以提高ADC模数转换精度。

关键词：
DSP

TMS320F2812

模数转换

硬件滤波

软件滤波

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LTE系统的CRC校验算法研究及DSP实现

作者：罗友宝，李小文，谷向阳

作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065

摘要：通过对两种常用CRC校验算法的研究分析，为TD-LTE测试仪表系统选择了一种最优的CRC校验算法，并在TMS320C64xDSP中实现。将CRC校验程序在CCS3.3中运行，其结果验证了算法的可行性、高效性。

关键词：
DSP

长期演进

循环冗余校验

查表法

块异或长除法

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基于Proteus的电子产品仿真设计

作者：周灵彬1，匡载华2，张靖武3

作者单位：1.绍兴职业技术学院，浙江绍兴312000；2.广州风标电子技术有限公司，广东广州510630；3.中北大学，山西太原030051

摘要：以LED电子显示屏的仿真设计为例，论述了应用Proteus仿真技术实现电子产品从虚拟样机到物理样机的新型设计方法和过程，并在同一台计算机上实现了Proteus、集成开发环境IDE、上位计算机应用软件间的联合仿真和调试。

关键词：
仿真技术

Proteus

仿真设计

联合调试

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基于CAN总线的远程遥控式移动机器人系统设计

作者：赵成刚，韩向可

作者单位：安阳工学院机械工程系，河南安阳455000

摘要：根据远程遥控的要求，基于CAN总线设计了遥控式移动机器人控制系统。分析了移动机器人的总体结构，给出了系统的硬件电路，根据实际要求制定了CAN总线应用层协议，并设计了上下位机的系统软件。由于采用CAN总线，使系统运行平稳、高效，能够满足作业现场的实际要求。

关键词：
CAN总线

机器人

GPRS

控制系统

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电源技术与应用

LCC串并联谐振充电高压脉冲电源设计

作者：罗廷芳，孟志强

作者单位：湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙 410082

摘要：为了获取高重复频率、陡前沿高压脉冲电源，将LCC串并联谐振变换器用作高压脉冲发生器的充电电源。分析了LCC串并联谐振变换器在电流断续模式下的工作模态,给出了逆变器的参数设计原则。用PSIM对高压脉冲电源进行仿真分析和实验分析，并验证了设计思想的正确性。

关键词：
电源管理

高压脉冲电源

LCC

谐振软开关

全桥逆变

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Buck直流变换器的滑模变结构控制研究

作者：董锋斌, 皇金锋

作者单位：陕西理工学院电气工程系, 陕西汉中723003

摘要：研究了Buck滑模变结构控制系统的滑模面函数和控制函数，分析了系统具有最大广义滑模区域及理想稳态输出特性的等效控制条件。使用PSIM仿真软件对Buck滑模变结构控制系统进行仿真研究，并与常规线性控制进行比较。仿真结果表明，滑模变结构控制在快速性和抗干扰性均优于常规线性控制。

关键词：
Buck变换器

滑模变结构

PSIM

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全自动对接焊控制系统的研究

作者：孙宏国

作者单位：盐城工学院电气工程学院, 江苏盐城 224051

摘要：介绍一种建筑钢筋全自动焊接系统，采用埋弧焊的焊接方式,利用大功率器件IGBT、逆变技术和可编程逻辑器件，构成了一种新型的弧焊逆变电源；通过VHDL语言对PLD进行编程，并给出了PWM的仿真波形。结果表明，使用VHDL设计PWM波形，控制精度高，控制方式灵活，能够调整功率开关管的死区时间，有效地保护开关管安全工作，提高了焊接效率。

关键词：
51单片机

建筑钢筋

C8051F021

焊接系统

弧焊电源

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基于电磁耦合的水下无线能量传输系统

作者：刘敬彪, 陈贻想, 于海滨

作者单位：杭州电子科技大学电子信息学院，杭州下沙 310018

摘要：设计并实现了一种基于电磁耦合的水下无线能量传输系统。该系统采用全桥整流电路实现高频逆变，优化驱动电路，采用STM32F103VBT6处理器实现全桥PWM控制与电流监测，结合理论计算与有限元分析方法获取最优参数耦合器，进而实现电能的无线耦合传输。水下试验证明，该系统可实现有效的水下无线能量传输。

关键词：
微处理器微控制器

水下

能量传输

电磁耦合

STM32F103VBT6

查看(6446)

测控技术与仪器仪表

基于远端平台的便携式心电诊断系统设计

作者：曹伟华，刘雄飞，罗运华，郭爽

作者单位：中南大学物理科学与技术学院，湖南长沙410083

摘要：提出一种基于远端平台的心电诊断系统，设计了前端采集电路、用户端主控模块、GPRS无线发送模块、心电信号接收和处理模块。测试结果表明，本系统能够完全实现心电信号的采集、无线传输及远端后处理，具有成本低、使用方便、实时监测等特点。

关键词：
便携医疗

远端

便携式

无线

心电诊断系统

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数字动态靶标控制器的设计与实现

作者：刘杰1，邵蕾2，赵常寿1

作者单位：1. 中国人民解放军63861部队，吉林白城 137001；2. 中国人民解放军63851部队，吉林白城 137001

摘要：介绍一种数字动态靶标控制器的设计方法。重点说明了该控制器的硬件组成、工作原理和软件算法。结果表明该设计实现了动态靶标的多种工作模式，扩展了动态靶标的应用范围，使其不仅可以用于设备检测，同时又可用于设备训练。

关键词：
51单片机

动态靶标

80C196KB

PID

PWM

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海上地震探测传输系统的设计

作者：吴康，段发阶，陈劲，何智刚，王凯

作者单位：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：采用流水线逐级上传的方法解决了电缆外部需要大量缓存的问题,采用基于LVDS（Low Voltage Differential Signaling）和双绞线的传输方式，实现了100 m长度下160 Mb/s的稳定传输，克服了传统系统中用光纤传输时不易维护的不足。系统在满足高速率传输的同时，具有成本低、使用方便、安装容易、体积小等优点，使电缆传输成功应用于海上地震数据传输系统。

关键词：
LVDS

高速长距离数据传输

PCI

MAX3490

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基于确定模式的伪单跳变测试矢量生成技术

作者：刘建军1, 李铁军1, 邹立明2

作者单位：1. 集美大学信息工程学院, 福建厦门 361021; 2. 上海普阅信息科技有限公司, 上海 201203

摘要：提出了一种基于确定模式的伪单跳变测试矢量生成方法，它是在折叠计数器确定模式的基础上，采用LFSR编码折叠计数器种子，通过选定的存储折叠距离来控制测试模式，使得产生的测试矢量之间实现伪单跳变。由于是在确定模式基础上进行的研究，没有改变原来的测试矢量，所以故障覆盖率不会改变，却大大降低了测试功耗。这样既保证了高故障覆盖率，又解决了不同种子所生成的测试矢量之间的重叠冗余。研究结果不仅表明该方案具有很好的数据压缩率，而且证明了该方案的有效性。

关键词：
低功耗设计

折叠矢量

伪单跳变

确定模式

种子

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汽车倒车雷达设计

作者：胡继胜1,2, 赵力2

作者单位：1. 安徽职业技术学院电气工程系, 安徽合肥230051；2. 东南大学无线电工程系, 江苏南京2100962. 东南大学无线电工程系, 江苏南京210096

摘要：设计了一种基于超声波测距原理的倒车雷达系统，给出了声光报警模块、电源模块、人机交互模块的具体实施方案。此外，设计中还包括温度自动校正功能，以减小由于声速受到温度影响而引入的测量误差。实际测试结果表明，有效测距范围在0.05~5.7 m， 5 m以内的最大误差不超过0.01 m。

关键词：
车身电子

汽车倒车雷达

超声波

PWM

Atmega16

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基于EZ-USB FX2的实时数据传输的实现

作者：惠兰，裴东兴

作者单位：中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西太原030051

摘要：设计了一个以FPGA作为数据处理模块,以CY7C68013作为接口芯片的数据采集系统。接口芯片CY7C68013工作在GPIF模式下，在数据的传输中起主控作用，利用FPGA以保证数据的正确性和稳定性，使系统可以达到稳定、实时、高速的数据传输。

关键词：
FPGA

实时传输

数据

CY7C68013A

GPIF

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基于DSP和FPGA的开环多码型误码测试仪的设计

作者：王辉，周志权，赵占锋

作者单位：哈尔滨工业大学（威海），山东威海264209

摘要：实现了一种基于DSP和FPGA的开环多码型误码测试仪,并能达到要求的10-3≤p≤10-10检测灵敏度。伪随机码生成器用于生成由ITU推荐的用于误码测试的伪随机序列。误码测试仪可以进行开环测试，拥有五种测试码型可以选择，而且实现了盲检测。测试的方法灵活，可测试的设备广泛，扩展性较好。

关键词：
DSP

误码测试

FPGA

开关门算法

盲检测

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通信与网络

WLAN时变信道下链路性能改进

作者：朱勇旭，吴斌，张振东，周玉梅

作者单位：中国科学院微电子研究所专用集成电路与系统研究室, 北京100029

摘要：在IEEE 802.11n的MIMO信道模型基础上研究了时变信道下链路性能，提出了一种基于SNR动态调整调制编码方案(MCS)链路自适应方法。多普勒频移下利用基于长训练序列估计SNR动态调整MCS的方法来提高链路性能。仿真表明，该方法根据信道状况动态调整MCS，在数据吞吐率上有很大的提高。

关键词：
无线网络

MIMO信道

链路自适应

WLAN

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一种基于mesh网络的多径路由协议

作者：徐婷, 李珊君

作者单位：四川大学电气信息学院，四川成都 610065

摘要：针对无线mesh网络的特点提出了一种基于源节点建立、目的节点维护的多径路由协议。该协议采用目的节点更新mesh结构的机制，能实时维护最优路径和其余多条路径，当节点移动或其他原因造成链路断开时，不需要路由修复或重建，从而降低了丢包率和端到端时延，且通过基于源节点建立路由的方式有效地减少了控制开销。仿真结果表明，该算法具有良好的性能。

关键词：
无线mesh网络

路由算法

多径

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一种MIMO-HARQ无线系统的接收机设计

作者：王彬彬, 酆广增

作者单位：南京邮电大学通信与信息工程学院，江苏南京210003

摘要：混合自动请求重传(HARQ)以ARQ方式合并带有前向纠错码（FEC）的数据包，明显地提高系统的吞吐量。围绕无线通信系统中几种MIMO-HARQ合并方案，从存储要求、误码率等多角度考虑接收机的设计。提出了一种新的接收机合并方案，分析和仿真表明，所提方案具有很好的误码率性能与存储要求之间的折中，可应用于Chase合并和增量冗余合并中。

关键词：
多输入多输出MIMO

混合自动请求重传HARQ

存储要求

查看(910)

一种新型TD-SCDMA帧结构参数设计方法

作者：韩计海, 吴炳洋

作者单位：东南大学移动通信国家重点实验室, 江苏南京210019

摘要：提出一种新型的基于正交频分复用(OFDM)技术的TD-SCDMA系统帧结构参数设计方法，其既能与已有3G系统共存，又具有更高的系统容量和频谱利用率。

关键词：
2.5G3G

OFDM技术

TD-SCDMA系统

FFT运算

系统帧结构

查看(5190)

基于IEEE802.11a无线标准的STC-OFDM系统性能研究

作者：吕波，李云，周杰

作者单位：南京信息工程大学电子与信息工程学院，江苏南京 210044

摘要：提出了使用正交频分复用（OFDM）技术减少码间干扰（ISI）来改善频率选择性衰落信道下空时编码（STC）性能的合理方案。在IEEE802.11a无线标准下对STC与OFDM技术相结合后的STC-OFDM系统进行了理论分析，通过仿真对系统性能进行了评估。仿真结果表明，空时分组编码（STBC）与OFDM技术的结合优于垂直的贝尔实验室分层空时方案（VBLAST）与OFDM技术的结合；FFT点数与子载波数对系统性能有一定的影响；随机交织器有助于显著改善多径衰落信道下系统性能,并能在各种信道上达到合理的鲁棒性。

关键词：
无线网络

IEEE802.11a

正交频分复用OFDM

空时编码STC

STC-OFDM

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一种面向WiMAX的呼叫接纳控制算法

作者：张青波1，2，何加铭2

作者单位：1. 浙江工商职业技术学院，浙江宁波 315012；2.宁波大学，浙江宁波 315211

摘要：提出一种在WiMAX系统资源紧张时，使接纳率和资源利用率最大化的呼叫接纳控制CAC(Call Admission Control)算法。算法基于经济学概念，利用基尼系数(Gini Coefficient)给出了接纳控制模型，并用修正的sigmoid函数计算接纳概率。根据接纳概率决定是否接纳新到业务。仿真结果表明,算法与典型的截止优先权算法相比，在系统繁忙时系统接纳率和资源利用率都有较大提高。

关键词：
无线网络

WiMAX

呼叫接纳控制

基尼系数

接纳概率

查看(4066)

计算机技术与应用

FPGA中设计FSM实现TigerSHARC DSP link口加载

作者：夏际金, 方志红

作者单位：中国电子科技集团第38研究所, 安徽合肥230031

摘要：介绍了一种在FPGA中实现的有限状态机FSM，可以通过link口对TigerSHARC信号处理器进行程序加载。通过信号处理器系统的处理器之间的link互联结构，FSM可实现对整个信号处理系统的加载功能。在FPGA中设计加载状态机及信号处理系统与其他系统的接口，使信号处理系统更加简单、高效。

关键词：
FPGA

有限状态机

TigerSHARC

link加载

查看(5172)

基于整合模式的EMS/SAS监控系统研究与设计

作者：王泽军, 韩在峰

作者单位：华北计算机系统工程研究所自动化部, 北京100083

摘要：针对IEC61970EMS系统与IEC61850变电站模型的差异，介绍了将两个标准整合集成，以实现通信和信息交互方案。根据CORBA和Web Services各自存在的优缺点,阐述了将CORBA与Web Services整合的设计思想，从而实现监控系统更大范围的应用集成。

关键词：
监测与报警系统

IEC61850

IEC61970

WebServices

CORBA

查看(4932)

无线接入网关终端保持接入设计与实现

作者：唐朝伟1，郭春旺1，唐鼎2，唐晖2

作者单位：1. 重庆大学通信工程学院，重庆 400030；2. 中国科学院声学所高性能网络实验室，北京100190

摘要：分析了WiMax网络架构标准中现有的终端接入方案的缺陷，提出并实现了一种在终端保持的接入方案，即终端出现异常并在短时间内重新接入时，接入网关保留其断开连接前的相关信息，保留网络层连接,仅需与终端重建链路层连接，从而大大减少了接入时延，保证了上层业务的连续性。

关键词：
无线网络

终端接入

网络层

链路层

接入时延

查看(5154)

VCM磁钢快速检测控制系统的设计

作者：宋涵，岑理章，何润琴

作者单位：宁波大红鹰学院，浙江宁波315175

摘要：介绍了VCM磁钢快速检测控制系统的方案及软硬件设计。通过与机械、气动及检测相结合，利用单片机控制技术，较好地实现了VCM磁钢快速智能检测系统的上料、分拣与下料等动作流程。

关键词：
51单片机

VCM磁钢

检测

硬件设计

软件设计

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RS232通信网络与CAN总线通信网络互联设计

作者：王强1，张建喜2

作者单位：1.许昌职业技术学院信息工程系，河南许昌461000； 2.兰州交通大学，甘肃兰州 730070

摘要：基于CAN总线原理,结合CAN控制器SJA1000、CAN收发器CTM和ATmega128的特性，针对CAN总线和RS232互联问题，提出了RS232-CAN接口模块的设计方案，详细介绍了硬软件设计模块以及本设计的具体应用。

关键词：
51单片机

CAN

Atmega128

SJA1000

RS232

查看(6130)

基于VHS-ADC的三相整流器高速实时仿真平台的设计

作者：黄江波1,2, 付志红2, 王万宝2

作者单位：1.长江师范学院物理学与电子工程学院，重庆408100；2.重庆大学电气工程学院，重庆400044

摘要：针对目前研究三相电压型SVPWM整流器的仿真不足，提出了基于VHS-ADC高速信号处理系统构建三相电压型SVPWM整流器的高速实时仿真平台，并设计了VHS-ADC平台与主电路的通用接口板。实验验证了接口板设计的正确性，为VHS-ADC硬件在三相整流器回路中实现高速实时仿真奠定了基础，达到了较好的效果。