2015年第08期-《电子技术应用》杂志

综述与评论

3D IC-TSV技术与可靠性研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.001

作者：贾国庆，林倩，陈善继

作者单位：青海民族大学物理与电子信息工程学院，青海西宁810007

摘要：对三维（3 Dimension，3D）堆叠集成电路的硅通孔(Through Silicon Via，TSV)互连技术进行了详细的介绍，阐述了TSV的关键技术与工艺，比如对准、键合、晶圆减薄、通孔刻蚀、铜大马士革工艺等。着重对TSV可靠性分析的重要性、研究现状和热应力分析方面进行了介绍。以传热分析为例，实现简单TSV模型的热仿真分析和理论计算。最后介绍了TSV技术市场化动态和未来展望。

关键词：
3D-TSV

通孔

晶圆减薄

键合

热可靠性

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智慧交通关键技术及应用综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.002

作者：苑宇坤1，2，张宇3，魏坦勇1，2，杨明亮1，2，谭秋林1，2

作者单位：1.中北大学电子测试技术国家重点实验室，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；3.苏州寻息电子科技有限公司，江苏苏州215123

摘要：交通和每个城市的发展都是相辅相成的，作为智慧城市建设的重要分支，智慧交通得到了越来越多的关注。简述了智慧交通的概念和总体架构，重点论述了无线传感网络、数据挖掘、智能交通云等关键技术在智慧交通中的应用，最后对智慧交通的实际应用现状做了说明。

关键词：
智慧城市

智慧交通

无线传感网络

数据挖掘

智能交通云

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嵌入式技术

基于DSP的磁振热系统的研究与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.003

作者：朱凯1，伍瑞卿1，2，张雷1，顾庆水1

作者单位：1.电子科技大学电子工程学院，四川成都611731；2.电子科技大学信息医学研究中心，四川成都611731

摘要：低频脉冲磁场、振动、发热三种物理因子对生物体具有积极作用，因而磁振热系统受到广泛关注。利用数字信号处理器DSP作为系统控制核心，产生频率、占空比、幅度均可调节的脉冲波，经电流驱动电路驱动输出头，产生脉冲磁场、振动和发热。系统产生的三种物理因子的参数均可调节，并可以组合使用。实验测试结果表明，该系统操作方便，性能稳定，参数达到预期要求，为进一步临床应用奠定基础。

关键词：
脉冲磁场

DSP

振动

温度

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基于微信公众平台的云智能采集系统的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.004

作者：朱智星1，白鹏飞1，罗智杰1，周国富1，2，3

作者单位：1.华南师范大学华南先进光电子研究院彩色动态电子纸显示技术研究所，广东广州510006； 2.深圳市国华光电科技有限公司，广东深圳518110；3.深圳市国华光电研究院，广东深圳518110

摘要：随着物联网技术在数据采集中的应用和发展，针对传统数据采集系统的用户参与性差的问题，提出了一种基于微信公众平台的云智能采集系统。该系统以Xilinx Zynq-7000系列全可编程片上系统为设计平台，利用PmodHMT模块进行温湿度的采集；采用蓝牙4.0 BLE方案与微信进行通信，从而实现了用户实时地对云智能采集系统的远程控制。

关键词：
微信公众平台

全可编程片上系统

PmodHMT

云智能采集系统

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基于KL25的RFID构件化工程框架研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.005

作者：曹国平1，2，王宜怀1，2，凌云1，2

作者单位：1.苏州大学计算机科学与技术学院，江苏苏州215006；2.软件新技术与产业化协同创新中心，江苏南京210093

摘要：目前，RFID技术已在物流仓储、交通运输等很多领域被广泛使用，但在应用系统的开发过程中存在大量重复工作。依据软件工程思想，设计了通用的RFID构件，并给出了构件化工程框架，同时采用以飞思卡尔KL25MCU（ARM Cortex-M0+内核）和射频芯片RC531组成的实验装置为实例，在KDS1.1.1开发环境下对该构件框架进行了具体的工程测试，为提高RFID应用系统开发的规范性和可移植性提供了重要参考。

关键词：
RFID

工程框架

KL25

RC531

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基于ARM+FPGA的引信信息测试系统设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.006

作者：吴茂林1，吴向臣1，周在龙2

作者单位：1.海军工程大学兵器工程系，湖北武汉430033；2.华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：引信信息交联信号具有快速性、瞬时性和高频率等特性。通过嵌入式系统和FPGA设计实现了一种引信信息交联信号的测试系统，能同时对多路引信交联信息进行实时检测、信息发送装定和反馈，通过对高频瞬时信号的信息处理，设计专用调制解调与编码解码电路和人机交互应用程序。设计的测试系统经过多次试验，验证了其有效性和准确性。

关键词：
ARM

FPGA

系统设计

硬件电路

软件结构

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基于铱星通信的海洋环境在线监测系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.007

作者：孔佑迪，门雅彬，齐占辉，顾季源

作者单位：国家海洋技术中心，天津300112

摘要：为克服目前海洋环境在线监测仪器设备在应用北斗卫星通信系统的区域限制和Argos卫星通信系统的实时性限制，设计了基于铱星通信系统，并应用于海洋环境在线监测的漂流浮标。浮标采用C8051F单片机作为控制核心，利用HD—2005型便携式χ-γ剂量率仪和海水温盐深测量仪等作为传感器，测量数据经铱星突发短数据终端模块9602上传至铱星通信系统指定邮箱，或反向传送控制命令。浮标通过海上模拟实验获得了较好的效果，初步证明了该设计方案满足低功耗实时传输海洋环境监测数据的要求。

关键词：
海洋环境监测

铱星通信

终端模块9602

实时数据传输

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土壤旱情监测系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.008

作者：温宗周，李瑛

作者单位：西安工程大学电子信息学院，陕西西安710048

摘要：针对我国对旱情监测主要依靠人工观测，存在着工作量大、时效性差的问题，结合旱情信息采集技术与无线通信数据传输技术，设计了基于STM32的旱情信息采集和数据远程传输的遥测终端机。实验结果表明，该系统能够实现对土壤含水率、蒸发量、降雨量和温度的实时数据采集，并将采集的数据通过GPRS无线网络上报给中心站；中心站通过基于BP神经网络算法的旱情预测模型，实时对遥测终端机上报的旱情参量数据进行综合评估。

关键词：
旱情监测

GPRS无线通信

BP神经网络

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基于低功耗蓝牙网络的家用胎儿监护系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.009

作者：甘广辉1，童蕾2，陈超敏1

作者单位：1.南方医科大学生物医学工程学院，广东广州510515；2.广东机电职业技术学院，广东广州510515

摘要：提出了一种基于低功耗无线蓝牙网络的家用胎儿监护系统方案。系统通过低功耗蓝牙4.0（BLE4.0）技术组建无线蓝牙传感器网络，实现对胎心率、宫缩压和胎动生理信号的采集与传输，并针对生理信号的特点进行算法优化，提高了使用的便捷性和监测的准确度。通过手机与无线传感器的连接对数据进行显示和存储，实现胎儿的实时监护。

关键词：
移动健康

低功耗蓝牙4.0

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微电子技术

一种基于压电效应的振动能量收集电路

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.010

作者：荣训，陈志敏，曹广忠

作者单位：深圳大学深圳电磁控制重点实验室，广东深圳518060

摘要：为了收集环境中的振动能量，实现传感器等低能耗器件的自供能，设计了一种可收集环境中低频机械振动能量的发电电能收集电路，通过三倍压电路将压电晶体产生的交流电压进行倍压放大，利用LTC3588-1电源管理芯片中的低噪声全波整流及高效降压转换器进行变换，获得可为传感器等低能耗器件供电的直流电压。分析与实验表明，设计的振动能量收集电路可为传感器等器件提供电能，实现微弱电能的收集。

关键词：
压电效应

振动能量

能量收集电路

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基于片上网络改进HT模型的测试方法及仿真

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.011

作者：章玉珠，何怡刚，邱星星，范佳兴，袁莉芬

作者单位：合肥工业大学电气与自动化工程学院，安徽合肥230009

摘要： NoC结构规模巨大，内部电路互连非常复杂，NoC内部串扰严重影响了片上系统的信号完整性。基于改进HT模型提出一种串扰测试的方法，实验结果表明，在改进的HT模型来中，N根传输线传统串扰测试方法需要测试6N次，而此方法只需要18次，从而有效地减小了开销。基于改进的HT故障种类模型设计了一套基于改进HT模型的测试代码，根据测试代码利用Pspice仿真软件设计了一种测试代码电路，该测试电路是利用16位数据选择器和16进制计数器构成，并对测试电路进行仿真测试，测试结果表明该电路能够满足测试要求并且具有可移植的优点。

关键词：
片上网络

改进HT故障模型

测试次数

串扰

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4模集合余数系统比例变换

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.013

作者：吕晓兰，崔得龙

作者单位：广东石油化工学院计算机与电子信息学院，广东茂名525000

摘要：数值缩放(scaling)和奇偶检测等的高效VLSI实现已经成为剩余数系统(RNS)研究的瓶颈问题。该文基于4模集合{2n，22n+1，2n+1，2n-1}，在新中国余数定理的基础上，提出了该模集合优化的2n比例变换优化算法，并基于VLSI实现其硬件结构。分析结果表明,该2n比例变换的VLSI实现具有更好的面积和功耗特性。

关键词：
新中国余数定理

反向转换器

数值缩放

VLSI

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基于FPGA的数字卷积加减速算法的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.012

作者：程文雅，高敏，李盛培

作者单位：西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621000

摘要：为了减小计算量，引入了数字卷积采用FPGA硬件编程的方式实现加减速控制算法，提高了算法的稳定性和运算速度；为了减小速度误差和位置误差，在不同情况下采用相应的补偿算法来实现对定点数运算过程中的余数处理；针对数字卷积运算之前产生的余数，在速度序列的末尾添加速度补偿序列来消除余数误差；对于数字卷积运算过程中产生的余数，采用余数累加的方式来减小余数误差。

关键词：
加减速

数字卷积

梯形曲线

S形曲线

FPGA

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测控技术与仪器仪表

矿产开发设备运行状态远程监测系统设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.014

作者：祝天宇1，肖新清1，孙格格1，曾英2，李陇岗2

作者单位：1.中国农业大学信息与电气工程学院，北京100083；2.成都理工大学材料与化学化工学院，四川成都610059

摘要：针对青海矿产设备运行状态监测困难、故障诊断不及时等问题，使用ZigBee CC2530开发板、霍尔电流传感器及温湿度传感器等构成无线传感器监测节点，组成无线传感器网络短程通信，并通过WSN/GPRS网关节点实现远程通信，用户最终可通过Web系统对矿产设备的运行状态进行监测和管理。

关键词：
设备监测

无线传感器网络

ZigBee

远程实时监测

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基于DSP的空间小型磁偏转质谱计电控系统的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.015

作者：高青松，银东东，郭美如，雷军刚，李云鹏

作者单位：兰州空间技术物理研究所真空技术与物理重点实验室，甘肃兰州730000

摘要：空间小型磁偏转质谱计是一种用于轨道、行星大气和土壤成分分析的仪器，设计了一种基于DSP的电控系统，作为质谱计的核心组成单元，用于离子源微弱电流信号的检测与采集、扫描高压控制、灯丝电流控制、性能监测以及CAN总线通信等。2012年11月在我国某型号新技术验证卫星上实现了搭载，经过两年多在轨实验，探测出地球卫星轨道上以及卫星放出的气体成分。应用表明，小型磁偏转质谱计电控系统体积小、重量轻，信号检测精确，控制精度高，运行稳定可靠。

关键词：
空间质谱计

磁偏转

DSP

微弱电流检测

扫描控制

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智能电网UHF局放在线监测仪设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.016

作者：李文欣，陈国金，陈慧鹏，王堃喆，黎川

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：针对智能电网建设和运行维护过程中的局部放电问题，设计了一套便携、实用的监测系统——UHF局放在线监测仪，它对传统工控机架构加以革新，通过对双路正交下变频器、双通道高速AD等技术的应用，以达到对300 MHz~3 200 MHz频段的信号进行接收、处理，具有良好的信噪比。现场实验表明,该方法的成功应用将有助于推动电力变压器局部放电检测理论和技术的发展，提高绝缘诊断的准确性和可靠性。

关键词：
智能电网

UHF

FPGA

同步信号

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遥测数据采集压缩系统的LZW算法优化设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.017

作者：闫晓俊1，2，李锦明1，2，温杰1，2，程龙1，2

作者单位：1.中北大学电子测试国家重点实验室，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：针对数据采集压缩系统压缩速率慢和压缩效果不足这一问题，分析了字典大小和查找字典的方式对压缩性能的影响，提出了优化LZW算法的方法。该方法引入基于散列函数的字典查找方式和删除当前未被引用词条的字典更新方式提高字典压缩效率，并通过优化算法和传统算法的比较以及仿真，验证了算法的优越性。测试结果表明，该优化方法整体上提高了系统的压缩性能，具有较高的工程实用性。

关键词：
LZW算法

无损压缩

遥测数据

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局部放电信号在电缆中传输衰减的理论研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.018

作者：吴盛友，彭元泉，孔令生

作者单位：广东电网公司佛山高明供电局，广东佛山528500

摘要：在现场试验中一旦发现超标放电，就需要确定放电的部位和类型。根据放电的特性区分不同的故障类型，具有重要的意义。宽频带采样的局放检测方法已逐渐开展，获取放电信号波形并根据其时域特征进行识别的方法也有一定的研究，但没有考虑到脉冲传播路径对原始放电波形的影响，即由于电缆中的局部放电可能存在于任何位置，在固定的检测点获得的信号波形，必然携带有从原始位置传播到检测点的路径所含的未知信息，这将给正确识别带来困难。因此提出了电缆中局放信号衰减影响因素的理论计算方法。

关键词：
电力电缆

局部放电

幅值

相位

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基于ZigBee技术的无导联线动态心电监测仪设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.019

作者：凌振宝，李姝妍，张铭，李东时

作者单位：吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林长春130000

摘要：针对目前有导联线动态心电监测装置存在束缚感较强、导联线牵拉影响采集的心电信号质量等问题，设计了一种基于ZigBee技术的无导联线动态心电监测仪。该系统由心电信号采集与预处理、无线传输和上位机显示等模块组成。采集的心电信号经预处理后进行数字化，并通过ZigBee节点进行接收和发送，数据由串口传输至上位机实现心电信号的实时显示，提供初步诊断结果。测试结果表明，该仪器在有噪声干扰的环境中能提取出心电信号，与Holter仪器的相对误差不大于5%，实现了无导联线的动态心电监测。

关键词：
动态心电监测

无导联线

无线传输

ZigBee

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基于高速采样装置的电力电缆局放故障定位

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.020

作者：杨启明，杨启洪，金向军

作者单位：广东电网公司佛山高明供电局，广东佛山528500

摘要：作为电缆局部放电的有效监测手段，脉冲电流法进行局部放电测试的经验及方法日益被深化和掌握。基于高速采样装置采集的电缆接地端脉冲电流信号，针对电缆的非终端和中间端位置发生的局部放电现象，探讨了一种可大致定位电力电缆局部放电位置的方法。

关键词：
电力电缆

局部放电

脉冲电流

定位

查看(9150)

通信技术

多活跃天线空间调制技术的低复杂度检测算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.021

作者：薛宸

作者单位：北京邮电大学国际学院，北京102209

摘要：针对多活跃天线空间调制技术提出了一种低复杂度的检测算法，该解调算法基于干扰消除的思想，不仅在原有的迫零检测算法的基础上进一步降低了解调误码率，同时也解决了迫零检测算法在接收天线数小于发射天线数的情况下无法使用的问题，且复杂度基本与迫零算法相当。通过蒙特卡洛实验对该解调算法的性能进行了分析和评价。

关键词：
宽间调制

多输入多输出

最小均方误差

查看(6468)

基于车队模型的车辆与车辆通信网络连通度研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.022

作者：邵彩幸1，冷甦鹏1，张可2，刘浩3

作者单位：1.电子科技大学通信与信息工程学院，四川成都611731； 2.北京市交通运行监测调度中心，北京100161；3.北京市交通信息中心，北京100161

摘要：车联网节点密度动态变化及节点快速移动，使得连通度成为影响其通信质量的重要因素。车辆以车队的形式在道路上行驶可以减少交通堵塞，同时降低燃油的消耗。研究了单车道和双车道的基于车队模型的车辆与车辆通信网络的连通度概率。研究和仿真结果表明，在有车队存在的VANETs中，网络的连通度概率比没有车队的网络有显著提高；同时，双车道网络的连通度概率比单车道网络也要高。该研究结果能够为未来的智能交通系统设计提供强有力的理论支持。

关键词：
VANETs

连通度

车辆与车辆

单车道

双车道

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基于230 MHz电力无线专网的频谱共享关键技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.023

作者：原义栋1，赵东艳1，吴广宇2

作者单位：1.北京南瑞智芯微电子科技有限公司，北京100192；2.北京邮电大学，北京100876

摘要：无线通信技术是一种重要的电力系统接入网技术，电力无线专用230 MHz频段频谱效率较低，只能支持很低的传输速率，制约了智能电网新业务的发展。为了进一步促进智能电网的实现，提出了一种频谱共享算法，该算法基于OFDM和功率分配技术实现。仿真结果表明，采用该算法能极大地提高频谱效率，提高系统容量。该算法的提出为国家无线电管理委员会进一步完善230 MHz频谱规划方案、促进智能电网的发展提供了有效的参考。

关键词：
无线通信专网

频谱共享

OFDM

功率分配

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卫星通信中调制解调性能的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.024

作者：刘泽，苏开荣，姜玉洁，陈洋，王珊

作者单位：重庆邮电大学移动通信重庆市重点实验室，重庆400065

摘要：卫星通信系统中常用的调制方式主要是PSK及其改进方式，解调采用相干解调。针对复杂多变的卫星信道环境，在对π/4-BPSK、π/4-QPSK原理分析的基础上，引入一种新的调制方式π/4-CQPSK，并对这些调制方式进行比较分析。在解调时采用差分解调而不是传统的相干解调。最后，在特有的卫星信道条件下，仿真分析了上述调制解调方式性能。

关键词：
卫星通信

调制解调

误码率

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室内宽带无线传播信道的建模和统计特征分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.025

作者：刘鹏，周杰，姚颖莉

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：提出了一种基于几何散射模型的综合改进室内参考信道模型，这种模型是由无限数量的散射体均匀分布在三维空间的一个二维水平面上组成的。推导了电磁信号到达角概率分布函数、功率延迟分布、频率相关函数的解析表达式。此外，还通过参考模型提出了一种高效的SOC信道仿真模型。结果表明，SOC信道仿真模型与频率相关函数相关，近似于参考模型，可以很好地应用于评估室内宽带无线通信系统的性能。

关键词：
宽带信道模型

室内信道模型

几何矩形散射模型

参考信道模型

查看(7808)

基于子载波选择配对及功率优化分配的OFDM系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.026

作者：蒋勇1，赵作鹏2

作者单位：1.江苏联合职业技术学院信息技术系，江苏徐州221008； 2.中国矿业大学计算机科学与技术学院，江苏徐州221008

摘要：为了提升OFDM协作通信系统的网络覆盖率及网络容量，提出了一种基于子载波选择配对及功率优化分配的OFDM系统。在OFDM的系统模型上进行中继配对和非中继配对的性能分析，将子载波选择配对转换为一个整数规划问题，并采用基于匈牙利算法的规划方法进行配对矩阵的计算；根据OFDM系统的功率分配问题，采用KKT条件下优化中继功率及电源功率的方法进行功率分配。仿真结果表明，所提出的方法相比统计质量QoS保证的资源分配方案以及OFDM中继系统异构服务的资源分配算法，在提高网络覆盖率和容量上表现出更好的效果。

关键词：
中继OFDM系统

子载波选择配对

功率优化分配

网络覆盖率

网络容量

查看(8112)

一种基于EKF和ANN的车载组合导航方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.027

作者：朱楠，赵洪博，孙超，冯文全

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：车载组合导航通常选用GPS和INS作为子系统，由于车载导航中实时性的要求，选用复杂度较低的扩展卡尔曼（EKF）作为组合导航滤波方法。提出了一种基于神经网络（ANN）和EKF相结合的方法进行组合导航。当GPS信号有效时，对ANN进行训练；当GPS发生间隔时，ANN的输出分量去修正INS输出偏差。同时考虑到GPS和INS信号中高频噪声的存在，采用小波变换方法进行预处理去噪，从而提高ANN训练样本的精度。跑车试验证明，所提出的车载组合导航方法，位置定位平均误差小于3.5 m，可满足车载导航的实际需求。

关键词：
车载导航

扩展卡尔曼

神经网络

小波多尺度分析

查看(7298)

网络与信息安全

一种基于博弈理论的VANET路由算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.028

作者：孙海霞，胡永，刘炜

作者单位：西藏民族大学信息工程学院，西藏光信息处理与可视化技术重点实验室，陕西咸阳712082

摘要：车联网VANET属于移动自组织网的特殊应用，能够自动、无基础设施组织网络。VANET为车与车辆间和车与基础设施间提供通信，然而，VANET的动态拓扑致使移动自组织网的路由不再适用于VANET。为此，提出一种基于博弈理论(Game)路由算法，通过Game寻找最优的路由，并提供接入Internet最优路径。该算法利用学习算法计算纳什等式，再利用纳什等式寻找最合理的路径。仿真结果表明，提出的路由算法能够有效地进行VANET通信。

关键词：
学习算法

纳什均衡

博弈理论

网关

路由

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基于主成分分析的AES算法相关功耗分析攻击

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.029

作者：蔡琛1，陈运1，2，万武南1，陈俊1，胡晓霞1

作者单位：1.成都信息工程大学应用密码学研究所，四川成都610225；2.电子科技大学通信学院，四川成都610054

摘要：针对相关功耗分析攻击中，当功耗曲线的功耗采样点较多时攻击速度缓慢的问题，引入了基于主成分分析的预处理方法。利用主成分分析对功耗曲线进行预处理，提取功耗信息中的主成分，抛弃次要成分，将功耗数据降维，达到减少数据分析量的目的，从而提高攻击效率。以高级加密标准为研究对象，对基于主成分分析的相关功耗分析攻击进行了研究。引入主成分分析的相关功耗分析攻击与经典相关功耗分析攻击的对比实验结果表明：基于主成分分析的预处理将功耗曲线中相关性高于0.2的信息集中到前67号的主成分中，有效地将实际分析功耗点的数量降低至经典相关功耗分析的大约1/4。

关键词：
密码分析

边信道攻击

相关功耗分析攻击

主成分分析

功耗预处理

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ECC结合轻量级Hash函数的RFID系统安全认证方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.030

作者：黎远松1，王建玺2，梁金明1，刘小芳1

作者单位：1.四川理工学院计算机学院，四川自贡643000；2.平顶山学院软件学院，河南平顶山467000

摘要：针对植入式RFID系统的安全性和资源约束问题，提出一种基于椭圆曲线密码（ECC）和轻量级Hash函数的双向认证方案。在标签与阅读器之间进行通信时，首先利用椭圆曲线离散对数法对阅读器身份进行认证和验证；然后使用Quark轻量级哈希算法的椭圆曲线数字签名算法对标签身份进行认证和验证，减少了密钥和公钥的数据量，从而降低了计算量。实验结果表明，相比传统方案，本文提出的认证方案能有效抵抗与植入式RFID系统相关的攻击，安全等级更高。此外，该方案还降低了约48%的通信开销和24%的内存空间需求。

关键词：
RFID系统

植入式

双向认证

椭圆曲线密码

轻量级Hash函数

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电源技术与应用

一种改进的锂离子电池剩余寿命预测算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.031

作者：张金1，魏影1，韩裕生2，郑文达1，张锋1

作者单位：1.陆军军官学院军用仪器教研室，安徽合肥230031；2.偏振光探测技术安徽省重点实验室，安徽合肥230031

摘要：锂离子电池故障往往会使系统性能下降甚至瘫痪，故障部件剩余寿命的精确估计对整个系统的寿命预测和健康管理至关重要。粒子滤波是一种有效的序列信号处理方法，然而应用于锂离子电池剩余寿命预测准确性并不高。根据锂离子电池电学特性，提出一种改进的粒子滤波算法，基于锂离子电池容量退化指数模型，结合训练数据对锂离子电池剩余寿命进行预测。仿真及实验结果表明，改进的粒子滤波算法对锂离子电池剩余寿命预测误差小于5%。

关键词：
锂离子电池

剩余寿命

无迹粒子滤波

容量退化模型

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数字控制DC/DC变换器轻载效率的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.032

作者：史永胜1，高丹阳2，刘言新1，王卓3

作者单位：1.陕西科技大学理学院，陕西西安710021； 2.陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021；3.陕西科技大学材料科学与工程学院，陕西西安710021

摘要：针对传统模拟电源在轻载时损耗较大、效率较低的缺陷，提出一种基于DSP控制的高效率数字电源设计方案，即Burst模式控制策略，可有效改变轻载模式下的开关频率，使LLC半桥谐振变换器实现软开关并减少开断损耗。实验结果表明，该种变换器在小于5%额定负载时效率能达到87%以上，在5%～20%额定负载时能够保持93%及以上的效率，证明提出的Burst控制策略能够提高轻载效率。

关键词：
数字电源

LLC半桥谐振

轻载

数字信号处理器DSP

效率

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基于自激移相调制的LLC变换器特性分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.033

作者：李莉，李建兵，徐静波，郑锴

作者单位：解放军信息工程大学信息工程学院，河南郑州450000

摘要：首先，研究了基于自激移相调制的全桥LLC谐振变换器的工作原理，采用基波分析法对该变换器进行了建模分析，推导出变换器的增益表达式；其次，分析了基于自激移相调制的全桥LLC谐振变换器的稳定性，确定了变换器稳定工作的条件；最后，通过仿真验证了基于自激移相调制的全桥LLC谐振变换器的优良性能。

关键词：
LLC谐振变换器

稳态模型

自激移相调制

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高功率因数LED恒流可调驱动电源设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.034

作者：周锦荣，黄闻铭

作者单位：闽南师范大学物理与信息工程学院，福建漳州363000

摘要：分析具有PFC的反激式隔离型AC/DC的LED恒流驱动电源的设计方法。给出高效率和高功率因数条件下隔离高频变压器以及由UCC28810构成的功率因数校正电路的具体设计方案和相关参数的选择方法；阐述了由CC2530和SN3350构成的PWM恒流可调电路的工作原理。通过对实验样机在输入电压90 V～260 V范围内进行多样实验测试取均值结果表明，系统的功率因数均值在0.97以上，AC/DC变化电路的效率高达86.5%；恒流模块的效率达到93.2%，实现恒流可控的PWM的调光功能。

关键词：
LED驱动电源

单级反激PFC

高功率因数

PWM调光

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计算机技术与应用

基于Darwin的多平台多用户直播、点播系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.035

作者：张彤1，芦爱余2，莫建文2

作者单位：1.桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004； 2.桂林电子科技大学信息与通信工程学院，广西桂林541004

摘要：针对当前多平台多用户播放手机客户端直播、录像视频的需求，提出了一种手机移动客户端主动推送视频流到Darwin服务器直播、转播及录制供多平台多用户播放的解决方案。利用开源的流媒体服务器Darwin结合开源库mp4v2实现将手机客户端上传的视频流实时转发和录制；PC平台客户端由开源RTSP架构live555结合开源编解码库ffmpeg实现视频直播、点播播放。Web平台客户端由Html5技术实现视频点播，由插件实现直播。实验结果表明，该方案在现有的3G网络上具有较高的实时性和稳定性，视频具有较好的质量，能满足多平台多用户视频直播、点播播放的要求。

关键词：
Darwin服务器

移动客户端

主动推送

多平台多人播放

ffmpeg

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基于PCIe的DMA传输在UM-BUS测试系统中的设计与应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.036

作者：李昱青1，2，邱柯妮1，2，张伟功1，2，徐远超1

作者单位：1.首都师范大学信息工程学院，北京100048；2.北京市高可靠嵌入式系统技术工程研究中心，北京100048

摘要：动态可重构高速串行总线(UM-BUS)是一种利用多通道并发冗余的方式来实现总线动态容错的高速串行总线。它的测试系统可以实现对总线的通信过程进行监测、存储与分析。由于测试系统需要在数据采集终端与PC之间建立高带宽的通信通道，设计了UM-BUS总线测试系统的PCIe2.0 x1通道的应用方案，设计并实现了基于FPGA的PCIe总线DMA数据传输方案。实验测试结果表明，实际传输速度可以稳定达到200 MB/s以上，完全满足总线测试系统中对数据传输速率的要求。

关键词：
PCIE总线

DMA数据传输

动态可重构高速串行总线

测试系统

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基于FPGA的高速图像数据采集系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.037

作者：王浩健，姚远程，秦明伟

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

摘要：介绍了新型高速数字相机PT-41-04M60的基本功能和配置方法，4M60相机使用Camera Link接口传输数据。根据Camera Link接口标准与协议，以FPGA为主控单元，设计了Camera Link协议的硬件电路实现图像采集。FPGA开发板采用Xilinx公司Virtex-6系列的XC6VLX240T，充分满足设计需求。实验结果证明系统能够成功地实现图像采集并显示。

关键词：
高速相机

图像采集

FPGA

CameraLink

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基于逐级变异布谷鸟搜索和Powell的医学图像配准

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.038

作者：王波1，2，张菁2，杜晓昕3

作者单位：1.齐齐哈尔大学计算中心，黑龙江齐齐哈尔161006； 2.哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院，黑龙江哈尔滨150001； 3.齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院，黑龙江齐齐哈尔161006

摘要：针对基本布谷鸟搜索算法容易陷入局部极值的不足，提出一种逐级变异方法，采用逐级变异方法改进基本布谷鸟搜索算法，进而提出一种逐级变异布谷鸟搜索算法。针对医学图像配准问题，采用互信息作为相似性测度，结合逐级变异布谷鸟搜索算法和Powell法提出融合优化方法，将该融合优化方法应用于医学图像配准中，提出一种基于逐级变异布谷鸟搜索和Powell的医学图像配准方法。通过仿真实验证明该方法实现的医学图像配准精度和准确度更高，性能更好。

关键词：
逐级变异

布谷鸟搜索

Powell

互信息

医学图像配准

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基于STM32的变压器经济运行及柔性投切装置设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.039

作者：何孙东，李青，童仁园，施阁

作者单位：中国计量学院机电工程学院，浙江杭州310018

摘要：我国配电站分布广，变压器运行造成的损耗大。系统以单相双绕组变压器为实验对象，简要介绍基于临界区间划分法的变压器经济运行理论，提出柔性投切技术；装置硬件重点包括负载功率、接触器分合闸时间及电压电流过零点等测量模块；列明控制主流程和柔性切换关键思路，提出双线性插值法预测接触器分合闸时间思想。实验表明，负载功率、电压电流过零点检测准确，接触器分合闸时间与供电电压和环境温度关联密切，随供电电压增大而减小，随环境温度升高时间先减少再增加；柔性投切技术能大幅度降低投切变压器带来的不利特性。以浙江省500 kV春晓变电站为例，分析得变压器经济运行及柔性投切装置带来的经济效益显著。

关键词：
变压器

临界区间

经济运行

柔性投切

过零检测

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基于粗糙集优化的信息融合故障诊断系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.040

作者：宋玉琴，朱紫娟，姬引飞

作者单位：西安工程大学电子信息学院，陕西西安710048

摘要：针对现有的故障诊断技术在应用于电力变压器故障诊断中，存在的冗余信息过多、诊断结果不准确等不足之处，将粗糙集理论与信息融合技术相结合，先利用粗糙集理论对故障系统前期数据进行最大限度的约简，再采用证据理论方法对预处理信息进行融合，进而进行故障模式的分类，可简化故障诊断网络规模，且相比于单一的信息融合的诊断方法，能够更快速、更精确地诊断出变压器故障类型。其研究成果在油浸式电力变压器故障诊断方面具有广阔的应用前景。

关键词：
电力变压器

故障诊断

粗糙集

信息融合

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FDM快速成型支撑结构自动生成算法的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2015.08.041

作者：王彦云，陈鸿，谢明师，杨凯祥

作者单位：中北大学仪器与电子学院，山西太原030051

摘要： FDM系统中零件原形的加工是靠热喷头挤出熔丝逐层堆积而成的。因此，支撑结构的添加对零件原形的制作起着至关重要的作用。针对支撑结构的需求，采用了一种新的支撑自动生成算法。该算法基于STL模型首先需提取待支撑区域，然后添加相应的支撑结构，最后确定待支撑区域的起点和终点。实际应用表明，生成支撑的效果良好。