2016年第03期-《电子技术应用》杂志

技术专栏-离散量信号处理

离散量信号处理的现状及趋势

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.001

作者：王泉1，2，谢运祥3，惠晓强1，2

作者单位：1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西，西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068

摘要：在电子控制领域，离散量处理电路一直是重要的基本组成部分。伴随着微电子技术的发展，离散量处理电路也在逐步向着小型化、高集成度、智能化方向发展。全文从离散量概念入手，通过对比国内外离散量处理电路的发展现状，根据我国实际发展需要对未来我国离散量处理电路的发展趋势进行了展望。

关键词：
离散量处理

智能化

查看(20092)

航空离散量输入处理机理及设计实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.002

作者：惠晓强1，2，李昶3，邓广真3

作者单位：1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068

摘要：随着微电子技术的发展，作为现代电子控制系统的重要组成部分，离散量输入接口处理电路已从传统较复杂的分立元件搭建电路逐步向简单可靠的集成电路方向发展。首先从离散量输入电路基本功能进行介绍，再按离散量输入接口处理电路的发展历程对各种处理电路的实现方式及优缺点进行分析对比，最后以国产HKA03201芯片为例归纳总结出机载航电系统使用集成电路处理离散量信号的优越性。

关键词：
离散量输入

信号处理

HKA03201

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一种自主离散量输入接口芯片设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.003

作者：邵刚1，2，郎静3，谢运祥3

作者单位：1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西，西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068

摘要：传统离散量信号接口电路器件由于数量多、重量大、占用板面积大、可靠性低，已无法满足航空机载系统离散量采集过程的小型化、集成化、高可靠性的要求。设计了一种自主离散量输入接口芯片，核心电路中采用端口有源泄放、SCR结构端口防护电路和错误隔离等关键设计增强数据可信度。芯片重量和体积缩小到传统电路的5‰，功耗仅为传统电路的7‰，有效解决了航空机载系统离散量采集过程的小型化、集成化、可靠性的问题。

关键词：
离散量处理

输入接口

芯片

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航空离散量输出处理机理及设计实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.004

作者：蔡叶芳1，2，邵刚1，2，李昶3，谢运祥3

作者单位：1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068

摘要：离散量输出处理电路是航空电子系统中基本电路处理的重要组成部分，已随着集成电路设计的发展从较繁复的分离元器件搭建向集成化、智能化方向发展。针对航空电子系统中离散量输出接口电路的原理探析及实现方式，先对离散量输出电路实现功能进行介绍，再从离散量输出接口处理电路的基本原理和发展历程对各种处理电路的实现及优缺点进行对比分析，最后以国产HKA2330芯片为例归纳总结出机载航电系统使用集成电路处理离散量信号的优越性。

关键词：
离散量输出

信号处理

HKA2330

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一种基于芯片的离散量接口解决方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.005

作者：杨峰1，2，索高华3，解亚龙3

作者单位：1.中航工业西安航空计算技术研究所，陕西西安710068； 2.集成电路与微系统设计航空科技重点实验室，陕西西安710068；3.西安翔腾微电子科技有限公司，陕西西安710068

摘要：传统的离散量处理方案采用分立器件搭建，面积体积及重量较大，可靠性较低，BIT占用硬件资源较多，已不能满足系统小型化、高可靠性的要求。提出了一种基于国产自研芯片的离散量接口解决方案，该方案设计灵活简单，集成了自检测、冗余、错误校验和错误隔离等功能，同时在小型化、功耗、成本、面积和重量上具有极大优势，可广泛应用于航空电子、工业控制等领域中。

关键词：
离散量

接口电路

HKA03201

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综述与评论

数据中心的能源管理技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.006

作者：王欣1，2，张铮3，张为华1，2

作者单位：1.复旦大学软件学院，上海201203；2.上海市数据科学重点实验室（复旦大学），上海200433； 3.数学工程与先进计算国家重点实验室，解放军信息工程大学，河南郑州450001

摘要：随着“大数据时代”的到来，不同种类的数据中心已经成为IT产业的基础设施。数据中心数量和规模的增大使得数据中心的能耗问题越来越多地受到研究界的关注。近年来，随着功率封顶、任务调度、新材料部件、可再生能源利用等技术的发展和推广，数据中心在提高能源利用效率、减少碳排放等方面均取得了很大进步。总结了数据中心能源管理的主要目标和主流技术，探讨了数据中心能源管理系统的发展趋势。

关键词：
数据中心

能源管理

可再生能源

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MEMS压阻式压力传感器倒装焊封装的研究和发展

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.007

作者：张迪雅1，2，梁庭1，2，姚宗1，2，李旺旺1，2，张瑞1，2，熊继军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：介绍了倒装焊接技术在MEMS压阻式压力传感器封装领域的优势和目前研制的压力敏感芯片的倒装焊的关键技术。根据封装结构设计和基板材料的不同，详细论述了国内外MEMS压阻式压力传感器倒装焊技术的研究成果。最后总结了MEMS压力传感器倒装焊技术的发展前景和所面临的挑战。

关键词：
压力传感器

倒装焊接FCB

封装

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微电子技术

基于FPGA的改进结构的DDS设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.008

作者：王硕，马永奎，高玉龙，张士伟，赵东来

作者单位：哈尔滨工业大学通信技术研究所，黑龙江哈尔滨150001

摘要：主要介绍了数字频率合成器的原理和杂散来源，给出了节约存储空间的ROM表的压缩算法，采用相位抖动和平衡DAC方法对DDS结构进行了改进，抑制了相位截断误差和减小了DAC非理想特性的影响。仿真分析了用于相位抖动的随机序列周期性对杂散的影响，最后基于FPGA平台实现了改进结构的DDS，并对结果进行了测试。测试结果表明DDS用作跳频器时，杂散抑制优于40 dBc。采用此种方法设计的DDS杂散抑制度高，稳定性好，性能优越。

关键词：
DDS

杂散抑制

相位抖动

FPGA

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基于存储器映射的Flash高速低功耗驱动实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.009

作者：李杰，任勇峰，李辉景

作者单位：中北大学电子测试技术国家重点实验室，山西太原030051

摘要：针对高速大容量Flash芯片控制中面临的高速可靠性不高与动态功耗大的问题，研究了一种将复杂状态机操作映射到内嵌RAM上运行的方法。通过对内嵌RAM读地址的切换，实现了等延时的状态跳变与输出控制。同时采用加强时钟管理、分割组合逻辑来避免信号不必要的翻转，极大地提高了时序运行的可靠性并降低了其动态功耗。实践表明，该方法实现的Flash控制时序比传统的状态机在资源消耗和功耗方面均能降低50%以上，为复杂时序逻辑的实现提供了一个新思路。

关键词：
状态机映射

动态功耗

门控操作

组合逻辑分割

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D类音频功放的可集成Pop-Click噪声抑制系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.010

作者：王绍清，叶春晖，胡养聪

作者单位：矽恩微电子厦门有限公司，福建厦门361005

摘要：设计实现了一种可集成于D类音频功放芯片内部的Pop-Click噪声抑制系统，通过全新的输出级软启动控制以及辅助反馈环路的采用，保证了软启动过程中的环路稳定性和输出驱动级的完整性，实现良好稳定的Pop-Click噪声抑制。采用0.5 μm CMOS工艺实现了集成Pop-Click噪声抑制系统的2.0 W单声道D类音频功放。测试结果显示，在单位增益、8 Ω喇叭负载下，该D类音频功放的Pop-Click噪声能被有效抑制至1.5 mV内。

关键词：
D类音频功放

软启动

辅助反馈环路

Pop-Click噪声抑制

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非精确浮点数乘法器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.011

作者：尹培培

作者单位：南京航空航天大学计算中心，江苏南京210016

摘要：随着电路系统数值运算范围以及数据运算精度的不断扩大，浮点数运算的研究变得越来越重要。但传统浮点数运算单元硬件复杂、功耗大、延时长，这些因素很大程度上制约着浮点数运算的性能。非精确计算可以减少容错设备的动态及静态能量损耗，作为解决以上问题的有效方法。提出了一种非精确浮点数乘法器的算法设计，同时将该算法应用于高动态范围图片的图像处理中，并将结果与精确浮点数乘法器的应用结果进行对比，结果表明所提出的非精确浮点数乘法器具有很好的性能。

关键词：
浮点数

非精确

乘法器

高动态范围图片

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时钟共享多线程处理器通信机制的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.012

作者：雷晓锋1，李涛2

作者单位：1.西安邮电大学计算机学院，陕西西安710061；2.西安邮电大学电子工程学院，陕西西安710061

摘要：多核多线程处理器[1]是并行技术的一个发展方向，基于多核多线程处理器，提出了一种时钟共享多线程处理器。该处理器有近邻通信和线程间通信两种通信机制，近邻通信采用近邻共享FIFO来传递信息，线程间通信通过线程间共享存储来传递信息，这样可以提高处理器的资源利用率和并行执行能力。

关键词：
时钟共享多线程

近邻通信

线程间通信

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一种LTE-A帧定时同步算法的AISC设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.013

作者：代文强，李贵勇

作者单位：重庆邮电大学，重庆400065

摘要：研究了一种TD-LTE-Advanced系统中基于同步信号的帧定时同步算法，对该算法进行仿真和分析，并提出算法实现方案。然后，根据精度、面积、功耗、可扩展性等需求，确定了ASIC实现策略以及实现方案，并对帧同步和FFT模块进行了ASIC的详细设计实现。最后经过仿真、验证和逻辑综合，得出ASIC设计能够达到预期功能目标。该方案在功耗和面积上有一定的优势，本文ASIC设计的面积比同类模块小8.8%，功耗低9.3%。

关键词：
LTE-A

帧同步

定时同步算法

ASIC

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嵌入式技术

基于PIC32的云台式地质灾害体位移监测终端设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.014

作者：赵晓军，湛钊，周希思

作者单位：河北大学电子信息工程学院，河北保定071000

摘要：实现了一种以PIC32处理器为核心，搭载激光测距传感器的云台式位移监测终端的设计。终端利用激光测距传感器的非接触测量优势结合云台的立体空间内旋转功能，可以实现对地质灾害体在立体空间内位移变化情况的实时数据采集和在线监测。介绍了地质灾害体位移监测终端的组成，重点对终端测量原理、终端控制板软硬件进行了设计。终端设备结构简单，采集传输数据过程具有较好的实时性和可靠性。

关键词：
PIC32

激光测距

地质灾害

监测系统

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一种金属物体探测定位系统装置的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.015

作者：黄虎，汤惠

作者单位：成都理工大学信息科学与技术学院，四川成都610059

摘要：系统通过金属的涡流效应引起的通电线圈磁场的变化精确检测金属物体，以MSP430为控制核心， LDC1000电感数字转换器作为金属物体探头，采用42BYGH两相混合式步进电机扫描，LCD12864液晶屏显示金属物体的位置，设计制作了一种可自主移动的金属探测定位系统装置，阐释了系统的硬件电路及其软件流程。经测试，硬币和自制铁环置于50 cm×50 cm的检测区域中，系统能准确定位扫描区域内的硬币和铁环。

关键词：
单片机

电感传感器

步进电机

自动扫描

精确检测

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基于Contiki和有源RFID的设备管理系统的实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.016

作者：董坤，陈波，赵中全

作者单位：电子科技大学电子科学技术研究院，四川成都611731

摘要：系统基于Contiki实现了一种有源RFID阅读器节点，同时实现了一种边缘路由器，通过边缘路由器与阅读器节点可以组成无线传感器网络。用户通过网络控制阅读器节点收集和管理RFID标签，实现对设备的管理。本系统保持了无线传感器网络部署范围广的优点，通过融合有源RFID技术减小了网络的复杂性并降低了系统功耗。该系统工作稳定，适用于在较大范围内对设备进行管理。

关键词：
Contii

有源RFID

无线传感器网络

嵌入式系统

边缘路由器

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基于Contiki的6LoWPAN边界路由器的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.017

作者：田广东，叶鑫

作者单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065

摘要：以TI公司的CC2538 SoC作为核心硬件平台，基于Contiki开源操作系统设计了一种6LoWPAN边界路由器，同时搭建了一个包含一台接入有线网络的PC、2个6LoWPAN节点以及一个6LoWPAN边界路由器的测试网络。测试结果表明，所设计的6LoWPAN边界路由器成功实现了6LoWPAN节点和PC之间数据的转发功能，可以应用于智能家居、环境监控等多种场合，具有一定的应用价值。

关键词：
6LoWPAN

Contiki

边界路由器

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自助图书回收装置的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.018

作者：梁光胜，崔文哲

作者单位：华北电力大学电气与电子工程学院，北京102206

摘要：针对图书回收效率低下问题，基于STM32F103RC设计了一套自助图书回收装置，具有良好的推广应用前景。设计了无线供电电路，去掉了从机的有线供电和通信线路，精简了机械结构，使得系统的机械部分更加稳定。设计了串口拓展模块，突破了主控芯片串口引脚限制，丰富了交互功能。通过该装置只需将图书插入回收口即可完成图书的自助回收，并将回收信息上传至服务器，精简了回收流程。测试结果表明，该系统运行稳定可靠。

关键词：
图书

STM32

回收

串口拓展

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基于USB3.0高清内窥镜摄像系统的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.019

作者：郑志波，江贵平

作者单位：南方医科大学生物医学工程学院，广东广州510515

摘要：基于USB3.0高清内窥镜摄像系统具有结构简单、成本低廉、携带方便、图像质量高清、传输速度快（5 Gb/s）以及具有设备的即插即用和热插拔、免驱等优势。该系统的整体架构包括电源管理系统的设计、图像采集与图像处理系统的设计和USB3.0传输系统的设计。以CYUSB3065作为主芯片控制整个系统，以OV5640作为图像传感器芯片用来采集并处理图像数据，将处理过的图像数据经USB3.0接口传输至上位机，然后通过媒体播放器软件显示采集到的视频图像，最终输出1080p全高清视频图像。

关键词：
内窥镜

摄像系统

USB3.0接口

图像传感器

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测控技术与仪器仪表

Sobel图像边沿检测算法的优化设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.020

作者：李锦明1，2，闫晓俊1，2，江旭东1，2，温杰1，2，郇弢3

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重点实验室，山西太原030051；3.首都航天机械公司，北京100076

摘要：针对Sobel算子用于图像边沿检测时出现的噪声大、边沿较粗等问题，提出了一种Sobel图像边沿检测的优化设计方案。在传统的Sobel边沿检测模块前增加快速中值滤波模块，提高了系统的抗噪能力。同时在Sobel边沿检测模块后采用非极大值抑制的方式对图像边沿进一步细化，既有效地保留了图像边沿，又提高了图像边沿的清晰度。与传统Sobel检测模块相比，优化后的方案不仅能够有效抑制噪声，而且得到的图像边沿更细，增强了实时图像处理的效果。该优化设计已成功应用于某图像识别系统。

关键词：
Sobel算子

边沿检测

快速中值滤波

非极大值抑制

查看(10636)

基于LXI总线的Web关键技术研究与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.021

作者：覃斌毅1，2，邱杰3，郑金存1，董积有4

作者单位：1.玉林师范学院电子与通信工程学院，广西玉林537000；2.西安电子科技大学机电工程学院，陕西西安710071； 3.玉林师范学院计算机科学与工程学院，广西玉林537000；4.玉林师范学院学生工作处，广西玉林537000

摘要： LXI总线是继GPIB、VXI和PXI等传统总线技术之后发展起来的新一代仪器总线技术，具有传统测试仪器总线无法比拟的优势。其中，Web页面是LXI总线技术中的一个关键。通过对LXI仪器的Web页面的研究，搭建LXI仪器Web接口的硬件平台，并以IEEE1588同步配置页面的实现为例，提出了一种在LXI仪器中实现Web页面的方法。该方法将boa服务器和SQLite数据库移植到Linux中，同时采用CGI局部刷新技术代替传统的CGI全局刷新,实现LXI仪器Web页面。最后进行系统验证，通过浏览器对LXI仪器进行远程访问控制。实验结果表明，系统能正确实现IEEE1588同步配置页面。

关键词：
LXI

IEEE1588

嵌入式Web服务器

嵌入式数据库

CGI

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基于无线通信技术的燃气报警系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.022

作者：谯自强1，刘晋1，2，周东平3

作者单位：1．重庆科技学院安全工程学院，重庆401331；2．重庆市能源投资集团，重庆401121； 3．重庆市能源投资集团科技有限责任公司，重庆400061

摘要：针对现有家用燃气报警系统存在误报警和漏报警现象，设计了一种基于无线通信技术的燃气报警系统，实现燃气泄漏检测的双重报警功能。该系统以RAM处理器Cortex-A9、ZigBee模块CC2530、GPRS模块SIM900A为核心，通过半导体气敏传感器MQ-5进行数据采集，通过ZigBee网络和GPRS网络进行无线传输，把燃气泄漏检测报警信号分别发送给用户和小区监控中心，同时开启室内声光报警、门窗和排风扇。该系统成本低、效率高、操作简单，能够满足家庭燃气的安全需求。

关键词：
燃气报警

ZigBee

MQ-5

无线通信

查看(14032)

基于无线网桥的水下光合有效辐射远程测试系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.023

作者：宋婷婷1，罗瑞龙1，2

作者单位：1.上海深渊科学工程技术研究中心，上海201306；2.上海海洋大学深渊技术与科学研究中心，上海201306

摘要：基于LabVIEW虚拟仪器软件平台开发了远程测试系统，应用于光合有效辐射等水下参数的数据采集和测试现场的远程监测。系统采用低成本无线网桥，可实现3~5 km的稳定数据传输，16位A/D多通道数据采集，采样频率最高250 kHz，同时控制步进电机的转速和方向，实现传感器在水下的升降。实际测试表明，系统具有成本低、可靠性高、安全性好的特点，为水下参数的远程数据采集和传输提出了一种实用方法。

关键词：
无线网桥

LabView

水下光合有效辐射

远程测试

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一种分布式SCADA消息中间件设计方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.024

作者：史耀政1，库流亨2

作者单位：1．呼和浩特铁路局，内蒙古呼和浩特010020；2.华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：随着分布式SCADA系统在铁路牵引供电应用的不断推广，SCADA系统节点之间以及与其他异构系统之间进行消息数据传递面临着效率降低、接口不统一等问题。针对此问题，提出一种基于发布/订阅模式的分布式SCADA消息中间件的设计方案，该方案使用了N-Tree结构将系统消息进行逻辑区域划分，设计了一套完善的消息传递与反馈处理机制，方案中利用Quorum-Based改进型算法确保了分布式节点的消息一致性。实践及仿真实验证明，本方案提高了SCADA系统的消息传递效率，降低了分布式系统的运行负载和通信开销。

关键词：
SCADA

Quorum

分布式

中间件

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基于SOPC植物种苗繁育视频监测系统的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.025

作者：易艺1，2，颜学龙1，郝建卫2

作者单位：1.桂林电子科技大学电子工程与自动化学院，广西桂林541004；2.桂林电子科技大学信息科技学院，广西桂林541004

摘要：为了解决植物种苗磁电场诱导繁育处理装置在使用过程中，操作者易受到高压电场与强磁场辐射的问题，提出了一种基于SOPC（System on a Programmable Chip，可编程片上系统)技术的植物种苗繁育视频监测系统的设计方案。介绍了该方案的系统组成和原理，给出了软硬件实现的方法，并进行实验测试。试验结果表明，该方案可行，能够满足实时视频和环境参数监测的需求，为繁育出高性价比的植物种苗创造了良好的条件，同时可避免操作者受到磁电场辐射。

关键词：
NiosII软核

视频采集

FPGA

图像处理

测控系统

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通信与网络

数据挖掘提取查询树特征的SQL注入攻击检测

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.026

作者：张燕

作者单位：宁夏工商职业技术学院，宁夏银川750021

摘要：针对Web 应用中数据库信息容易遭受SQL注入攻击的问题，提出一种基于数据挖掘技术的SQL注入攻击检测方法，其核心在于查询树特征的提取和转换。首先，在SQL数据库日志中收集内部查询树；然后，提取查询树中的语义和语法特征，并通过利用多维序列作为中间表示将查询树特征转换为一个n维字符特征向量；再后，根据查询树类型，利用不同的统计模型将字符特征向量转换成n维数值特征向量；最后，根据这些特征，利用多项式核函数SVM对其进行分类，从而实现SQL攻击检测。实验结果表明，相比其他几种较新的方案，提出的方案有效提高了SQL攻击的正确检测率。

关键词：
数据挖掘

SQL注入攻击

查询树

特征转换

多项式核函数SVM

查看(8326)

无线HART网络节点变速率资源调度算法实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.027

作者：封岸松1，2，3，王宏1，4，张彦武4

作者单位：1.中国科学院沈阳自动化研究所，辽宁沈阳110016；2.沈阳化工大学信息工程学院，辽宁沈阳110142； 3.中国科学院大学，北京100039；4.沈阳中科博微科技股份有限公司，辽宁沈阳110179

摘要：无线HART网络的资源调度是通过对超帧的资源分配来实现。目前无线HART网络的资源调度算法研究主要应用于节点更新速率固定的场合。将超帧分为数据超帧和管理超帧，提出了一种针对于节点变速率上传数据的数据超帧分配算法，同时根据数据超帧上行数据特性，在超帧中均匀分配时隙，提出了一种提高抗扰性的数据超帧分配算法。实验结果表明，算法解决了无线HART网络变速率节点的资源分配问题，并提高了端对端数据传输的抗扰性。

关键词：
无线HART

资源调度

数据超帧

管理超帧

查看(9074)

基于物理不可克隆函数的高性能RFID网络隐私保护算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.028

作者：周恩辉1，刘雅娜2

作者单位：1.河北师范大学数学与信息科学学院，河北石家庄050024；2.石家庄学院数学与信息科学学院，河北石家庄050035

摘要： RFID网络是物联网中物体身份识别的重要方案，RFID系统的安全性直接影响物联网的安全性。已有的RFID隐私保护算法均需要线性地搜索后端的数据库从而识别某个标签，因此后端数据库的计算复杂度与延迟较高。对此基于物理不可克隆函数(PUF)提出一种无需数据库搜索操作的低计算复杂度隐私保护算法。首先，采用PUF安全地保存标签的秘密信息以抵御妥协攻击；然后，数据库端仅需要3个哈希运算与两个异或运算，计算复杂度为O(1)。最终，基于Vaudenay的RFID隐私安全模型分析本算法的性能，结果显示其具有最高的隐私等级，同时计算复杂度最低。

关键词：
RFID网络

物联网

隐私保护

物理不可克隆函数

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窄带干扰环境下的BOC信号捕获

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.029

作者：江晓磊，张天骐，赵军桃

作者单位：重庆邮电大学信号与信息处理重庆市重点实验室，重庆400065

摘要：针对信道干扰会影响二进制偏移载波(Binary Offset Carrier，BOC)信号传输的正确性以及BOC信号自相关函数多峰值导致捕获模糊性的问题，提出了一种基于频域FFT重叠变换干扰抑制方法和相关重构方法相结合的BOC捕获算法。该算法首先通过对信号重叠加窗处理，降低信号的频谱泄露和减小信号的损失，然后通过频域陷波技术对干扰信号进行有效的抑制，最后将经过处理后的BOC信号利用相关重构方法进行捕获。仿真结果显示，该算法能够有效抑制窄带干扰信号，在信噪比为10 dB、信干比为-30 dB条件下误码率能够降为零，且该算法和其他算法相比捕获精度明显提高。

关键词：
BOC信号

重叠变换

干扰抑制

相关重构

精确捕获

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基于MUI的THMA-UWB系统性能分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.030

作者：赵红梅，武亚楠

作者单位：郑州轻工业学院电气信息工程学院，河南郑州450000

摘要：针对多用户超宽带无线电通信，分析在MUI情况下的THMA-UWB系统的性能。重点介绍了最佳二进制正交脉冲位置调制(2PPM)和二进制反极性脉冲幅度调制(2PAM)多用户通信的基本原理，从理论上对基于SGA环境下的 THMA-UWB系统性能进行了分析，包括几种调制方式和参数对系统抗干扰影响的分析，最后对系统的误码率进行了仿真比较。理论推导和仿真分析表明，使用SGA估计系统误码率的有效性在用户数目的选取、脉冲形成因子和比特速率上都对系统有较大影响，2PAM-THMA超宽带系统性能要优于2PPM-THMA超宽带系统的性能，且前者的系统误码率的下限更低，系统性能明显更优良。

关键词：
超宽带

标准高斯类似

多用户干扰

二进制正交PWM调制

二进制反极性PAM调制

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计算机技术与应用

基于双向多项式拟合的的动态阈值分割算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.031

作者：余成波，孔庆达，钱泽文，余玉洁

作者单位：重庆理工大学远程测试与控制研究所，重庆400054

摘要：针对角膜内皮细胞图像非均匀光照的问题进行了研究，采用限制对比度自适应直方图均衡化、同态滤波方法进行图像增强[1]。同时提出了一种基于双向多项式拟合的的动态阈值分割算法，分别对图像矩阵的行向量和列向量进行了多项式拟合得到两个方向上拟合后的阈值矩阵，然后将每个矩阵点的阈值同图像矩阵在该点的值进行比较得出二值分割图像，该方法保留了因光照不均而容易丢失的特征形态细节。最后通过图像孔洞填充、图像腐蚀膨胀、图像细化等一系列的数学形态学运算得到了角膜内皮细胞图像的特征形态图形。实验结果表明，与OTSU法[2]、NiBlack法等几种算法相比，该算法的分割效果及实时性都具有明显的提升。

关键词：
自适应直方图均衡化

同态滤波

二值分割

动态阈值

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基于多特征的打印文件层级分类研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.032

作者：周晶晶，陈庆虎，彭文花，鄢煜尘

作者单位：武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072

摘要：打印文件鉴别是一种广泛应用于安全领域的取证技术，因此对其检测的准确率和速度均有较高要求。考虑到单个特征的信息不全，基于多特征融合的方法来提高准确率，同时使用基于AdaBoost的SVM级联分类器进行分类判定。研究过程包括数据采集、图像预处理、GMM和LBP特征提取、特征融合、单个SVM分类器分类以及基于AdaBoost的层级SVM分类器分类。通过对4 000张图片集提取GMM和LBP特征，然后进行特征融合，输入分类器分类，结果表明，该方法能够在一定程度上提高鉴别的准确率和速度，具有良好的可扩展性。

关键词：
混合高斯模型

局部二值模式

特征融合

级联分类器

打印文件鉴别

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基于改进的LMD运动想象信号识别

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.033

作者：赵利民，朱晓军，高旭瑞

作者单位：太原理工大学计算机科学与技术学院，山西晋中030600

摘要：针对脑电信号非平稳非线性特征，提出基于改进的局部均值分解（Local Mean Decomposition，LMD）运动想象信号分类方法。首先结合改进LMD算法和加窗原则选取4～6 s想象信号作为分类数据，提取包含μ节律和β节律的PF分量；其次计算所选分量的样本熵值；最后用支持向量机进行分类预测，并用分类准确率进行评估。实验结果表明，运用改进LMD比传统LMD方法的识别率更高，从而验证该方法的有效性。

关键词：
LMD

加窗原则

样本熵

PF分量

支持向量机

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基于Android平台的注意力监测系统实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.034

作者：孔亮，胡南，孙兵

作者单位：苏州大学电子信息学院，江苏苏州215006

摘要：脑电生物反馈治疗（EEG Biofeedback）是近年来兴起的一种治疗注意缺陷多动障碍（ADHD）的非药物治疗新方法，已在临床上得到广泛应用，但该治疗需要配合昂贵、笨重且专业化的设备，较难推广。结合BP神经网络，配合美国NeuroSky公司的ThinkGear AM脑电采集模块，设计了一款基于Android平台的注意力监测软件，实现了脑电波的实时监测和注意力水平的直观显示。整套系统简单便携，成本低廉，对于脑电生物反馈治疗的推广有一定的意义。

关键词：
注意力

脑电

监测

BP神经网络

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基于连续时间MDP模型和随机决策的维护周期

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.035

作者：敖银辉，王翠芬

作者单位：广东工业大学机电工程学院，广东广州510006

摘要：生产系统的维护策略直接关系到设备的使用寿命，对生产线的连续性和可靠性，以及产品质量、生产效率、满足率等方面都有影响。利用连续时间的MDP模型研究单台设备的维护策略，综合考虑转移概率的动态性和方案选择的随机性，利用MATLAB软件实现优化，获得最佳维护周期。将其应用于混联结构，与基于离散空间的MDP维护策略进行比较。结果显示，基于连续时间MDP模型的维护策略能够有效提高生产系统性能，降低成本，提高生产效益。

关键词：
连续时间的MDP模型

维护策略

转移概率的动态性

方案选择的随机性

MATLAB仿真

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增益映射耦合局部正则化的图像重构算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.036

作者：朱莉

作者单位：西安科技大学计算机学院，陕西西安710054

摘要：针对当前的图像重构方法在对多帧超分辨率图像复原时，存在明显的模糊效应与振铃效应的不足，提出增益映射控制耦合局部正则化的图像重构算法。首先，通过对低分辨率图像中亚像素的移动进行分析，构建高低分辨率图像的成像模型, 再对超分辨率图像进行估值，将重构问题转化为一个不稳定的线性方程式组；然后，构造正则化算子，联合改进的代数重建法求其稳定值；最后，采用基于局部自适应正则化的增益可控方法建立增益映射，完成超分辨率图像重构。仿真结果表明，与当前图像重构算法相比，在修复低分辨率图像时，该机制拥有更好的重构效果，有效降低了模糊效应与振铃效应。

关键词：
图像重构

亚像素

正则化算子

局部自适应

增益映射

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高斯改进和声搜索FLFNN无源电子元件信号检测

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.037

作者：贾志杰，刘凡，甘德刚

作者单位：国网四川省电力公司电力科学研究院，四川成都610072

摘要：针对现有信号检测方法在评估电子元器件的固有参数时效率低下、精度不高的问题，结合泛函链接模糊神经网络（FLFNN）和高斯改进和声搜索算法，设计了无源电子器件信号检测模型。首先，利用泛函链接神经网络概念，将其作为模糊神经网络输出层的模糊规则，设计了FLFNN网络模型；其次，采用高斯方式设计了改进的和声搜索算法，并给出理论分析，然后对FLFNN网络模型参数进行编码，实现了对其参数的优化；最后，通过实验仿真，对高斯改进和声搜索算法的参数选取进行实验分析，并对FLFNN信号检测模型进行实验对比，仿真结果显示高斯改进和声搜索FLFNN无源电子元件信号检测算法具有更高的预测精度。

关键词：
高斯和声搜索

泛函链接

模糊神经网络

无源电子元件

信号检测

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电源技术与应用

基于DSP的电力谐波发生器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.038

作者：王素娥1，胡益成1，张一西2

作者单位：1.陕西科技大学电气与信息工程学院，陕西西安710021；2.长安大学汽车学院，陕西西安710064

摘要：基于DSP的电力谐波发生器，具有输出所含谐波次数可设置、谐波含量可调、谐波注入时间可控、动态响应时间快等特点。为了实现对多个不同频率的交流信号的无静差跟踪，采用改进型重复控制策略。在MATLAB/Simulink中搭建系统模型，进行仿真。并采用基于模型设计的方法，自动生成代码，克服了电力电子装置传统开发模式中研发周期长，代码测试及验证费时费力等缺点。最终，在3 kW的样机上进行了实验。实验结果表明，电力谐波发生器输出电压的误差精度小于3%，可满足测试电气设备性能的要求。

关键词：
谐波

DSP

重复控制器

模型设计

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基于Saber的有源箝位反激电路设计与仿真

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.039

作者：李志军，秦晓雪，张轩涛，刘汉征，刘爽

作者单位：河北工业大学控制科学与控制工程学院，天津300130

摘要：简述了反激变换器的电路结构及原理，提出了有源箝位反激电路，并对其工作过程进行了分析讨论。在此基础上对有源箝位反激电路的关键器件的参数进行了理论设计。基于Saber软件搭建了仿真模型，对分析结果进行仿真验证。仿真结果表明，引入有源箝位电路后，不仅使得隔离变压器漏感引起的能量传输损失得到了充分利用，而且使主辅功率开关器件实现软开关，有效地降低了功率开关器件电压应力和开关损耗，使得变换器的效率和可靠性得到了进一步提升。

关键词：
反激变换器

开关损耗

有源箝位

仿真

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三电平正反激直直变换器的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.040

作者：窦友婷，马海啸，叶海云

作者单位：南京邮电大学，江苏南京210046

摘要：随着高工作的主电压、大功率技术的迅速发展，集成化和高频化一直都是电力电子学追求的目标。在直直变换器中，传统的三电平变换器虽减小了开关器件的电压应力，但电路功率密度较小。正反激变换器中变压器利用率高，但输入电压范围有限。提出了一种三电平正反激直直变换电路拓扑，把正反激电路和三电平电路组合在一起，不仅拓宽了变换器输入电压范围，增大了变换器的变换功率，同时提高了变压器的利用率。另外，变压器采用磁集成技术，将原有的两铁芯四绕组变压器集成为一铁芯四绕组变压器，减小了变压器体积重量，提高了变换器的功率密度。

关键词：
三电平

正反激

集成变压器

直直变换器

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应用于电源测试的非线性电子负载设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.2016.03.041

作者：于自溪，谢岳

作者单位：中国计量学院机电工程学院，浙江杭州310018

摘要：交流电源进行稳态性能测试时，通常采用电阻及整流桥等搭建非线性负载，但存在参数调节不便、自动化程度低等缺点。设计了一种负载参数可以灵活调节的非线性电子负载。通过分析国标GB/T7260.3-2003规定的基准非线性负载的电压和电流关系，提出了一种生成非线性负载目标电流的数值算法。采用数字滞环电流控制技术，使电子负载对被测试电源呈现出设定的非线性阻抗特性，并通过脉宽调制方法实现了等效输出功率的调节。搭建了基于STM32F103控制器的1.5 kVA实验样机，实验结果验证了方案的可行性与正确性。