2018年第05期-《电子技术应用》杂志

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2018年第05期

刊出日期：2018-05-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

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技术专栏-物联网与工业大数据

生鲜产品的共享云物流资源优化调度算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.180677

作者：史宝珠，李美安，左玉晖

作者单位：内蒙古农业大学计算机与信息工程学院，内蒙古呼和浩特010018

摘要：为提高草原生鲜产品的物流水平，促进草原生鲜产品物流的转型升级，提出了一种新的云物流概念。在此基础上，设计了一种面向草原生鲜产品的共享云物流资源优化调度算法。该算法首先运用DFS、Mapreduce等大数据相关技术，实现并行计算并设计新的物流资源封装与组织形式，分析当前云物流资源调度算法方面存在的问题并提出解决方案。面向草原生鲜产品的共享云物流资源优化调度算法采用动态NSGA-II（多目标遗传算法）资源规划模型，寻找NSGA-II模型的快速求解方法，为云物流突破发展瓶颈提供解决方案。实验表明，该算法调度高效、适用性强、稳定性好，能有效提高当前草原生鲜物流的水平，能够促进当前物流企业的转型升级。

关键词：
云物流

资源调度

NSGA-II规划模型

服务请求

云计算

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电力通信大数据并行化聚类算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.180780

作者：曾瑛，李星南，刘新展

作者单位：广东电网公司广东电网电力调度控制中心，广东广州510600

摘要：随着电力通信技术的发展，产生了大量分布式电力通信子系统以及海量电力通信数据，在海量数据中挖掘重要信息变得十分重要。聚类分析作为数据并行化处理和信息挖掘的一个有效手段，在电力通信中得到了广泛的应用。然而，传统聚类算法在处理海量电力数据时已不能满足时间性能的要求。针对这一问题，提出了一种基于MapReduce模型的并行化k-medoids聚类算法，首先采用基于密度的聚类思想对k-medoids算法初始点的选取策略进行优化，并利用Hadoop平台下的MapReduce编程框架实现了算法的并行化处理。实验结果表明，改进的并行化聚类算法与其他算法相比，减少了聚类时间，提高了聚类精度，有利于对电力数据的有效分析和利用。

关键词：
电力通信

聚类

并行化

优化

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基于复杂适应理论的电力系统生产模拟

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.180410

作者：黄何，梁大鹏

作者单位：哈尔滨工业大学经济与管理学院，黑龙江哈尔滨150001

摘要：针对电力系统发展规划、需求侧管理、电力市场的理论和模拟研究工作对时序性、互动性、随机性生产模拟的需要，在智能工程的空间基础和方法工具支持下，根据复杂适应系统框架建立了生产模拟模型。模型通过用户需求模块、电网企业调度模块、电力市场模块和电源企业生产模块模拟电力系统的不同环节和功能，利用k-means聚类法、整数规划法等算法，模型实现了对系统的生产模拟，模拟结果与实际数据差异在可接受范围之内，可以在电力发展规划、需求侧管理、电力市场等相关分析研究方面起到一定支撑作用。

关键词：
智能工程

复杂适应系统

生产模拟

需方响应

可靠性

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面向试验数据的装备大数据模型

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.189010

作者：陈峰，李一，马跃飞

作者单位：中国人民解放军92493部队，辽宁葫芦岛125000

摘要：从海量的装备试验数据中，利用大数据挖掘思想建立装备大数据分析处理与智能信息服务，是开展装备数据工程建设的关键技术之一。分析了装备试验数据的特点，结合大数据处理分析思想，提出了一种装备大数据模型，以海军装备试验为例，进一步分析了模型的特点，为装备数据工程的建设提供了一种技术路线参考。

关键词：
装备试验

数据模型

大数据

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基于RSSI的差分定位模型在粮库测温中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.180466

作者：高金辉，刘宏杰，吴雪冰

作者单位：河南师范大学电子与电气工程学院，河南新乡453007

摘要：传统粮库粮食温度测量中,测温节点的室内定位精度依赖大量信标节点，给实际的工程应用带来了极大不便。为简化应用模型，根据无线电波的距离衰减曲线特性建立差分定位模型，提出了基于接收信号强度指示(Received Signal Strength Indication，RSSI)差分定位模型的粮库测温节点定位方法。模型采用动态信标节点，根据RSSI值依次确定距离信标节点最近的未知节点，最终实现全部节点的定位。实验表明，基于RSSI差分定位模型的粮库测温节点不需要额外布置信标节点，可以降低环境随机误差，而且定位精度高于传统测距定位模型。

关键词：
无线传感器网络

接收信号强度指示

差分定位

动态信标节点

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微电子技术

DME应答接收机技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173581

作者：殷楠，李玉峰，冯宪周

作者单位：中国船舶重工集团公司第七一三研究所，河南郑州450015

摘要：应答接收机是通用航空测距机地面设备的核心，接收来自飞机的高斯脉冲对测量其与地面台之间的距离。接收机采用数字化、模块化的设计方法，按功能划分成不同的模块，以FPGA为核心进行设计。将设计分为接收机通道部分和后端信号处理部分两大模块，其中，接收机通道部分又分为射频处理、半幅检波等模块；后端信号处理部分又分为译码编码、莫尔斯识别脉冲生成、发射脉冲优先权控制等模块。经测试表明，电路性能稳定，工作可靠。

关键词：
测距机

高斯脉冲

半幅检波

编码译码

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射频LNA的低噪声LDO电源设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173882

作者：宋飞，蔡俊，李杨，王飞

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：设计了一种给单片毫米波集成电路(MMIC)中射频低噪声放大器(LNA)供电的电源模块。该电源模块集成在MMIC中并利用低压差线性稳压器(LDO)提供稳定的低噪声电源电压。由于传统LDO结构噪声较大，因此设计了一种电压预调节和RC低通滤波相结合的新型LDO结构来降低电路噪声，并针对RC低通滤波电路启动慢的缺点提出了一种快速启动的电路结构。利用SMIC 0.18 μm CMOS工艺对电路进行设计和仿真测试，测试结果表明，输入电源电压5 V，输出电压在1～4.2 V范围内可调，电压输出线性调整率(LNR)为8.2 mV/V，负载调整率(LDR)为83.3 μV/mA，输出噪声电压在1 kHz～100 kHz内的噪声积分为34.94 μVrms，满足LNA的供电要求。

关键词：
LNA

低噪声

LDO

RC滤波电路

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D类放大器pop-click噪声抑制和饱和失真补偿技术

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174148

作者：郑浩，刘延飞，王秋妍，杨晶晶，杨东东

作者单位：火箭军工程大学，陕西西安710025

摘要：基于移动设备应用，在D类放大器设计中提出爆裂和咔嚓（pop-click）噪声抑制及饱和失真补偿技术。通过检测电源电压，顺序控制前置放大器、功率级驱动电路，并在放大器输出与地之间提供放电通道，有效减小爆裂和咔嚓噪声幅度；在反馈环路结构D类功率放大器中，音频输入信号幅度过大，导致放大器输出饱和失真，通过对脉冲宽度调制器输出进行补偿，可有效降低放大器的饱和失真，亦可消除因功率晶体管导通时间过长，而导致功率管发生热损坏的风险。采用上述技术的D类功率放大器在0.35 μm CMOS工艺技术上实现，在电源电压为3.6 V时，放大器pop-click噪声幅度为2.0 mV，THD+N为0.025%。

关键词：
D类放大器

无滤波

爆裂和咔嚓噪声

饱和失真

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Latch-up测试中负电流的影响和防护

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173893

作者：孙俊岳

作者单位：戴泺格集成电路（天津）有限公司，天津300457

摘要：阐述了在Latch-up测试中负电流的产生机理，以及芯片内部寄生双极晶体管对负电流的连锁反应机理，并以模拟电压缓冲器和线性稳压器为例分析了负电流对芯片可能造成的影响，最后提出了一系列在芯片内部可以采取的防护措施。

关键词：
Latch-up

负电流

模拟电压缓冲器

线性稳压器

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无线电力传输接收系统RF-DC转换模块的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174221

作者：陈莉，张晨阳，王秉森，刘宝航

作者单位：河北大学电信学院,河北保定065700

摘要：传统桥式全波RF-DC变换电路在设计过程中忽略了二极管导通损耗，从而影响系统效率。采用了E类零电压开关（Zero Voltage Switching，ZVS）RF-DC变换电路，设计了谐振频率为8 MHz，输入功率为1.21 W的无线电力传输系统接收模块。并利用multisim软件进行了仿真。结果表明，该设计方法降低了二极管导通损耗，有效避免了传统桥式全波RF-DC变换电路存在的缺陷，效率可达92%。

关键词：
无线电能传输

E类零电压开关

RF-DC变换

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基于RO电路变化PUF的FPGA实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174194

作者：李雪营1，李磊1，胡剑浩2，杨圣华1

作者单位：1.电科院空间集成电路实验室，四川成都611731；2.通信抗干扰国家重点实验室，四川成都611731

摘要：现代密码协议规定只有授权参与者才可以获得密钥和访问信息的权限。然而，通过侵入系统泄露密码的方法层出不穷，给现代信息安全造成严重的威胁。对此问题，PUF不可克隆的优点，为信息安全提供了进一步的保障。例如：RO PUF、Arbiter PUF、SRAM PUF。通过把物理信息集成到电路设计从而实现PUF的设计，与现有RO PUF相比，PISO移位寄存器的运用减少了更多的硬件资源。由4位激励能够产生16位随机响应，大大增加了激励响应对的数目，而且通过FPGA测得内部汉明距离是符合要求的。

关键词：
密钥

物理不可克隆函数

激励响应对

ROPUF

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嵌入式技术

油气管道阴极保护数据远程采集系统的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173799

作者：郭志涛，孔江浩，雷瑶，史龙云

作者单位：河北工业大学电子信息工程学院，天津300401

摘要：针对埋地金属管道腐蚀严重，而我国阴极保护的评测方法多为人工巡检，测量数据误差大、数据不完备、查看不便的现状，设计出一套金属管道阴极保护数据远程采集系统。设计了高精度的采集电路，通过GPRS/CDMA的远程传输方式，将埋地油气管道的各项阴极保护参数采集后发回服务器。通过服务器查看数据并对各项数据进行综合分析与处理，获得受保护管道的当前保护状况，为管道的保护提供了重要依据。设计专门的电源管理模块，选取超低功耗处理器MSP430F5438使系统在休眠模式下电流小于20 μA，采用12 000 mAh的电池配合太阳能电池可工作10年以上，弥补了野外供电不足的缺陷。

关键词：
管道腐蚀

阴极保护

远程采集

超低功耗

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可信计算在服务器基板管理控制器中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174325

作者：苏振宇

作者单位：浪潮集团高效能服务器和存储技术国家重点实验室，山东济南250101

摘要：研究了可信计算技术在服务器基板管理控制器(BMC)中的应用，利用BMC和国产可信密码模块(TCM)作为信任根，在服务器上电启动过程中实现了对自主研发的BMC板卡固件的可信引导，对BIOS的主动度量，构建了完整的信任链。基于BMC板卡开发了FPGA控制TCM的逻辑，并开发了U-Boot可信功能软件。结果表明，在信任链构建过程中可以有效防止固件被恶意篡改，从而为系统平台构建了安全可信的环境。

关键词：
可信计算

基板管理控制器

可信密码模块

信任链

U-boot

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基于Embedded Coder的ECU数据管理系统开发

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174385

作者：阴晋冠1，苏铁熊1，冯云鹏2，刘涛3，贾利3，周慧芳3，张艳岗1

作者单位：1.中北大学机电工程学院，山西太原030051； 2.北京特种车辆研究所，北京100072；3.中国北方发动机研究所，天津300400

摘要：基于模型的开发（Model Based Development，MBD）在现代汽车电控领域有着广泛的应用。MATLAB/Simulink软件作为策略开发和自动代码生成工具也得到了广泛的应用。发动机电子控制单元(ECU)开发时间比较早，已经积累了许多可靠性高的C源代码，在转入基于模型的开发后不可能遗弃这些资源，所以对新旧模式的整合就十分有必要。传统手写查表函数和内存管理函数可靠性高且形成产品规模，所以基于Embedded Coder开发相应的数据管理系统与之相匹配：将原有的数据类型定义移植到MATLAB环境下；创建查表模块库代替Simulink中的Lookup Table模块使之生成代码后能够调用原有的查表函数。结果证明所开发的数据管理系统能够很好地与传统手写代码相匹配，而传统的经验也有助于加快基于模型的开发速度。

关键词：
数据管理

MBD

查表模块

ECU

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深度学习中的卷积神经网络系统设计及硬件实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174161

作者：王昆，周骅

作者单位：贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳550025

摘要：针对目前深度学习中的卷积神经网络（CNN）在CPU平台下训练速度慢、耗时长的问题，采用现场可编程门阵列（FPGA）硬件平台设计并实现了一种深度卷积神经网络系统。该系统采用修正线性单元（ReLU）作为特征输出的激活函数并使用Softmax函数作为输出分类器。利用流水线技术并针对每一层的特征运算进行了并行处理，从而能够在1个系统时钟周期内完成整个CNN中的295次卷积运算。系统最后采用MNIST数据集作为实验样本，实验结果表明，在50 MHz的工作频率下，FPGA的训练用时相较于通用CPU的训练用时提升了8.7倍，经过2 000次迭代后系统识别的准确率为92.42%。

关键词：
深度学习

卷积神经网络

FPGA

并行处理

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基于STM32的新型光耦电机定位技术

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174340

作者：杨晓昆，张正平，张灿，赵麒

作者单位：贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳550000

摘要：在机械控制领域，电机已成为与机电控制密不可分的重要组成部分，因此电机的运动控制与精确定位成为了该领域的一个重要研究方向。现今大部分电机采用的定位方法多是根据多光耦限位的思想来完成的，而本文利用迟滞比较器，从另一个角度出发，提出一种新的光耦电机定位技术，在不改变电机定位效果的前提下，减少光耦数量来实现光耦电机的定位。

关键词：
机电控制

光耦

迟滞比较器

定位技术

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测控技术与仪器仪表

基于STM32的泥石流远程监测系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174502

作者：王晨辉，郭伟

作者单位：中国地质调查局水文地质环境地质调查中心，河北保定071051

摘要：泥石流在形成过程中泥位和流速会发生明显变化，因此设计了一种基于STM32和AD7706的低功耗泥石流远程监测系统，可实现对泥石流沟降雨量、泥位、流速等数据实时在线监测与预警预报。该系统通过MicroSD卡实现数据存储，利用GPRS/北斗双模通信网络将监测数据传送至地质灾害监测预警云服务器，实现24小时不间断对泥石流现场参数进行数据采集、传输、分析及预警判断，可在泥石流灾害监测中推广应用。

关键词：
STM32

AD7706

泥石流

监测系统

查看(21492)

四旋翼飞行器追踪地面移动目标控制策略研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174310

作者：黄瑞敏1，2，李建奇1，2，张斌1，杨民生1，王文虎1

作者单位：1.湖南文理学院电气与信息工程学院，湖南常德415000； 2.湖南文理学院洞庭湖生态经济区建设与发展湖南省协同创新中心，湖南常德415000

摘要：为使四旋翼飞行器能够追踪地面移动目标，对四旋翼飞行器的空间位置控制策略进行了研究。首先，对四旋翼飞行器的姿态PID控制进行了改进，并整定了合适的参数，使得四旋翼飞行器的打舵响应更加迅速；接着，采用OpenMV获取地面移动目标相对于飞行器的位置，得到了飞行器追踪地面移动目标的反馈信号；最后，根据单级PID与串级PID控制飞行器追踪地面移动目标的对比效果，选择了串级PID控制飞行器追踪地面移动目标。实验表明，该控制策略能够使飞行器追踪具有一定速度的小车,具有一定的实际应用价值。

关键词：
四旋翼飞行器

响应速度

OpenMV

悬停

追踪

查看(24786)

基于XCP协议支持多总线的ECU标定系统的实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174401

作者：任银行，张建龙，殷承良

作者单位：上海交通大学机械与动力工程学院，上海200240

摘要：目前国内开发的标定系统大都基于CCP协议，仅支持CAN总线，系统的总线兼容性和可扩展性不强。利用XCP协议传输层与协议层相互独立的特性，实现了一种基于XCP协议、支持多种通信总线的ECU标定系统。系统架构采用业界广泛认可的ASAM-MCD标准，在主、从节点实现了XCP驱动。基于相同的协议层，分别设计了支持CAN总线和FlexRay总线的传输层，使标定系统同时满足两种总线的应用需求。具体的测量标定实验表明：该系统使用方便，能够良好地满足ECU开发过程中的标定需求。

关键词：
标定系统

ECU

XCP

CAN总线

FlexRay总线

查看(28842)

高铁动车组WiFi运营服务系统服务质量的测量与分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.175166

作者：王忠峰1，王富章1，孙华龙2

作者单位：1.中国铁道科学研究院，北京100081；2.中铁程科技有限责任公司，北京100081

摘要：高铁作为高速、远距离出行的重要公共交通工具，具有载客量大、旅客密度较高等特点。由于近年来诸如手提电脑、智能手机、智能手表等移动设备的普及，乘客们在高铁上使用移动设备作为休闲、娱乐方式的时间逐渐增加，对高铁移动网络的使用需求日渐增长。然而，“复兴号”的运行速度高达350 km/h，为无线通信带来了巨大的挑战。铁路动车组WiFi运营服务系统运用先进的现代化信息技术，为列车上的旅客提供车内的局域网服务以及互联网接入服务。对实际网络数据的分析表明：大部分TCP会话的规模较小，传输速率较低，并且持续时间较短。通过联合使用不同运营商的蜂窝网络服务，高铁WiFi系统保证了铁路动车组WiFi服务能够为乘客提供吞吐量稳定且服务优良的网络环境。

关键词：
无线网络

高铁WiFi

TCP分析

4GLTE

查看(69604)

基于手机的建筑用窗远程开关控制系统的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174664

作者：杨志刚，刘继文

作者单位：大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028

摘要：传统的手动开关窗户已经无法满足人们的日常需求，为了给人们的生活提供便利性、舒适性，设计了使用手机APP远程开关控制建筑用窗的控制系统。系统主要由手机终端、主控制器和电动开窗器组成。手机终端发出的控制指令经互联网传送到主控制器上，主控制器依据指令控制电动开窗器实现窗户的开启、暂停和关闭。系统的设计实现了在手机界面上实时显示窗户运动状态及位置，方便直观，同时也提供了一种通过手机方便地远程控制窗户开关的实用技术方案。

关键词：
手机APP

远程控制

互联网

窗户

查看(18728)

智能小车转弯算法改善单元的优化设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174690

作者：降帅1，2，孟立凡1，2，李锦明1，2，马林1，2，候天喜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：针对智能小车在转向尤其是急弯时陀螺仪传感器输出的瞬态信号变化很快，因自身结构和工艺限制而带来的信号测不全、抓不好的问题，设计了一种以STM32转弯控制芯片和FPGA为一次仪表特性改善单元控制核心的验证方法。测试结果表明，该系统在对转弯信号采集、放大后通过级联特性改善模块可以有效地改善传统转弯下的动态特性，提高急弯下对实时信号处理的精度。

关键词：
智能小车

STM32

动态修正模块

转弯算法

陀螺仪

查看(28290)

基于IEM的动力定位PID控制器参数整定

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174984

作者：杨奕飞1，2，尤奕栋1

作者单位：1.江苏科技大学电子信息学院，江苏镇江212003；2.南京理工大学自动化学院，江苏南京210094

摘要：由于船舶动力定位控制系统是一个复杂的非线性系统，常规整定的PID参数难以取得理想的控制效果，由此提出将免疫类电磁机制(IEM)算法用于PID控制器的参数自整定。针对类电磁机制(EM)算法易陷入局部最优的缺陷，引入免疫信息处理机制，利用其特有的浓度选择机制保留优良的粒子并通过免疫算子使粒子靠近最优位置。使用IEM、EM和PSO算法整定PID控制器参数，分析结果可以得出IEM算法具有更优的稳定性、更高的收敛精度。最后在IEM-PID和常规PID控制器作用下分别对船舶DP的位置和艏向进行仿真，仿真结果表明，相比常规PID控制器，IEM-PID控制器响应速度更快、稳定性更优、稳态误差更小。

关键词：
动力定位

PID控制器

类电磁机制算法

免疫算法

查看(18604)

基于球形内检测器的管道倾角测量新方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.174068

作者：苏智超，黄新敬，薛亚萌，陈冠任，陈世利，曾周末

作者单位：天津大学精密仪器测试技术及仪器国家重点实验室，天津300072

摘要：在利用球形内检测器测量管道倾角时，因管道磁屏蔽模型难以标定导致误差较大。针对此问题，通过分析球形内检测器中的传感器在管道中运动轨迹为摆线和管道单侧磁化后管道内径向磁场分布不均匀的特点，结合坐标变换方法，提出了一种不使用管道磁屏蔽模型的管道倾角测量新方法。该方法先通过加速度信号求解旋转矩阵，然后根据磁场信号的极大值点位置求解管道倾角。同时建立了相应的数学模型并通过算法加以实现，然后通过仿真和实验对该方法进行验证。结果表明,实验结果与仿真结果吻合度较高，该方法的测量精度较高，最大相对误差为3.55%。

关键词：
管道倾角

球形内检测器

磁化

测量

查看(19312)

通信与网络

能量收集中继网络的中继选择算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173468

作者：闫静，杨华，任鹏婷，董红松

作者单位：山西农业大学信息科学与工程学院，山西太谷030801

摘要：从周围环境收集能量是解决能量受限无线网络中能量补给问题的一种有效方法。为了提高中继网络信息传输的可靠性，提出了一种能量意识的分布式中继选择算法（MHE）。首先，算法通过比较所有能量受限中继节点收集的能量来实现协作中继的选择。而后，协作中继使用从源节点射频信号收集的能量将放大的源节点信息转发到目的节点。最后，推导出采用本算法时系统吞吐量的解析表达式，并通过理论和仿真证明所提出的选择协议确实可以提高系统性能。仿真结果验证了分析和定理的正确性。

关键词：
收集能量

分布式中继选择

吞吐量

查看(20312)

高时隙利用率太赫兹无线个域网MAC协议

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173099

作者：任智，田洁丽，游磊，吕昱辉

作者单位：重庆邮电大学移动通信技术重庆市重点实验室，重庆400065

摘要：针对现有的IEEE802.15.3c及高效公平（High Efficient Fairness MAC protocol，HEF-MAC）等相关接入协议涉及的标准聚合帧机制及时隙申请方式应用到太赫兹无线个域网尚不完善的问题，提出了一种高时隙利用率太赫兹无线个域网MAC协议（HTSU-MAC）。HTSU-MAC通过采用帧聚合内容按需重传以及无确认时隙利用等新机制，使得信道时隙资源得以高效利用，网络吞吐量得以极大提升。理论分析验证了该协议的优越性，仿真结果表明，HTSU-MAC协议较其他协议具有更好的网络性能。

关键词：
太赫兹

无线个域网

帧聚合

时隙分配

查看(19322)

SCMA系统中改进的MAX-Log MPA多用户检测算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173428

作者：吴雄，葛文萍，张雪婉，代文丽

作者单位：新疆大学信息科学与工程学院，新疆乌鲁木齐830046

摘要：稀疏码多址接入(SCMA)技术是一种面向5G的新型非正交多址技术，针对SCMA技术中基于对数域的MAX-Log消息传递算法(MPA)存在检测性能较差的问题，采用对资源节点消息更新公式乘以一个影响因子的方法。该影响因子可以减少原始MAX-Log MPA由于近似计算资源节点信息造成的信息丢失，从而提升MAX-Log MPA多用户检测器的检测性能。理论与仿真结果表明，改进后的MAX-Log MPA多用户检测算法既能保持原始MAX-Log MPA算法复杂度低的优点，又能获得较好的检测性能。

关键词：
5G

非正交多址技术

稀疏码多址接入

多用户检测

消息传递算法

查看(29714)

基于方向独立无芯RFID标签的频域编码研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173758

作者：王金魁，邹传云，胥磊

作者单位：西南科技大学信息工程学院，四川绵阳621010

摘要：介绍了一种新型基于频域编码的无芯射频识别（RFID）标签，标签由加载在基板上的多个菱形贴片组成。设计的结构具有对称性，因而阅读器天线可以从任何方向读取其携带的信息。观测对应标签的雷达散射截面（RCS）曲线，谐振频率在FCC规定的3.1 GHz～10.6 GHz超宽带范围内。采用改进的矩阵束算法（MPM）提取谐振点，并运用提出的差分编码方法处理后，得出的结果证明了其具有较好的频率识别性。所设计的无芯标签可编码16 bit数据，与之前的无芯片标签相比具有较高的编码容量和更好的方向独立性，更适用于实际的需求。

关键词：
无芯RFID

方向独立性

谐振频率

矩阵束算法

查看(19258)

GPS天线阵抗干扰射频前端设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173528

作者：魏涛1，杨祖芳2，潘伟3，郑建生1，3

作者单位：1.武汉大学电子信息学院，湖北武汉430072；2.武汉工商学院信息工程学院，湖北武汉430065； 3.武汉大学卫星导航定位技术研究中心，湖北武汉430072

摘要：卫星导航定位系统的抗干扰技术研究意义重大。基于天线阵列的抗干扰技术需要同时采集多路GPS天线信号，而通用GPS接收机大多只能接收单路天线信号，难以满足需求。为此，设计了一种四元天线阵列的GPS抗干扰射频前端。通过四元天线阵列分别接收四路GPS信号，经过低噪声放大器、射频滤波器、下变频到中频信号，以供给后级A/D采样，经抗干扰模块后达到抗干扰目的。最后，对此射频前端进行整体电路测试，并给出了测试结果。经实际应用，验证了该系统方案的可行性。

关键词：
GPS抗干扰

射频前端

四元天线阵列

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车载双向AF协作通信系统的中断性能分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173914

作者：林潇瑜1，邱斌1，2，肖海林1，3

作者单位：1. 桂林电子科技大学认知无线电与信号处理教育部重点实验室，广西桂林541004； 2.桂林理工大学信息科学与工程学院，广西桂林541004；3.温州大学物理与电子信息工程学院，浙江温州325035

摘要：在车载通信系统中采用双向中继协作通信可以提升系统性能。然而，车辆移动造成的链路相关性会增大车载双向中继协作通信系统的中断概率。针对这个问题，建立了车载双向链路相关性系统模型，用相关系数描述车辆移动造成的双向链路特性，简化了系统中断性能分析。同时，在中继采用AF方式下得到系统中断性能的闭式解，且中断概率一定时，求得最优功率分配方案。数值分析表明，相关系数比功率分配系数对中断性能影响的幅度更大，相比传统单向AF中继协作通信系统的最优功率分配方案，最多可以节省4 dB的总功率。

关键词：
双向中继协作

双瑞利衰落

中断性能

最优功率分配

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基于改进型中和线的MIMO天线设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172998

作者：尹波，顾静，孙利军

作者单位：重庆邮电大学光电工程学院，重庆400065

摘要：提出了一款适用于移动终端的多入多出(MIMO)手机天线。该MIMO天线由两个中心对称的天线单元构成，采用耦合馈电方式，拓展了天线带宽，保证了天线的小型化。通过地板中间引入T型枝节，天线单元之间用中和线进行连接，达到提高天线单元间隔离度的目的。仿真结果表明，该天线能够覆盖824 MHz～960 MHz和2 300 MHz～2 600 MHz两个重要工作频段，中和线上加载的集总电感元件能有效减小中和线的物理长度。对天线进行了实物加工测试，实物测量结果与仿真结果比较吻合。

关键词：
MIMO天线

移动终端

中和线技术

隔离度

小型化

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计算机技术与应用

区域生长和水平集相融合的肺部CT图像分割

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173711

作者：唐思源，杨敏，苗玥，白金牛

作者单位：内蒙古科技大学包头医学院计算机科学与技术系，内蒙古包头014040

摘要：为将肺实质区域从含有背景、噪声的胸腔区域里分割出来，首先，应用传统的区域生长法初步定位肺部边界轮廓；其次，去除肺部边界噪声，采用自适应曲率阈值法修复肺部边界；最后，应用水平集法中的DRLSE模型精确地分割出肺部区域。融合两种方法分割肺部区域，有效防止了图像边缘的漏检，可处理多种类型病变的肺部图像。在随机抽取的150例图像中，分割的准确率达到96.9%，分割一幅图像花费的时间约为0.72 s，具有很强的鲁棒性和较高的分割精度。本算法能精确完整地分割出肺部区域并保留了肺区内的细节信息。

关键词：
区域生长法

自适应曲率阈值法

水平集法

分割肺部区域

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基于麒麟系统的SCADA状态诊断系统的设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.189011

作者：徐一凤，丰大军，王皓，陈俊凯，范晓东

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：设计实现了一个状态诊断系统，其为数据采集与监视控制（SCADA）系统的子系统。作为工业级监视控制软件，对于系统的稳定性和可靠性有着很高的要求。状态诊断子系统即是为了保证系统的稳定性和可靠性而设计的。介绍了国产麒麟系统下数据采集与监视控制系统的总体结构，以及状态诊断子系统的设计与实现。经测试验证，该系统在国产麒麟操作系统上运行稳定可靠。

关键词：
麒麟系统

数据采集与监视控制系统

状态诊断

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移动机器人多传感器高精确度数据融合的算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173041

作者：任杰

作者单位：四川省装备制造业机器人应用技术工程实验室，四川德阳618000

摘要：基于模糊贴近度数据融合算法，研究了移动机器人使用的多传感器高精度数据融合算法。模糊了测量值和估计值，同时计算了模糊格贴近程度，在测量中各传感器的权重通过格贴近度进行描述，借助于融合公式求出融合的具体结果。该算法能够提高机器人导航系统的测量技术，使其通用性、可靠性和测量稳定性更强。

关键词：
多传感器

导航

数据融合

移动机器人

算法

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基于TDOA技术的工厂人员安防定位系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173096

作者：胡自飞，文国军，梁荆璞，夏雨

作者单位：中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院，湖北武汉430074

摘要：针对现代化大型工厂人员基数大、种类复杂难以管理以及生产事故频发等一系列问题，提出了一种能精确定位所有人员并防控人、机械之间危险隐患的工厂安防定位系统设计方案。该系统基于高精度TDOA定位技术，实现厂内人员定位、危险区域虚拟警戒、厂区空间划分以及摄像联动等预警控制功能，兼容现代工厂已有的摄像监控系统，在人员管理与安全生产方面，使管理者能够通过终端显示系统实时了解人员出入信息、厂区工作状况；通过终端预警控制系统接收危险预警信息，及时控制事故发生。将其应用在现代化大型工厂的安防系统中，该系统能够稳定地结合监控系统实现摄像联动，根据定位信息调控视频监控设备，系统的视觉分析算法可通过监控画面实时分析各种不安全状态，有效降低工厂事故发生率，提高管理效率。

关键词：
TDOA定位技术

机器视觉

安全防护

系统设计

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基于肤色与人脸运动相结合的自动表情识别算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173837

作者：宋婉娟，董文永

作者单位：湖北第二师范学院计算机学院，湖北武汉430205

摘要：基于肤色与人脸运动相结合的自动表情，对其识别算法进行研究。通过RGB将图像转为YIQ颜色空间，在YIQ中第I维中进行图像数据的提取，在二值图像中将背景和肤色分割出来。采用Pareto优化算法进行人脸表情特征的选取，算法计算量少，构结简单，运行速度快，能对小角度人脸肤色、人脸面部表情变化、人脸旋转、人脸面部存在遮挡物等情况准确检测和跟踪。实验表明，对于人脸小角度转动，该算法能较好适应；对于人眼的状态，该算法不受影响；对于丰富的面部表情变化和不同的肤色均能更好地适应，具有一定的稳定性。

关键词：
Pareto优化算法

人脸运动

肤色

遗传算法

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电源技术与应用

不平衡电网下光伏逆变器的控制策略研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172753

作者：欧阳森1，2，马文杰1，2

作者单位：1.华南理工大学电力学院，广东广州510640；2.广东省绿色能源技术重点实验室，广东广州510640

摘要：针对不平衡电网下常规光伏逆变器的并网电流三相不对称及谐波含量大增的问题，研究了相应的控制策略。首先，从获取电压相位出发，设计了基于二阶广义积分器（Second Order Generalized Integrator，SOGI）的不平衡锁相环，以快速、准确地锁定电网正序分量的幅值和相位，并通过实验加以验证；其次，将抑制网侧负序电流作为控制目标，设计了基于电网负序电压前馈的不平衡电网下光伏逆变器的控制策略，且为减弱直流侧电压波动对并网电流的影响，在电压外环控制器后引入了二倍频陷波器。最后，利用PSCAD/EMTDC搭建出光伏并网系统仿真模型，仿真结果表明了本文理论研究的正确性。

关键词：
负序电压前馈

不平衡电网

光伏逆变器

PSCADEMTDC

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多VSG并联组网下的功率分配策略研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.172824

作者：孙戈1，张志禹1，马如伟2

作者单位：1.西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048；2.国网山东省电力公司莱芜供电公司，山东莱芜271100

摘要：虚拟同步发电机（VSG）控制算法能够模拟传统同步发电机的外特性，控制逆变器为大电网提供电压和频率支撑，以及相应的惯性和阻尼特性，使得大电网的稳定性得到提高。基于孤岛微电网下的VSG虚拟阻抗的双闭环控制策略，在外环中引入励磁调节器，考虑实际导线参数，提出一种多VSG并联组网下的功率分配策略，通过搭建两台不同容量的VSG并联系统仿真模型，实现VSG在并网下按照额定容量比进行功率分配。经过实验验证，多VSG并联下的功率分配策略可以实现离/并网运行模式的无缝、平滑切换，有较好的可行性与适用性。

关键词：
虚拟同步发电机VSG

逆变器

虚拟阻抗

并联

功率分配

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基于CLD模块的高增益二次升压直流变换器

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.173397

作者：赵新宽1，陈燕东2，张镇强3，姜洪朝4

作者单位：1.珠海城市职业技术学院智能电网技术协同创新中心，广东珠海519090； 2.湖南大学国家电能变换与控制工程技术研究中心，湖南长沙410082； 3.珠海麦尼电控技术有限公司，广东珠海519000；4.中国电子信息产业集团有限公司第六研究所，北京102209

摘要：针对新能源利用过程中对高增益直流升压变换器的需求，提出了一种新颖的二次升压直流变换器。所提出的二次升压直流变换器相较于传统的二次升压直流变换器和Boost电路，具有更高的电压增益和更低的开关管电压应力，其更实用于对能量转换效率高、对电压增益要求高的新能源并网应用。通过实验室搭建的实验样板，证明了理论分析的正确性。