2015年第07期-《电子技术应用》杂志

综述与评论

军用总线发展趋势研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.002

作者：董大伟1，周宇江1，郭楹2

作者单位：1.中国电子信息产业集团有限公司，北京100086； 2.北京时代民芯科技有限公司西安分部，陕西西安710119

摘要： “综合模块化航空电子系统”是军用飞行器的重要组成部分，其架构直接决定着飞行器的性能和采用的军用数据总线类型。随着航空电子系统的日益发展，特别是进入当前的分布式综合电子系统阶段，对军用总线时间确定性、多冗余高容错、可组合、可继承性、高带宽等指标提出了更高的要求。通过对比目前主要的几种军用总线的优缺点和具体应用场景，提出了TTP/C是最符合当前综合航电系统发展的军用总线。

关键词：
分布式综合模块化航空电子系统

军用数据总线

基于时间触发的通信协议

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微型LED阵列器件的发展及应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.001

作者：李响1，梁中翥2，包兴臻2，梁静秋2

作者单位：1.中国电子科技集团公司第四十七研究所，辽宁沈阳110032； 2.中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室，吉林长春130033

摘要： LED型微阵列器件作为一种全固态的主动发光器件，拥有工作电压低、发光效率较高、响应速度快、性能稳定可靠、工作温度范围宽等优点。在同一芯片上集成LED阵列技术可以很好地满足自发光微显示、照明及通信等应用需求。目前，国内外在LED微阵列器件方面的研究进展十分迅速。回顾了LED微阵列器件的国内外研究进展及其潜在应用，并对LED微阵列器件未来的发展方向及应用领域作了展望。

关键词：
LED

微阵列器件

微显示

MEMS

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小量程MEMS电容式压力传感器的研究与发展

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.003

作者：张瑞1，2，梁庭1，2，熊继军1，2，刘雨涛1，2，王心心1，2，王涛龙1，2

作者单位：1.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； 2.中北大学电子测试技术国防科技重点实验室，山西太原030051

摘要：介绍了电容式传感器在小量程压力测量领域的优势和目前研制小量程MEMS电容式压力传感器的技术难点。从实现MEMS电容式传感器小量程压力测量的不同方法出发，详细论述了国内外的研究成果、关键技术及应用情况。最后分析总结了小量程MEMS电容式压力传感器的发展方向与挑战。

关键词：
小量程

电容式

微机电系统MEMS

压力传感器

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嵌入式技术

基于OTSU算法的FPGA实时绕距测量系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.004

作者：林宜丙，石守东，孙书丹

作者单位：宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211

摘要：随着FPGA芯片集成度的提高，加之其价格低廉的优势，越来越多的视频图像处理平台采用基于FPGA技术的方案。设计并实现了一个基于OTSU算法的FPGA实时绕距测量系统。首先设计了视频图像灰度化的非浮点运算实现，然后详细讨论了OTSU算法的硬件实现方案，包括其原理、公式简化、流水线处理等。经过OTSU算法处理之后，接着通过统计二值图像中双绞线部分的列宽，计算两个最窄列宽之间的距离即绕距。最后在片上可编程系统上编写软件模块实现功能。

关键词：
Otsu

绕距测量

FPGA

图像处理

NiosII

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基于DALI协议的多传感器控制设备设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.005

作者：张玉杰，杨小伟

作者单位：陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021

摘要：针对目前DALI系统中传感器安装分散、系统控制不灵活、参数配置不方便的问题，提出了一种以SN32F248微控制器为核心、以μC/OS-II操作系统为平台、带有多种传感器的控制设备设计方案。利用WiFi芯片ESP8266，实现了对控制设备的无线配置与查询。红外遥控器配合多传感器的使用，实现了系统的模式切换、场景切换与灯光控制等功能。通过μC/OS-II在SN32F248上的移植以及信号量机制的建立, 解决了任务间的通信、任务的调度问题, 实现了实时操作系统的功能。

关键词：
DALI

红外遥控

WiFi

μCOS-

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面向60 GHz系统的多码率LDPC分层译码器的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.006

作者：江鹏刚，金德鹏

作者单位：清华大学电子工程系，北京100084

摘要：针对60 GHz通信系统中的IEEE 802.11ad标准，提出了一种双层同步迭代式多码率LDPC分层译码器的结构。利用码率越低LDPC校验矩阵越为稀疏的特点，将所有码率下的校验矩阵压缩到单一检验矩阵，以便支持LDPC多码率译码。同时，使用分层译码算法，有效减少迭代次数。基于推荐结构，在Vertex-6 FPGA上实现了支持IEEE 802.11ad标准的4种码率的LDPC译码器，LUTs资源使用量为34%，最高净吞吐率达到3.507 Gb/s。比较结果表明，推荐结构有着低复杂度、高吞吐率的特点。

关键词：
LDPC译码器

60GHz

双层同步迭代

高吞吐率

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嵌入式测姿系统软件的模块化

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.007

作者：田安琪，金天

作者单位：北京航空航天大学电子信息工程学院，北京100191

摘要：由于嵌入式测姿系统软件根据不用需求需实现多种接收机板卡、不同导航系统、多种姿态算法的选择，因此其功能复杂，程序冗长。程序模块化后可有效提高工作效率，操作简便。探讨利用嵌入式软件模块化的方法，基于ARM平台根据嵌入式测姿系统软件的主要流程及其功能对软件进行单元划分，详细阐述了各个模块的功能以及模块之间的接口，解决可操作性、可扩展性等问题，实现了软件的模块化设计。实际数据验证表明，嵌入式测姿软件模块化后可移植性、扩展性增强，可用性高，资源利用率高，并适合在一般载体上使用。

关键词：
测姿

ARM

模块化

软件

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基于ARM9和Linux的风暴潮监控系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.008

作者：勇娅询1，2，刘维亭1，刘怀芝2，周涛2

作者单位：1.江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江212003； 2.中船重工鹏力（南京）大气海洋信息系统有限公司，江苏南京211106

摘要：针对福建沿海地区平潭、霞浦两地存在发生风暴潮的危险，设计了基于ARM9和Linux的风暴潮监控系统。该系统主要是研究近海岸爬坡结算及可视化管理平台，该平台能够实时显示目标海堤视频信息，实时接收、处理堤前海浪波高、周期、波浪爬高、风速、风向、气压等海洋环境实时监测数据等，并能够对观测得到的近岸海浪在海堤上的爬坡视频流进行图像处理、几何校正、分析解算等。通过测试，该系统适用于两地，对其余存在风暴潮危险的地区亦适合推广。

关键词：
风暴潮

ARM9

Linux

实时监控

信号处理

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基于Web服务的物联接入系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.009

作者：于洪波1，2，3，刘鸿飞1，2，3，方丽英1，2，3，陈道新4，王普1，2，3

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.数字社区教育部工程研究中心，北京100124； 3.城市轨道交通北京实验室，北京100124； 4.首都信息发展股份有限公司，北京100029

摘要：由于物联网接入设备与应用业务的多元性与复杂性的增加，实际物联网业务开发中需要对业务与设备做协同处理。针对此类问题，提出一种面向服务的模型架构，并据此以Web服务模式触发各类物联接入设备信息的消息管道流程，并在基础性接入信息处理过程中解决不必要的异构问题。基于Intel复杂指令集的嵌入式开发环境，利用多种语言协作设计实现一个物联接入系统。经实测可顺利完成应用层直接操控感知层的业务功能。

关键词：
物联网

面向服务

消息管道

异构处理

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飞机座舱图形生成系统的硬件加速设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.010

作者：曹峰，高伟林

作者单位：苏州长风航空电子有限公司军品研究所，江苏苏州215151

摘要：针对飞机座舱高分辨率图形实时生成与显示的应用需求，提出了一种适用于硬件实现的图形填充加速设计方法，在FPGA中设计了一种状态机对DSP置入的像素标记进行判断处理。采用SDRAM作为帧存，FPGA与DSP对SDRAM采取乒乓操作方式，实现了高分辨率图形数据的消隐与填充加速处理，填充算法无须将数据回写入SDRAM,实现了画面输出的零延时。试验结果表明，所提出的方法可以大幅减少图形绘图时间。

关键词：
高分辨率图形显示

硬件加速

标记处理

状态机

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微电子技术

A型漏电保护器脱扣电流一致性的创新设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.011

作者：张佳琦，韩雁，李爱玲

作者单位：浙江大学微电子与光电子所，浙江杭州310027

摘要：提出了一种减小A型漏电保护器最小脱扣电流离散性的创新方法，在一个周期中采用不同的连续时间段检测，识别剩余电流的类型和判断它的均方根值是否超过了额定值。在开始计时后，0～3 ms时间内检测±135°的漏电电流，3～7 ms内检测±90°的漏电电流，7～12 ms内检测±0°的漏电电流，3～7 ms以及12～16 ms时间内检测AC型的漏电电流。芯片采用0.5 μm数模混合COMS工艺制作。测试结果表明，A型漏电保护器的脱扣电流的离散减小到了2.8 mA，极大地提高了芯片的可靠性和抗干扰性。

关键词：
A型漏电保护器

最不上脱扣电流值的离散

可靠性

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裸眼3D液晶屏FPGA时序控制技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.012

作者：刘敏1，2，梁发云1，2，王兴鹏1，2，熊根良1，陈海初1

作者单位：1.南昌大学裸眼立体技术与虚拟现实研究中心，江西南昌330031； 2.南昌兴亚光电科技发展有限公司，江西南昌330031

摘要：裸眼3D液晶屏为图像显示载体，可把左右眼的图像准确送至双眼形成立体视觉。左右眼图像信号使用FPGA来准确控制帧同步、行同步与像素时钟，使图像像素准确地传输到屏幕相应位置。研究了裸眼3D屏的数据接口要求，通过裸眼3D显示算法和利用硬件描述语言建立了图像数据流传输模型，得出了裸眼3D字幕显示的可行逻辑设计。系统经过实验验证，运行稳定。

关键词：
裸眼3D

3D字幕

FPGA

Verilog

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线性辅助的DC-DC电压转换器的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.013

作者：侯惠淇，韩志刚，Jordi Cosp-Vilella

作者单位：同济大学电子与信息工程学院，上海201804

摘要：给出了一个片上CMOS线性辅助的电压转换器的设计。一方面，一个线性辅助稳压器可以用来取消输出电压纹波，并可以对负载的变化作出比较迅速的反应；另一方面，并行连接的开关转换器几乎提供了负载的全部输出电流。这种电路连接方式减小了电路上的热损耗，极大地提高了电压转换器的效率。因此，在低等到中等电流消耗的电源系统中，这种设计具有自身的优势。

关键词：
DC-DC电压转换器

线性辅助

开关转换器

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一种低功耗高安全双界面智能卡芯片的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.014

作者：张海峰，侯战斌，陈奎林

作者单位：北京南瑞智芯微电子科技有限公司，北京100192

摘要：根据ISO/IEC7816和ISO/IEC 14443-A协议，完成基于CPU的、集接触和非接触接口为一体的低功耗高安全双界面智能卡芯片的设计实现及样品验证，实现了对芯片面积、速度和功耗之间较好的平衡。结果表明，在采用HHNEC 0.13 μm工艺条件下，所研制的芯片面积为8.08 mm2，在系统时钟16 MHz条件下，平均工作功耗约2 mA，完全满足协议对双界面智能卡芯片的性能要求。采用的128 KB Flash作为程序存储区可提供灵活、强大的COS应用开发空间，也方便将来软件程序的升级。同时，该芯片具有较高的安全性、可控性及可靠性，可以很好地适用于各类双界面智能卡的应用。

关键词：
高安全性

低功耗

双界面

智能卡

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测控技术与仪器仪表

摄像稳定平台中摩擦补偿变结构控制研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.015

作者：王玉辉1，周在龙2

作者单位：1.青岛理工大学理学院，山东青岛266033； 2.华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：为获取清晰稳定的视频图像，必须利用稳定平台给船载摄像机提供一个良好的空间稳定环境。该平台为一个三轴机械设备，当船体处于不同的运动姿态时，轴系间摩擦力矩会改变，因此提出一种考虑摩擦补偿的变结构控制方法。仿真和研究结果表明，与经典PID控制方法相比，变结构控制器能有效消除因摩擦引起的“爬行”和“平顶”现象。使用指数趋近律的变结构控制算法使系统快速跟踪指令信号，动态效果良好。

关键词：
摄像稳定平台

变结构控制

摩擦阻力

PID

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在线半监督Kohonen网络的预抓取手势识别

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.016

作者：张莉1，田彦涛2，3，徐卓君2

作者单位：1.吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林长春130061； 2.吉林大学通信工程学院，吉林长春130025； 3.吉林省教育部仿生工程重点实验室，吉林长春130025

摘要：为实现智能仿生手的抓取，提高模式识别的实时性和灵敏性，提出一种在线半监督Kohonen网络。该网络针对表面肌电信号（sEMG）的特性，在有监督Kohonen网络基础上，将有监督和无监督网络的优势进行结合，应用数据剪辑方法处理训练集更新识别网络，在线识别侧边抓取、球形抓取、三指精确抓取和圆柱形抓取4种预抓取手势。实验表明，与不同Kohonen网络相比，此识别方法具有很好的在线识别能力和正确率。

关键词：
手势识别

表面肌电信号

在线半监督

Kohonen网络

数据剪辑

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基于TDC-GP22高精度低功耗超声波热量表的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.017

作者：高正中1，谭冲1，赵联成2，李凯旋1，魏宁宁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.山东能源枣庄矿业集团，山东枣庄277000

摘要：基于新型的高速时间数字转换芯片TDC-GP22，利用时差法测量原理，设计了一款高精度低功耗的超声波热量表。为提高测量精度，采用W反射式超声波热量表基表实现流量的测量；为实现低功耗，采用MSP430系列单片机作为主控芯片，实现对外围电路的控制及数据处理。TDC-GP22的测量单元主要完成超声波传输时间和进、出口温度的测量。在A类环境下对多组热量表的测试结果表明：该热量表准确度高，流量误差能控制在1%以内，静态工作电流≤9 μA，性能稳定，具有广阔的应用前景。

关键词：
TDC-GP22

超声波热量表

低功耗

高精度

W反射式

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快速稀疏分解在雷达目标识别中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.018

作者：段沛沛1，2，李辉2

作者单位：1.西安石油大学计算机学院，陕西西安710065； 2.西北工业大学电子信息学院，陕西西安710029

摘要：高分辨距离像目标识别算法很多，但利用高分辨距离像（HRRP）稀疏特点进行识别的方法却不多。为此，提出一种基于结构划分过完备字典完成雷达一维距离像稀疏分解，进而实现目标识别的算法。该算法首先依据字典原子的结构特点对其进行划分，简化字典表述的同时减少了原子数据存储量；随后，采用遗传匹配追踪算法（GAMP）对一维距离像训练样本进行稀疏分解以获得类别字典；最后，根据类别字典分析测试样本的重构误差实现目标识别。仿真实验证明，文中算法简洁、识别率高，即便受到噪声干扰依然能稳健地识别目标。

关键词：
雷达目标识别

高分辨距离像

稀疏分解

过完备字典

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一种新型交流耐压核查装置的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.019

作者：孙艳玲1，何毓函1，翟晓卉1，孙晓斌2，孙艳凤3，韩冬军4

作者单位：1.国网山东省电力科学研究院，山东济南255000； 2.国网山东省电力公司，山东济南255000； 3.国网天津蓟县供电公司，天津301900； 4.烟台东方威思顿电气股份有限公司，山东烟台264000

摘要：针对智能电能表做耐压测试过程中准确度无法判定的问题，设计了一种以FM3308微处理器为核心的交流耐压核查装置。装置采用模块化设计，包括硬件和软件设计。硬件部分包括电源电路、电压取样电路、计量控制电路、红外通信电路等，软件部分包括主程序流程图和校表流程图。通过标准功率源校验后，耐压核查装置测试数据准确，误差精度高，满足了智能电能表检表的要求和性能。

关键词：
智能电能表

FM3308

微处理器

红外通信

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婴幼儿安全监控保障系统研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.020

作者：李文欣，陈国金，陈昌，王堃喆，黄操

作者单位：杭州电子科技大学机械工程学院，浙江杭州310018

摘要：基于STC89C52和sim300c的婴幼儿安全保障系统，利用单片机作为主控系统，结合RFID传感技术、GPRS通信技术、语音检测技术等实现对婴幼儿活动范围及对婴幼儿体温、啼哭、尿布湿度等情况的检测。该系统具有无线远程测控的功能，操作方便，成本低，适合大量推广使用。

关键词：
RFID

SIM300C

多功能

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基于AES算法的存储测试系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.021

作者：孙汶1，2，朱平1，2

作者单位：1.中北大学电子测试技术国防科技重点实验室，山西太原030051； 2.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：为了实现对存储测试系统在某些应用场合中数据保密的需求，提出了一种基于AES算法的数据加密系统设计方案，并完成了系统的算法仿真与硬件设计。系统的硬件以Xilinx公司的FPGA为主要芯片，实现数据采集与加密功能。采用VHDL语言来描述AES算法的硬件实现，对AES加密系统的整体结构和各个子模块进行了仿真与优化。从仿真测试结果看，完全能够满足存储测试系统的加密要求，达到了设计要求。

关键词：
AES

存储测试

VHDL

加密系统

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通信技术

电力巡线无人机数据传输系统研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.022

作者：魏传虎1，2，任杰2，张晶晶1，2，刘俍1，2，王万国1，2，杨贺3

作者单位：1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东济南250002； 2.山东鲁能智能技术有限公司，山东济南250101； 3.天津航天中为数据系统科技有限公司，天津300301

摘要：针对无人机数据链系统需要同时传输不同类型信息而且其性能指标迥异的问题，提出了安全性非对称信息一体化传输技术。该技术采用直接序列扩频技术对遥测等重要数据进行附加保护，与图像数据复接后统一进行QPSK调制，解决了直接复接技术可靠性不足、UQPSK功率分配灵活性差的问题，实现了多类型信息的差别复合传输。仿真结果表明，在改善频带利用率的同时，提高了重要信息链路的接收信噪比，与理论分析一致。

关键词：
无人机数据链

非对称信息

一体化传输

抗干扰能力

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无线Mesh网络中一种分布式路由方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.023

作者：钟朗，李广军，杨学敏，杨云乐

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：在多射频多信道无线Mesh网络中，链路负载和节点位置的变化将导致网络性能的下降。针对此问题，在混合无线网状路由协议反应式路由基础上，设计了一种新的混合信道分配的分布式路由算法。该算法在路由建立的同时可实现以数据流为单位的最优信道分配，且能避免因单节点失效导致整个网络崩溃的危险。仿真结果表明，提出的RHCA算法较传统算法在网络吞吐量和端到端平均时延方面均有显著优势。另外，在节点移动场景下，所提出的分布式路由算法较其他方法能获得更高的吞吐量和更好的稳健性。

关键词：
无线mesh网络

分布式路由算法

信道分配

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一种基于BICM-ID的物理层网络编码联合设计方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.024

作者：袁全盛，胡永江，王长龙，杨志民

作者单位：军械工程学院无人机工程系，河北石家庄050003

摘要：基于迭代比特交织编码调制(BICM-ID)提出了一种物理层网络编码与编码调制技术联合设计方案。该方案将编码调制技术和物理层网络编码联合设计，提高了网络吞吐量，通过设计一种星座映射方案，增大欧氏距离，降低误码率。此外，由于译码器部分只采用了一个SISO译码模块，编码译码方式采用卷积码，使得译码复杂度大大降低。

关键词：
迭代比特交织编码调制

物理层网络编码

卷积码

联合设计

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高阶调制下极化码的构造研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.025

作者：章新城，林灯生，李少谦

作者单位：电子科技大学通信抗干扰技术国家级重点实验室，四川成都611731

摘要：为了避免利用传统方法在高阶调制时无法确定极化码的码元噪声功率的问题，提出一种将高阶调制信道分解成多个平行的并具有固定噪声功率的二进制输入子信道的方法，将高阶调制下极化码构造问题转化为一般的二进制输入信道的极化码构造问题，从而实现了高阶调制时的极化码构造，并针对格雷映射8-PSK调制和PAM/QAM调制等常用的高阶调制进行特定设计。仿真结果表明，采用推荐方法可以带来明显的性能提升。

关键词：
极化码

高阶调制

编码调制

平行信道

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毫米波40 GHz桌面无线传输信道链路损耗分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.026

作者：黄雷，周杰，刘鹏

作者单位：南京信息工程大学气象探测与信息处理重点实验室，江苏南京210044

摘要：根据不同的极化模式提出了一种基于距离的反射系数表示法，同时提出适合40 GHz桌面无线传输信道链路损耗的模型。研究比较了工作在典型的桌面材料的链路损耗结果，同时验证了对理论数据拟合得到平均链路损耗参数方法的有效性。比较了改进的40 GHz与60 GHz桌面环境下的链路损耗。结果表明，垂直极化模式和木制桌面材料环境下，用经验模型描述平均链路损耗时的吻合度较高。

关键词：
40GHz

反射系数

桌面材料

链路损耗

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频域干扰抑制技术对测量接收机测量精度影响

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.027

作者：王振伟，崔晓伟，陆明泉

作者单位：清华大学电子工程系，北京100084

摘要：选用门限检测方式的频域干扰抑制算法（FDIS），将其应用于测量型接收机中。通过仿真，分析了不同干扰类型被抑制后信号的相关性变化、环路测量精度变化。仿真结果显示，频域干扰抑制技术可以对干信比为50 dB的干扰信号进行抑制。剔除干扰谱线会造成信号能量损失，不同类型干扰信号对测量精度影响程度存在差别，窄带干扰影响最大。受到影响的测量值仍满足精度要求。

关键词：
频域干扰抑制

测量精度

窄带干扰

测量型接收机

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车联网VANETs中一种分发紧急消息的广播方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.028

作者：张韧志，韩栋

作者单位：黄淮学院信息工程学院，河南驻马店463000

摘要：车载网VANETs中的车间通信V2V能够实现车间紧急消息的传递。然而，传统的广播算法采用RTB和CTB握手机制，同时在传递消息后，还需确认ACK环节，降低了紧急消息传递速度、增加了传输时延。为此，提出了一种广播紧急消息的新型算法。该算法利用数据包的信噪比SNR和节点位置坐标信息计算最大竞争窗口，再在最大竞争窗口内随机选择一个时隙用于转发紧急消息，避免了RTB/CTB握手机制。当源节点收到重播的紧急消息，表明紧急消息已成功传到下一节点，将其作为抑制源节点再广播紧急消息指标，避免了ACK确认环节，从而提高了紧急消息的传播效率和速度，降低了传输时延。

关键词：
车载网

广播

RTB

CTB

ACK

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网络与信息安全

基于人工免疫系统的僵尸短信入侵检测

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.029

作者：谢丽霞，赵彬彬

作者单位：中国民航大学计算机科学与技术学院，天津300300

摘要：针对移动僵尸网络日益活跃的现状，提出一种基于人工免疫的僵尸短信入侵检测模型。该模型包含两个核心模块，短信过滤模块提取短信号码与黑名单信息相匹配初步过滤垃圾短信和广告；短信识别免疫模块量化短信的签名信息生成抗原，采用实值否定选择算法生成抗体，通过抗原与抗体的亲密程度识别僵尸短信，最后根据用户反馈结果更新抗体。实验结果表明：该模型具有较高的检测率，证明了其可行性。

关键词：
僵尸短信

人工免疫

实值否定选择

欧氏距离

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低资源成本的云计算自适应实时资源监控研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.030

作者：郑建秋，郑子伟

作者单位：厦门城市职业学院，福建厦门361008

摘要：分布式云计算的云端数据量巨大，而云端资源监控则需对大数据采样，因而产生大量的计算开销与资源消耗，对此，提出了一种两阶段的自适应监控方案。首先，在训练阶段，采集适量的资源样本，计算其资源变化相关的阈值参数，并计算资源变化的质量值；然后，在自适应监控阶段，使用训练阶段的算法，根据不同的资源变化剧烈程度更新采样周期，从而实现动态的采样周期调节。试验结果证明，与静态监控算法相比，该算法具有较好的监控性能，同时具有较低的资源开销。

关键词：
资源成本

实时监控

云计算

大数据

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工业控制防危系统专家规则的管理

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.031

作者：李林峰1，房志奇1，康卫1，朱廷劭2，徐新国1

作者单位：1.中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，北京100083； 2.中国科学院心理研究所，北京100101

摘要：工控系统的防危过程需要一系列的合法动作来实现。选择使用有限状态机展示其防危过程，使用专家规则库管理蕴藏在有限状态机中的规则。对专家规则的管理涉及规则的编辑、优化、验证、保存等，编辑专家规则基于专家系统实现；专家规则的优化基于卡诺图实现；采用XML形式对专家规则进行保存。专家规则实例表明，采用这些技术管理专家规则准确而高效。

关键词：
防危系统

有限状态机

专家规则

规则管理

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基于最大似然估计与朴素贝叶斯的WSN故障检测

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.032

作者：敬明旻，肖莉，杨传书

作者单位：中国石化石油工程技术研究院信息与标准化研究所，北京100101

摘要： WSN中的故障节点导致网络的数据传递延迟与能耗增加，同时可引起网络拥塞等问题，对此提出一种基于最大似然估计与朴素贝叶斯分析器的WSN故障节点诊断与定位算法。首先，从数据包的协议部分提取大量特征作为训练数据集，从中估算边际概率并建立朴素贝叶斯分类器，使用最大似然估计估算条件概率。检测阶段则通过判断传输延迟是否满足阈值条件来决定可疑节点，然后使用朴素贝叶斯分类器检测故障节点，最终将节点成功进行分类。

关键词：
最大似然估计

朴素贝叶斯分类器

故障诊断

无线传感器网络

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电源技术与应用

基于SOC的锂离子电池组主动均衡系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.033

作者：汪秋婷，戚伟，肖铎

作者单位：浙江大学城市学院信息工程学院，浙江杭州310015

摘要：对锂离子电池组的工作状态和工作性能进行研究，采用电子技术和计算机控制技术设计智能锂离子电池组均衡控制系统。建立电池组动态模型，创新性地提出基于SOC估计值的主动均衡控制方法，该方法利用抗差无迹Kalman滤波（UKF）得到的高精度SOC估计值作为决策基础。通过18650型锂离子电池组仿真实验表明，所设计的电池组主动均衡系统和新型均衡算法具有较好的实时性和较高的控制精度，对提高纯电动汽车的能量利用率具有重要的现实意义。

关键词：
锂离子电池组

SOC

主动均衡

抗差UKF

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考虑功率预测的储能电站动态优化控制方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.034

作者：袁弘1，李建祥1，刘海波1，张华栋2，高玉明2

作者单位：1.国网山东省电力公司电力科学研究院，山东济南250002； 2.国网山东省电力公司，山东济南250002

摘要：提出了基于超短期功率预测的储能电站平抑风电功率波动的动态优化控制方法，系统考虑影响储能电站的多种因素，构建基于风功率超前信息的充放电策略；以荷电状态偏移量最小为目标构建优化控制模型，同时考虑储能介质的性能约束，得到下一次控制步长内的优化控制模式，由此形成递进式的动态控制策略。实际风电场运行数据算例分析表明，所提方法可有效实现储能电站的高效控制，具有一定实际应用价值。

关键词：
储能电站

动态

优化

控制

可再生能源

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基于二重积分滑动面的Buck变换器滑模研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.035

作者：李凯，李建兵，周东方，郑锴

作者单位：信息工程大学信息系统工程学院，河南郑州450001

摘要：利用状态空间平均方法建立了Buck变换器的数学模型，该模型考虑了电容和电感的串联等效电阻，仿真结果与电路模型的仿真结果基本一致，其准确性较高；基于该数学模型，分别设计了PID控制和PWM滑模控制，滑模控制基于二重积分滑动面，并利用了电流信息。仿真结果表明，在负载突变情况下，基于二重积分滑动面的PWM滑模电流控制具有更好的动态响应特性和稳态误差调节特性。

关键词：
PID控制

PWM滑模控制

负载突变

二重积分滑动面

电流控制

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改进型单周期控制SIDO-Buck变换器研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.036

作者：李良光，郑加，周建，宋中明，徐良成

作者单位：安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232001

摘要： SIDO-Buck是一种利用单电感实现双路输出的降压型变换器，具有功率元件少、效率高的优点，但各路输出间存在交叉调节和较大电压纹波的问题，使得输出电压不稳定；引入差/共模电压环路后由于电感电流存在不同的模态，导致电流型控制中斜率补偿存在设计难题。研究了另一种无电流环的单周期控制实现SIDO-Buck变换器输出的稳定，建立了单周期控制SIDO-Buck变换器的闭环系统模型。通过仿真及实验验证了单周期控制SIDO-Buck变换器的可行性。

关键词：
便携式电子系统

SIDO-Buck

单周期控制

差共模电压

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基于广义状态平均法的双有源全桥变换器建模

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.037

作者：蒋小平1，魏立彬1，彭朝阳1，罗中戈2，沙广林1

作者单位：1．中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院，北京100083； 2．国网北京市电力公司城区供电公司，北京100037

摘要：双向DC-DC变换器是电动汽车和新能源发电技术中的关键装置，对其精确、高效地控制具有重要意义。其中，建立双有源全桥双向DC-DC变换器的精确动态数学模型是设计高性能指标控制器的关键环节。首先阐述基于傅里叶变换的广义状态空间建模方法；然后，根据双有源全桥DC-DC变换器的时域状态描述，应用广义状态空间平均法分析双有源全桥变换器稳态特性，并建立动态小信号模型；最后，通过仿真实验比较广义状态空间平均法、状态空间平均法建模与实际拓扑稳态输出的误差，验证利用广义状态空间法所建模型更精确、可靠，为拓扑控制器设计提供理论分析依据。

关键词：
双向

双有源全桥DC-DC变换器

广义状态空间平均

建模

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基于FFT的单相串联型有源电力滤波器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.038

作者：孟彦京，周鹏，王素娥

作者单位：陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021

摘要：设计了基于FFT的单相串联型有源电力滤波器（APF），它具有动态响应快、不受电网、负载运行条件的约束、能很好补偿低次电压谐波等特点。采用FFT算法得到电网电压谐波的频率、幅值、相位信息，控制逆变器产生一个与电网谐波幅值相等、频率相同、相位相反的谐波电压补偿原来电网电压谐波；并优化了过零检测电路，使其拥有较强抗干扰性的同时不会产生相位差。通过实验表明基于FFT的单相串联型APF可以很好地补偿低频电压谐波，使电网电压THD<3%。

关键词：
APF

FFT

谐波补偿

滤波

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计算机技术与应用

基于Hadoop的测试数据处理系统设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.039

作者：刘有耀，李彬

作者单位：西安邮电大学专用集成电路设计中心，陕西西安710061

摘要：提出一种基于Hadoop软件框架进行海量测试数据处理的解决方案。在深入研究Hadoop分布式系统构架、HDFS分布式文件系统以及MapReduce分布式编程模型的基础上，设计并实现了二进制测试数据文件到HDFS的传输机制以及基于MapReduce的测试数据分布式格式转换系统。最后搭建实验环境，验证了整个系统的正确性并对分布式格式转换系统进行性能评估。与本地单机相比，系统在处理海量数据时具有更高的效率及更好的可拓展性。

关键词：
半导体测试数据

分布式存储

Hadoop

MapReduce

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基于ZigBee嵌入式双网路由交换节点的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.040

作者：朱磊1，董亮1，夏颖1，孙振龙2，王艳春1，李会1

作者单位：1.齐齐哈尔大学通信与电子工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006； 2.齐齐哈尔大学招生办，黑龙江齐齐哈尔161006

摘要：针对油井位置偏远，线路架设不便，不能实时、有效地对其进行日常数据采集与监管的问题，采用物联网技术，通过ZigBee的自组网与Internet相结合，有效地将油田采集的数据通过所设计的交换节点进行传输。通过上位机与下位机的系统测试表明，该系统具有数据处理能力高、网络信号强、系统维护方便等优点，该系统在油田数据监测中具有较好的应用前景。

关键词：
ZigBee

ZigBee数据采集实时监控JN5139

交换节点

无线网络

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基于混合遗传算法的去耦电容网络设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.041

作者：王保坡1，2，3，杜劲松1，3，田星1，3，毕欣1，3

作者单位：1.中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016； 2.中国科学院大学，北京100049； 3.辽宁省雷达系统研究与应用技术重点实验室，辽宁沈阳110179

摘要：结合基于目标阻抗的设计方法，将混合遗传算法应用于PDN（电源分配网络）的去耦电容网络设计，对所需去耦电容器的种类和数目进行优化计算，同时与标准遗传算法和传统设计方法进行对比，借助Cadence电源完整性仿真工具验证设计结果的有效性和合理性。避免了传统设计需要借助EDA工具进行反复修改和验证的繁琐过程，同时减少了设计冗余，节省了PCB布局布线空间，为高频电路的PDN设计提供参考。

关键词：
电源分配网络

混合遗传算法

去耦电容

PCB

优化设计

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四旋翼双环滑模姿态控制系统设计与仿真

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.042

作者：蔡伟平1，胡越黎1，2，杨文荣2，冉峰2

作者单位：1.上海大学机电工程与自动化学院，上海200072； 2.上海大学微电子研究与开发中心，上海200072

摘要：针对四旋翼姿态角难以快速跟踪实际控制指令，传统线性化方法稳定性能不佳、用简单滑模控制存在控制律难以实现等问题，提出了一种基于双环滑模控制系统的设计方案。通过建立四旋翼的姿态动力学模型推导出姿态角和角速度的控制律方程。最后，基于实验室搭建的四旋翼硬件实验平台对该方案进行MATLAB仿真分析，并与常规PID控制方法和反步法进行了比较。结果表明该方法有效可行，跟踪姿态角更加快速、精确。

关键词：
四旋翼无人飞行器

双环滑模

姿态控制

Matlab

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HHT在血细胞特征提取中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.043

作者：罗亮，龙伟，李富贵，詹从来

作者单位：南昌大学信息工程学院，江西南昌330031

摘要：提出一种基于Hilbert-Huang变换(HHT)的特征分析方法，该方法将血细胞信号进行经验模态分解和Hilbert变换，提取信号的平均强度、频谱质心和能量贡献率作为频域特征，与信号的时域特征结合，最终完成血细胞特征向量对脉冲信号的统计和识别。仿真实验中，使用HHT的识别算法正确率由模拟电路法的72.33%提高至94.33%；而使用该算法的血细胞分析仪与奥菲MYTHIC 18的可比性合格率达到98.5%，分类相关性系数都在94%以上。实验结果表明，该方法能提高仪器的计数正确度和分类准确性。

关键词：
血细胞信号

特征提取

经验模态分解

频域特征

Hilbert-Huang变换

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智能电网

山区季节性负荷用户接入新体系研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.044

作者：张林垚1，吴涵2，吴桂联1，李明3，荣振中3，王宗礼3，刘军3

作者单位：1.国网福建省电力有限公司经济技术研究院，福建福州350012； 2.国网福建省电力有限公司电力科学研究院，福建福州350012； 3.山东国研电力技术有限公司，山东济南250101

摘要：遵循“安全、可靠、经济、合理”的原则，建立福建山区用户接入的一般体系。通过分析福建山区中低压配电网特点和福建山区负荷特性，结合用户接入的一般体系，运用负荷距理论，提出适用于福建山区季节性负荷的用户接入体系，以缓解季节性负荷用户带来的“低电压”问题。

关键词：
用户接入

季节性负荷

负荷距

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山区分布式电源最优接入容量及位置研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.07.045

作者：宣菊琴1，张林垚2，吴桂联2，李明3，王宗礼3，刘军3

作者单位：1.国网福建省电力有限公司，福建福州350012； 2.国网福建省电力有限公司经济技术研究院，福建福州350012； 3.山东国研电力技术有限公司，山东济南250101

摘要：分布式电源接入位置与容量的不同会对电网产生不同影响，如何确定最优的接入位置及容量是保证分布式电源接入系统经济性运行的关键因素。以系统网损最小为目标，考虑到分布式电源接入对系统潮流分布的影响，建立了福建省山区配电网网损目标函数模型，模型中以系统功率及电压为约束条件，提出利用萤火虫优化算法对分布式电源最优接入位置及容量进行寻优。该算法操作简单，具有很好的全局寻优能力。通过算例分析，验证了该算法在求解中的有效性。