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2019年第06期

刊出日期:2019-06-08
邮发代号: ISSN 0258-7998
CN11-2305/TN
邮发代号:2-889
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技术专栏-射频与微波

复杂电磁环境下无人机的雷达散射特性研究进展

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.199061

作者:向 敏1,牛立强2,武沛羽2,谢拥军2,石宋华1,严 杰1

作者单位:1.航空工业成都飞机工业(集团)有限责任公司,四川 成都610000;2.北京航空航天大学 电子信息工程学院,北京100083

摘要: 雷达散射截面(RCS)是雷达隐身技术中最为关键的概念之一,它表征了目标在雷达波照射下所产生的回波强度。无人机在复杂电磁环境下具有“小(低RCS)、慢(速度慢)、低(低飞)”的特点,而且受地理因素、气象因素和非合作雷达辐射源等干扰的影响显著。针对以上特点,给出了在复杂电磁环境的无人机的RCS特征及对雷达回波特性的影响,介绍了各种复杂电磁环境下无人机的RCS的研究进展。
关键词:
复杂电磁环境
雷达散射截面
无人机
统计电磁学

基于多层板的多功能组件微波互联技术研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190016

作者:王 磊

作者单位:中国航天科工集团8511研究所,江苏 南京210007

摘要: 为了解决多芯片组件高密度互联的难点,设计了一种基于复合多层板工艺的板间微波互联结构。优化后的多层互联结构在10 GHz~20 GHz范围内只比直通微带的插损大0.1 dB,驻波比大0.3;而在30 GHz~40 GHz范围内只比直通微带的插损大0.3 dB,驻波比大0.4,具备良好的微波特性。该多层互连结构具有工艺简单、成本低廉的优势,可以很好地解决组件高密度互联问题。
关键词:
多层PCB板
多芯片组件
微波互连
小型化

数字化双模高效率射频功率源

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190227

作者:李亚东,赵二刚,俞 梅,卫 娜,张建军

作者单位:南开大学 电子信息与光学工程学院,天津300350

摘要: 射频功率源作为射频电源系统的核心组件之一,其频率固定、转换效率低下,已经成为了制约射频电源系统发展的瓶颈。针对这一问题,提出了射频功率源在双频率工作模式之间自由切换的设计方案。采用直接数字式频率合成器(Direct Digital Synthesizer,DDS)作为射频信号源,选用德国IXYS公司的MOSFTE完成小信号的放大,提高了输出频率稳定度和转换效率;采用并联电感的方法降低了开关时的功率损耗;利用数控式选择开关切换选频网络,从而实现系统在双频率下的适配。同时对提出的方案及理论进行Multisim仿真验证。经过实物测试,该射频功率源可以在300 W额定功率下实现13.56 MHz和27.12 MHz双频率选择输出,转换效率能够达到90.1%。
关键词:
射频功率源
E类放大器
双频模式

一种小型化超宽带接收前端的设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.183287

作者:唐霆宇

作者单位:中国西南电子技术研究所,四川 成都610036

摘要: 设计了一种应用于无线电侦收领域的小型化超宽带接收前端,将0.1 GHz~18 GHz射频信号经过预选滤波、放大、混频、带宽滤波和增益控制等过程,形成中频信号。首先介绍了电路设计方案,并针对接收前端的主要指标进行了分析与设计。整个前端尺寸为119 mm×61 mm×9.5 mm,工作频率为0.1 GHz~18 GHz,典型增益35 dB,并可根据项目需求在30 dB~40 dB之间调节。
关键词:
接收前端
超宽带
小型化

一种毫米波频段微带同轴转换结构

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190013

作者:王 健,陈 林,阮晓明,姚武生

作者单位:博微太赫兹信息科技有限公司,安徽 合肥230088

摘要: 微带线和同轴是微波系统中常见的两种传输线,两种传输线在低频段一般的互连方式是直接焊接,同轴内导体焊接在微带线的金属带线上,外导体安装在微带线的接地面上。这种连接方式在低频段内对微波信号的传输影响很小,在毫米波频段内,这种连接方式会导致毫米波信号的损耗增大。因此设计了一种毫米波频段微带同轴转换结构,这种转换结构在微带线和同轴之间增加一个补偿孔结构,有效降低了微带同轴转换结构的驻波比和插入损耗,提高整体系统的性能。
关键词:
毫米波
微带同轴转换
补偿孔
驻波比
插入损耗

综述与评论

自动驾驶发展与关键技术综述

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.199062

作者:王金强,黄 航,郅 朋,申泽邦,周庆国

作者单位:兰州大学 信息科学与工程学院,甘肃 兰州730000

摘要: 随着汽车电子化和高级辅助驾驶技术的快速发展,自动驾驶作为辅助驾驶技术的高级阶段,俨然成为未来解决交通出行的重要方式,已成为全球范围内的一个新的技术研究热点和重点。尤其近年来,自动驾驶在人类交通发展史上取得了里程碑式的进步。简述了自动驾驶的发展和关键技术的相关内容,在此基础上回顾了自动驾驶通过传感器进行环境感知的研究水平以及前沿人工智能技术在自动驾驶中的使用情况,涉及环境智能感知、传感器融合、高级规划、控制等关键技术的相关陈述,最后综述了自动驾驶系统当前所存在的问题,并展望了自动驾驶技术的未来发展方向。
关键词:
自动驾驶
感知
规划
控制

基于深度学习的图像语义分割算法综述

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190010

作者:王 宇,张焕君,黄海新

作者单位:沈阳理工大学 自动化与电气工程学院,辽宁 沈阳110159

摘要: 随着自动驾驶及虚拟现实技术等领域的发展,图像语义分割方法受到越来越多的计算机视觉和机器学习研究人员的关注。首先介绍了图像语义分割领域的常用术语以及需要了解的背景概念,并介绍语义分割问题中几种经典的深度学习算法,如全卷积神经网络(FCN)、Deeplab等。最后针对当前图像语义分割算法的应用,总结展望未来研究方向。
关键词:
图像语义分割
深度学习
神经网络
Deeplab网络

人工智能

感知特征互补的图像质量评价

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190168

作者:王赛娇1,2

作者单位:1.台州广播电视大学,浙江 台州318000;2.杭州电子科技大学 计算机学院,浙江 杭州310018

摘要: 针对图像质量客观评价方法在实际应用场景下性能退化的问题,将人眼视觉特性融入图像特征处理的多个环节,提出一种融合视觉结构显著和视觉能量显著特征互补的方法。首先,根据人眼特性对图像的灰度能量、对比度能量和梯度结构三层互补特征进行空域-频域联合变换处理;其次,分别提取前述三层视觉特征的多通道信息并进行评价;最后,基于视觉特性和图像失真度将各层视觉特征评价从内层至外层逐步自适应综合。实验表明,本方法具有较高的水平和更好的稳定性,提高了实际应用场景下的评价性能。
关键词:
图像质量评价
人眼视觉系统
视觉结构显著
视觉能量显著

基于主题提取模型的交通违法行为文本数据的挖掘

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190159

作者:曾祥坤1,张俊辉2,3,石 拓1,邵可佳4

作者单位:1.北京警察学院,北京102202; 2.北京交通大学 综合交通运输大数据应用技术交通运输行业重点实验室,北京100044; 3.北京市公安局公安交通管理局,北京100037;4.马上消费金融股份有限公司,北京100102

摘要: 长期以来,各类交通事故严重影响了人们生命财产安全和社会经济发展。交通事故分析是对交通事故资料进行调查研究,发现事故动向和各种影响因素对事故总体的作用和相互关系,以便定量地认识事故现象的本质和内在规律。通过对交通事故中记录驾驶员违法行为的文本数据进行分析,提出了一种文本主题提取模型和技术,来挖掘交通事故中驾驶员风险驾驶因素,解决以往交通事故统计中交通违法行为难以挖掘的问题,计算出影响交通事故的最大支配因素。最后以北京地区一般程序处理的交通事故为例,结合北京市交通管理专家经验,验证该模型可应用于交通事故中违法行为的主题提取,结论与长期治理经验相吻合。
关键词:
交通事故
风险驾驶
文本挖掘
因子分析

基于小波神经网络的数据中心KPI预测

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190146

作者:姚荣欢1,2

作者单位:1.华北计算机系统工程研究所,北京100083;2.中软信息系统工程有限公司,北京100081

摘要: 时间序列预测是数据中心关键性能指标异常检测的重要环节。针对时间序列,利用小波基函数作为隐含层节点传递函数来构造小波神经网络进行预测;同时选取动量梯度下降法提高神经网络学习效率;再根据粒子群算法训练得到最优解作为神经网络参数初始值;最后使用MATLAB进行仿真,以较高准确性对关键性能指标时间序列进行了预测。
关键词:
时间序列
小波神经网络
动量梯度下降
粒子群算法

微电子技术

基于单片MO-CDCTA的高集成低功耗高阶有源低通滤波器的设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182483

作者:罗 佳,孙 亮,吴志光

作者单位:池州职业技术学院 机电技术系,安徽 池州247000

摘要: 针对高阶滤波器体积大和功耗高的问题,提出了一种基于多输出电流差分级联跨导放大器的电流模式n阶低通滤波电路。该电路不含任何电阻,仅使用1个新的多输出电流差分级联跨导放大器和若干接地电容,能实现任意阶低通滤波器功能。使用CADENCE进行设计和调试,电路芯片面积仅0.04 mm2,仿真功耗仅4.18 mW,最大3 dB截止频率500 MHz。三阶巴特沃斯低通滤波器仿真与瞬态响应实验证明了理论的正确性。
关键词:
n阶低通滤波器
多输出电流差分级联跨导放大器
电流模式
低功耗
高集成

一种基于逻辑页平均更新频率的NAND闪存垃圾回收算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182850

作者:黄敏媛,严 华

作者单位:四川大学 电子信息学院,四川 成都610065

摘要: 针对NAND闪存的特点,提出一种基于逻辑页平均更新频率的NAND闪存垃圾回收算法。该算法采用无效页年龄和作为回收块选择策略。同时,在FaGC和GCbAH算法基础之上,重新定义数据热度计算公式,采用逻辑页平均更新频率取代固定阈值作为冷热数据的判定依据,实现了更准确的冷热数据判定和分离。实验结果表明,相较于GR、CB、CAT、FaGC和GCbAH算法,该算法在垃圾回收代价和磨损均衡方面均取得了更好的效果。
关键词:
NAND闪存
磨损均衡
垃圾回收
冷热分离
回收块

一种超低功耗的RISC-V处理器流水线结构

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182563

作者:邓天传1,2,胡振波2

作者单位:1.武汉大学 物理科学与技术学院,湖北 武汉430071;2.芯来科技有限公司,湖北 武汉430072

摘要: 随着通信、芯片技术的高速发展,物联网将会是未来新一代信息技术的重要组成部分,也是促进生活智能化过程的强大动力。在IoT的终端设备应用中,超低功耗的微控制器扮演着不可或缺的角色。基于超低功耗嵌入式应用的设计目标,提出了一种基于RISC-V指令集架构的处理器流水线结构,考虑到功耗和性能的折中要求,采用了以两级按序流水线为主体,辅以其他组件流水线长度可变的流水线结构。并在VCS环境下验证了微控制器的逻辑功能,同时通过SMIC180工艺库在DC环境下完成了综合仿真,得到了微控制器的面积占比报告。最后通过运行跑分程序测试,并与ARM Cortex-M微控制器比较,比较结果表明本作品同样可应用于IoT的低功耗场景。
关键词:
流水线结构
低功耗
RISC-V架构
RISC-V处理器

基于IBIS模型的FPGA信号完整性仿真验证方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182661

作者:崔 斌,王文炎,王 喆,张雷浩,李 爽,康 贺

作者单位:中国航天元器件工程中心,北京100011

摘要: 讨论了SRAM型FPGA信号完整性验证的必要性,提出了一种基于IBIS模型和HyperLynx软件的针对SRAM型FPGA器件信号完整性仿真验证方法,并以Stratix-2和Virtex-4两种类型的FPGA为例进行了实际仿真验证,分析了信号的有效数据宽度、电平幅值和传输速率等仿真验证结果,比较了这两种器件的信号完整性优劣,通过该仿真实例也验证了这种FPGA信号完整性仿真验证技术的可行性。随后对模型参数进行了仿真对比,得出造成器件信号完整性差异的内在机理,从而在设计上指导优化器件信号完整性性能。
关键词:
FPGA
信号完整性
仿真验证
IBIS模型
HyperLynx软件

一种基于LTCC技术的新型Marchand巴伦滤波器

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182858

作者:柏 柯,周浩淼

作者单位:中国计量大学 信息工程学院 浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室,浙江 杭州310018

摘要: 设计了基于Marchand巴伦结构的小型化分布参数式巴伦滤波器。该巴伦滤波器基于低温共烧陶瓷(LTCC)技术,充分利用该技术的多层优势,通过LTCC多层布线的实现方式缩小巴伦滤波器的体积。该巴伦滤波器的结构采用了螺旋线宽边耦合带状线结构(SBCS),同时采用独特的螺旋交叉堆叠结构,有效减少了巴伦滤波器的体积。设计的巴伦滤波器采用相对介电常数为9.8的介质材料,其尺寸仅为2.0 mm×1.25 mm×0.95 mm,在1.805 GHz~2.17 GHz范围内回波损耗小于-12 dB,幅度不平衡度小于±1.2 dB,相位不平衡度小于±10°,完全能够满足当今通信设备小型化的需求。
关键词:
小型化
SBCS
Marchand巴伦
分布参数

测控技术与仪器仪表

基于FPGA的多通道同步实时高速数据采集系统设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190460

作者:易志强,韩 宾,江 虹,张秋云

作者单位:西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳621010

摘要: 为了满足精密设备监测过程中对数据采集的精确性、实时性和同步性的严格要求,设计了一种基于FPGA的多通道实时同步高速数据采集系统。本系统采用Xilinx公司的Spartan6系列的FPGA作为核心控制器件,实现了数据采集控制、数据缓存、数据处理、数据存储、数据传输和同步时钟控制等功能。经测试验证,该方案具有精度高、速率快、可靠性好、实时性强、成本低等特点。
关键词:
FPGA
数据采集
实时性
多通道

基于AIS的雷达高精度误差校准方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190238

作者:董云龙,黄高东,李保珠,刘宁波,陈小龙

作者单位:海军航空大学 信息融合研究所,山东 烟台264001

摘要: 利用AIS进行雷达标校在军事领域已得到广泛应用。但在标校过程中发现,校后雷达精度很多时候没有得到显著提高。从误差序列处理层面上对影响校后雷达精度的原因进行分析,提出一种基于AIS的雷达高精度误差校准方法。新方法首次提出在传统的校准流程中加入误差分布分析这一环节,并对关联、对准后的误差序列进行两次异常值筛选。通过实测数据证明,所提出的方法能够得到较准确的系统误差估计值,对雷达的系统误差进行了有效的校准。
关键词:
自动识别系统
高精度
误差分布
误差估计

基于谐波分离的电流信号频率检测装置设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190138

作者:韩雪龙1,侯银银2,顾能华1,韩双霞1

作者单位:1.衢州学院 电气与信息工程学院,浙江 衢州324000;2.国网浙江省电力有限公司衢州供电公司,浙江 衢州324000

摘要: 电流、电压频率检测在并网控制过程中起着重要作用,大的检测误差会引起锁相、谐波补偿、无功补偿等控制算法的失败。基于此,以谐波分离为例,推导出多通道二阶广义积分器(Second-Order Generalized Integrator,SOGI)并联运行情况下幅值衰减随频率检测误差的变化情况,详细介绍了频率检测误差给各次谐波分离带来的影响。设计了一种中低频高精度的电流信号频率检测装置,硬件包括控制器外围电路、采样电路、传感器电路、电压跟随器电路、电压偏置电路等,软件包括采样程序、频率检测程序、误差矫正等。仿真结果验证了频率误差理论分析的正确性,电流频率检测实验结果验证了该设计方案的可行性以及该装置的高精度特性。
关键词:
频率检测
并网控制
检测误差
谐波分离
中低频高精度

通信与网络

土壤及标签贴附方式对RFID标签性能影响

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.183091

作者:李 达,韩冬桂,沈程砚丹,李红军,燕 怒

作者单位:武汉纺织大学 机械工程与自动化学院,湖北 武汉430000

摘要: 超高频射频识别(Ultra High Frequency Radio Frequency Identification,UHF RFID)应用于土壤样品管理可大幅度提升管理信息化水平,然而土壤及标签天线贴附方式都对超高频RFID标签天线性能有影响。采用电磁仿真软件Ansoft HFSS对超高频RFID标签天线的性能进行仿真分析,并通过天线理论探究了标签贴附方式、样品瓶中土壤含量对于标签天线性能的影响。结果表明,标签天线垂直放置时会导致标签天线方向图发生较大改变;土壤会影响标签天线输入阻抗,改变标签天线识别距离,并引起标签天线失谐;同时发现土壤与标签相对位置的不同对标签天线性能的影响也有所不同。
关键词:
RFID标签
土壤
天线性能
贴附方式

OFDM系统改进的训练序列结构及时频同步算法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190319

作者:陈 颖,聂 伟

作者单位:北京化工大学 计算机系统与通信实验中心,北京100029

摘要: 提出了一种改进的基于Zadoff-Chu(ZC)序列的正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系统时频同步算法。该算法构造了一个具有共轭重复关系结构的训练序列,首先利用时域训练序列前后的共轭特性完成定时同步,同时得到整数倍频偏估计,使定时结果不受频率同步性能影响,然后在获取精确的定时同步之后利用训练序列的重复性完成小数频偏估计。理论分析和仿真结果表明,在高斯信道和多径信道下,改进算法的定时估计和频偏估计均方误差较低,同时扩大了整数和小数频偏估计范围,降低了系统计算复杂度。
关键词:
正交频分复用系统
Zadoff-Chu序列
整数倍频偏
定时同步
频率同步

基于压缩信号处理的BOC信号解调

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190249

作者:宋 朋1,何国栋2

作者单位:1.中国电子科技集团公司第五十八研究所,江苏 南京210000; 2.安徽师范大学 物理与电子信息学院,安徽 芜湖241003

摘要: 为了降低二进制偏移载波调制(BOC)信号的采样频率,提出一种基于压缩信号处理的BOC信号解调方案。采用该方法可以降低A/D的采样速率和系统功耗,并且硬件结构比其他方案更加简单。仿真实验表明,压缩感知可以成功地应用在BOC信号接收机中。受噪声折叠的影响,压缩信号处理BOC接收机的性能要比传统接收机略低,其优势在于降低实现的复杂度。考虑信号的量化,噪声折叠对接收机的性能影响要小得多。
关键词:
二进制偏移载波调制
压缩感知
压缩信号处理

计算机技术与应用

基于改进的CAM偏移算法实现运动车辆跟踪

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190198

作者:赵 鹏,丰大军,徐一凤

作者单位:华北计算机系统工程研究所,北京100083

摘要: 与无人车驾驶相关的计算机技术发展火热,其中车辆识别技术在智能交通监控、智能交通信息系统等方面应用越来越广泛。车辆识别包含了运动车辆检测、型别分类、车辆跟踪等内容。对智能车无人驾驶技术中的车辆识别检测等关键技术进行了深入的探究,采用车辆的图像识别结果,选择用平均值求色差值作为识别基础的CAM偏移算法。该算法采用车辆颜色作为特征进行跟踪检测,不会随着车辆的明暗、形状变化被干扰,在车辆识别过程中具有较高的可靠性。对该算法加以改进,实现了对车辆更好的识别。
关键词:
图像识别
车辆检测
识别算法

基于体感交互的智能家居控制与监护系统

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190091

作者:赵 琳1,方艳红1,2,张红英1,2,王学渊1

作者单位:1.西南科技大学 信息工程学院,四川 绵阳621010;2.特殊环境机器人技术四川省重点实验室,四川 绵阳621010

摘要: 为实现通过手势对家居电器设备的控制,并对室内危险情况进行实时监测和报警,设计了基于体感交互的智能家居系统。该系统利用Kinect设备捕获RGBD图像信息,将识别出的手势信息作为控制信号,通过ZigBee局域网对家居设备进行控制;同时对场景中可能出现的老人或小孩摔倒情况进行实时检测判定,对危险情况报警。实验结果表明,该系统能满足通过手势对家居设备进行控制的需求,并且对摔倒情况能进行检测和报警。
关键词:
体感交互
手势识别
家居控制
摔倒检测

一种三维点云自适应隐式曲面重构方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190085

作者:江 盟1,2,蔡 勇1,2,张建生1,2

作者单位:1.西南科技大学 制造科学与工程学院,四川 绵阳621010; 2.制造过程测试技术省部共建教育部重点实验室,四川 绵阳621010

摘要: 基于自适应八叉树和改进的差分进化算法,提出了一种对三维点云数据进行隐式曲面重构的方法。首先对原始点云进行八叉树自适应分割;然后采用改进的径向基元球模型建立局部隐式曲面函数,并运用差分进化算法自适应求解径向基中心、影响半径和形状参数;最后采用改进的对数指数加权拼接算法对局部曲面进行光滑拼接,并采用移动立方体算法进行完整隐式曲面的绘制。实验证明,该方法对多种类型的点云均具有很好的适应性,重构曲面表面光滑、细节特征明显。
关键词:
自适应八叉树
差分进化算法
三维点云
元球模型
光滑拼接

基于改进BP神经网络的心电信号分类方法

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190030

作者:王 莉,郭晓东,惠延波

作者单位:河南工业大学 电气工程学院,河南 郑州450001

摘要: 心电信号的准确判别是实现心电监测系统智能诊断的关键。为提高心电信号的分类精度,研究了一种改进BP神经网络的心电信号分类算法。首先对MIT-BIH Arrhythmia Database样本专家标注心拍进行统计分析,选择正常心拍、室性早搏、左束支传导阻滞心拍和右束支传导阻滞心拍作为神经网络识别目标,采用主成分分析法提取25个心拍特征作为样本向量。仿真结果表明,改进BP神经网络具有较好的分类识别能力,整个样本分类准确率为98.4%。算法收敛速度快,分类精度高,有助于检测和诊断心脏疾病。
关键词:
心电信号
改进BP神经网络
主成分分析
智能诊断

嵌入式技术

基于SIP概念的电气控制组合设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.182874

作者:陆玉芳1,2,庄奕琪1,吴旋辉2

作者单位:1.西安电子科技大学 微电子学院,陕西 西安710071;2.桂林航天电子有限公司,广西 桂林541002

摘要: 进行了箭上上面级电气控制组合小型化研究,阐述了电气控制组合SIP控制系统主控制单元及辅助健康管理单元的架构设计,详细阐述了主控单元中主协议引擎软核、热备份光纤以太网通信软核及各核心子功能软核的设计及实现方法,并简要介绍了SIP控制系统仿真试验及电气控制组合功能试验情况。
关键词:
系统级封装
现场可编程门阵列
知识产权核
电气控制组合
光纤以太网

基于RCP的嵌入式快速开发及半实物仿真技术

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190050

作者:黄雨可,徐 军,虞江航

作者单位:北京理工大学 宇航学院,北京100081

摘要: 将STM32-Mat/Target开发固件库和STM32CubeMX引入MATLAB/Simulink,首先提出了一种基于快速控制原型技术(Rapid Control Prototype,RCP)建立与标定产品具有相同I/O口与实际功能的原型系统建模过程。然后,结合一类航空电子系统大气数据计算机(Air Data Computer,ADC),详细阐述了所测试原型系统的建模方法及半实物仿真环境的配置过程,提出了一种快速高效开发嵌入式工程的方法。最后,将所建立的原型系统用于半实物仿真,测试其相对于理论数学模型的性能和效果。工程应用验证表明,上述方法可充分发挥快速原型系统用于半实物仿真的优势,结合引入的开发固件库,极大地节省时间与成本,提高开发效率。
关键词:
快速控制原型技术
STM32-MatTarget
大气数据计算机
半实物仿真

基于FPGA和TCP/IP的多路采集与切换系统设计与实现

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190247

作者:王 威1,张秋云1,江 虹1,余恒松2,易志强1,朱 笛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 国防科技学院,四川 绵阳621010

摘要: 为保证数据采集应用中系统远距离控制和数据传输的可靠性,及满足多路信号接口的切换与并行数据采集需求,设计了一种基于FPGA和TCP/IP的多路采集与切换系统。该系统以Xilinx Spartan-6系列的FPGA为主控芯片,可满足8组×13路通道的切换,及16路模拟信号的同步采集与实时传输,采用FPGA+TOE架构实现TCP/IP协议通信,并配备监测上位机。通过测试表明,该系统能够长期稳定地进行多路通道切换及高速采集与实时传输,使用便捷、可靠性高,在分布式采集领域中具有一定的应用价值。
关键词:
数据采集
TCPIP协议
多通道切换
FPGA+W5500

基于LVDS的高可靠性远距离数据传输设计

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190096

作者:雷武伟,文 丰,刘东海,王淑琴

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,电子测试技术国家重点实验室,山西 太原030051

摘要: 针对数据在高速远距离传输过程中可靠性低的问题,提出了一种基于LVDS长线传输和新型8B/10B编解码的解决方案。该方案采用了国产LVDS编解码芯片,在硬件电路中加入驱动设计和均衡设计,补偿信号在长线传输中的损耗;在逻辑设计中加入了一种新型的8B/10B编解码,实现数据在传输中的直流平衡,提高传输的可靠性。经验证,该系统中LVDS串行数据可以500 Mb/s的传输速率在240 m的平衡双绞导线上实现无误码传输。
关键词:
高速传输
远距离
LVDS传输
新型8B10B编解码
无误码

减小LoRa技术在实验室监测系统中报警延迟的方法研究

DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.190193

作者:张 丽,李 达,刘辉席,刘守印

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: 作为目前流行的物联网通信技术,LoRa在环境监测领域已有较成熟的解决方案,但其应用于对实时性要求高的场景时,例如实验室安全监测,相应方案不能展现出较好的性能。以目前成熟的LoRa解决方案为基础,在其架构的应用层与服务层间的通信中引入MQTT和Websocket技术,并在服务层中结合使用Node.js、Redis等技术,设计实现低延时实验室安全监测系统。该系统应用层包含Web端页面数据实时展示、移动端APP数据查看以及异常信息告警通知。同时,为实现集中管理多个监测区域的实际应用需求,设计数据推送策略,提高数据传输效率,进一步提高系统实时性。测试结果表明,对比现有环境监测解决方案,本系统能以更低的时延将终端数据传送至应用程序端。
关键词:
LORA
实验室安全监测
低延时
数据推送