2022年第02期-《电子技术应用》杂志

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2022年第02期

刊出日期：2022-02-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

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综述与评论

数字化转型下的企业人力资源信息系统研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211959

作者：要蕾1，张志成2，张瑞权2

作者单位：1.北京卫星环境工程研究所，北京100094；2.华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：介绍了企业人力资源信息系统的发展现状，指出了数字化转型下人力资源信息系统现阶段存在的不足和未来发展趋势，并结合当下企业数字化转型需求，提出了一套数据驱动的人力资源信息系统架构，并具体阐明了架构中每一层的技术实现方式，为企业数字化转型过程中人力资源信息系统建设提供了可靠的系统架构基础。

关键词：
人力资源管理

信息系统

数字化转型

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基于移动充电设备的无线传感网络充电策略研究综述

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211815

作者：陈雅倩，焦万果，周磊

作者单位：南京林业大学信息科学技术学院，江苏南京210037

摘要：近年来，利用移动充电设备为传感器节点补充能量，消除电池供电方式导致的网络生存期限制，成为传感器网络的研究热点。从多个角度介绍基于移动充电设备的无线传感器网络充电策略的研究现状，总结了基于移动充电车或无人机的充电策略，在充电方式选择、路径优化、充电设备数量优化等方面的研究成果，并讨论充电策略研究所面临的挑战以及未来可能的研究方向。

关键词：
无线传感器网络

移动充电车

充电方式

路径优化

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关于工业互联网数据安全解决思路的探讨

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212508

作者：朱立锋

作者单位：中电工业互联网有限公司，北京100190

摘要：介绍了我国工业互联网数据安全所面临的发展现状，从国际和国内两个方面分析了工业互联网数据安全所面临的问题，并从贯彻落实数据安全法律法规、建立健全数据安全组织体系以及建立自主可控的先进技术体系初步提出了工业互联网数据安全解决思路，为进一步提升我国工业互联网数据安全工作水平提供了参考。

关键词：
工业互联网

数据安全

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人工智能

基于双向GRU模型的网络流量预测的研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211517

作者：徐海兵，郭久明

作者单位：迈普通信技术股份有限公司科技创新部，四川成都610094

摘要：当前使用门控循环单元(Gated Recurrent Units，GRU)神经网络进行流量预测时，普遍存在滞后性以及预测准确性不高的问题，因此提出一种改进的GRU模型进行流量预测的方法。首先基于GRU神经网络提出一种双向GRU神经网络和人工神经网络堆叠的网络模型，适用于流量特征、时间特征、事件特征等多维向量的输入；同时为解决部分时间段准确度不高的问题，将训练样本进行日期分类，针对每一类日期生成单独的网络模型，能大幅提升预测的准确度以及改善预测的滞后性。最后，为了提升流量峰值的预测准确度，采用样本的再平衡手段以及自定义损失函数，实验结果表明，能较好地达成预期目标。

关键词：
流量预测

神经网络

门控循环单元

损失函数

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基于深度残差神经网络的博彩网页识别算法设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211757

作者：张聪，张恒，张立坤，赵彤，邓桂英

作者单位：中国互联网络信息中心技术研发部，北京100190

摘要：互联网对人民群众的生活和工作产生了重要影响，然而网络空间中隐藏着大量有害的博彩网站或赌博网站，很容易给网民造成损失和困扰，甚至可能扰乱社会秩序，因而研究对此类网站进行高效识别的方法具有重要意义。提出利用深度残差神经网络解决博彩类网页识别问题，基于深度残差网络的原理设计了算法GamblingRec。经验证，算法准确率达到了95.16%,正样本召回率为93.21%，表明基于深度残差神经网络的方法能够用于博彩类网页识别，并能达到较高的识别性能。

关键词：
卷积神经网络

残差网络

博彩

网页分类

ResNet

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微电子技术

一种高速施密特触发器的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211856

作者：孙建民1，闫江1，2，张龙3，赵以诚3

作者单位：1.贵州大学大数据与信息工程学院，贵州贵阳550025； 2.北方工业大学信息学院，北京100144；3.北京中科格励微科技有限公司，北京100089

摘要：在数字隔离器系统中，因为存在电路寄生效应和随机噪声，数字信号的波形会发生严重畸变。针对该问题，提出了一种电压—电流模式高速施密特触发器，该电路能有效还原信号的波形。电路主体结构采用电流放大器和跨导运算放大器相结合，在输入高速数据时，电流放大器提供了快速的前馈通路来增加比较器的响应速度，实现施密特触发器的高速翻转。设计采用GF_0.18 μm_BCD工艺，在电源电压5 V的条件下，可实现500 MHz高速信号的整形，信号的传输延时为652 ps。

关键词：
施密特触发器

跨导运算放大器

电流放大器

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一种新型自毁芯片监测和执行电路的设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211819

作者：胡长征，马伟，高清运，胡伟波

作者单位：南开大学电子信息与光学工程学院，天津300350

摘要：针对当前自毁技术中，自毁监测方式单一且自毁执行较长和自毁不彻底、不稳定导致自毁成功率较低的问题，设计了一种同时具备自毁实时监测和执行的电路系统。该电路系统设计了封装拆卸和上电时序两种自毁监测方式，使自毁监测的方式更加多样，提高结果的准确性。同时利用MOS管作为开关特性，来减少自毁执行的时间。实验结果表明，该电路系统在3.3 V的供电电压且钽电容存储电压为20 V时，可以通过自毁监测电路对工作芯片进行实时的监测，同时经过测试表明，从监测到自毁信号到自毁执行开始，需要时间为0.28 ms。

关键词：
自毁芯片

实时自毁监测

自毁行

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测控技术与仪器仪表

基于FPGA的高精度S型热电偶温度测量系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211896

作者：王乐群1，文丰1，2，张凯华1

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

摘要：针对传统的多通道S型热电偶测温系统测量精度低、各通道精度相差较大的问题，提出了一种以FPGA为核心的高精度S型热电偶测温系统。系统以FPGA为核心控制器，采用模块化设计，利用AD590温度传感器对S型热电偶进行冷端补偿。采用多通道采集、单通道调理的设计方法以改善由于元器件差异引起的各通道精度相差较大的情况。同时选用高精度ADC将采集的温度模拟信号转换为数字信号传输到上位机显示，上位机通过查表法准确定位温度值，提高测温精度。经过多次试验验证，该测温系统温度采集精度优于0.2%F.S.。目前该系统已经应用到工程实践中，为多通道S型热电偶测温系统设计提供了有效、可靠的手段。

关键词：
S型热电偶

FPGA

冷端补偿

RFI滤波电路

高精度

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大范围远距离分布式爆炸声波测试系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211671

作者：王毛凯1，2，赖富文3，赵永峰1，2，孔凡胜3，王文廉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试验室，山西太原030051； 2.中北大学电子测试技术国家重点试验室，山西太原030051；3.中国人民解放军63853部队，吉林白城137000

摘要：针对爆炸场远场声波信号特性测试，提出一种基于北斗卫星导航系统和LoRa无线通信技术的大范围远距离分布式爆炸声波测试系统。该系统以FPGA为核心控制器，利用存储测试技术实现了爆炸声波信号的采集存储；利用北斗卫星导航系统的授时、定位功能，实现了远距离分布式测量中的时间同步和节点定位；利用LoRa的线性扩频调制技术，组建了大范围、远距离、低功耗的分布式传感网络。实验结果表明，此分布式测试系统在获取有效数据的同时实现了100 ns的时间同步和2 m的定位精度以及2 km的大范围网络覆盖。

关键词：
大范围

时间同步

节点定位

LORA

分布式传感网络

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环境自适应灰度循迹传感器设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.201034

作者：陈栩聪1，袁飞2，梁新农2，丁韩2

作者单位：1.汕头大学工学院，广东汕头515063；2.广东技术师范大学自动化学院，广东广州510450

摘要：针对灰度循迹传感器在环境光照发生变化时不能自动适应调节基准电压的问题，设计了一种新型灰度循迹传感器。该传感器将微处理器与传统灰度循迹传感器电路进行结合。微处理器对多路传统灰度传感器电路采集到的检测电压信号进行融合计算，得到该环境光照下最优基准电压，以解决传统灰度循迹传感器基准电压无法自适应环境光照，存在循迹误判的问题。实验表明，该传感器设计方案提高了灰度循迹传感器循迹准确性，提高了传统灰度循迹传感器环境适应性。

关键词：
移动机器人

灰度循迹传感器

信息融合

自适应

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通信与网络

基于联盟博弈的D2D网络资源分配算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211719

作者：陈雨洁，马彩虹

作者单位：武警工程大学信息工程学院，陕西西安710086

摘要：无线网络中用户数激增使得现有网络架构面临巨大挑战，如何有效提升系统容量是当前亟待解决的问题。作为5G发展中的关键技术,终端直连(Device-to-Device，D2D)通信和稀疏码多址(Sparse Code Multiple Access，SCMA)技术凭借在增大系统容量上的优越性受到了广泛研究。针对SCMA系统中D2D通信的资源分配问题，以最大化系统吞吐量并保证用户最低门限速率为目标，将其建模为联盟博弈进行求解。由于传统的联盟博弈算法存在复杂度高、收敛速度慢等问题，提出建立优先级指导联盟初始化及形成过程，从而减少算法迭代次数，降低系统复杂度。最后，通过仿真验证了算法的可行性。

关键词：
5G

SCMA

D2D

资源分配

博弈论

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面向针对性攻击的SDVN控制层鲁棒性方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211741

作者：毛明1，伊鹏1，张震1，马云2

作者单位：1.解放军战略支援部队信息工程大学，河南郑州450001；2.68002部队，甘肃兰州730000

摘要：将软件定义网络应用于车联网能显著提升其性能，但该方法也面临传统SDN要应对的安全问题。基于软件定义车联网体系架构中控制平面可能面临的针对性节点攻击问题，提出一种鲁棒的控制器放置方法。该方法结合传统的SDN控制平面部署问题，首先将控制平面鲁棒性问题建模为交换机与控制器的连通冗余性问题，提升交换机在极端情形下与控制器的连通性；其次设计一个鲁棒性指标，以衡量控制平面鲁棒性。仿真结果表明，该方法的鲁棒性要优于基于时延可靠性的部署方案。

关键词：
软件定义车联网

控制器部署

鲁棒性

针对性攻击

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计算机技术与应用

基于C/S架构的OpenFOAM网格生成客户端软件设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211509

作者：张志达，淮晓永，高若辰

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：面向云端部署的OpenFOAM的GUI图形用户界面人机交互需求，设计实现了一个OpenFOAM网格生成客户端软件。客户端软件采用了插件式架构设计，由公共模块、自定义模块、网格生成业务插件组成，网格生成业务用户交互界面由插件创建实现，提高了软件的可扩展性。客户端与云端部署的OpenFOAM服务组成了C/S架构，客户端通过网格生成应用协议远程调用云上的OpenFOAM网格生成计算服务，根据服务的交互界面模板构建用户交互界面，实现了云端协同的网格生成计算功能。通过实际算例网格生成，验证表明客户端软件能够通过远程调用服务端服务实现完整的网格生成流程。

关键词：
CS架构

OpenFOAM客户端

GUI

云计算

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狮群优化核极限学习机的分类算法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211532

作者：刘新建，孙中华

作者单位：武汉烽火信息集成技术有限公司，湖北武汉430074

摘要：在核极限学习机(Kernel Based Extreme Learning Machine，KELM)分类应用的基础上，结合狮群算法(Loin Swarm Optimization，LSO)强全局寻优能力与收敛快的特性，提出一种LSO优化KELM算法。将测试准确率作为LSO优化KELM的适应度函数，根据移动位置获取最优适应度值进行数据分类测试的评价标准。采用UCI数据集仿真测试，实验结果表明，较KELM分类，LSO优化KELM可获得更优的分类准确率；较麻雀搜索算法(Sparrow Search Algorithm，SSA)优化KELM，LSO优化KELM收敛速度快，分类性能更优。

关键词：
核极限学习机

狮群算法

麻雀搜索算法

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未来网络信息体系密码技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211582

作者：刘笑凯，王文东，杨鹏飞，杨江帅，孟祥斌

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：网络空间战略意义日益突出，人工智能、边缘计算、动态重构等技术广泛应用于网络空间，未来网络信息体系在引入新兴技术的同时也面临新型威胁和攻击风险。围绕未来网络信息体系多域融合、泛在感知、智慧化、服务定制和内生安全的特点，进行安全保密需求分析和安全威胁与风险分析，设计了一种包括密码软硬件平台技术、密码算法和协议、密码应用和安全目标，层次化的且面向未来网络信息体系的密码体系结构。

关键词：
未来网络信息体系

密码技术

安全保密需求

安全威胁

安全风险

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基于VR+AR技术的电缆接头制作虚拟培训系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211291

作者：王亮，郭海涛，齐宏斌，裴磊，杨涵铄

作者单位：国网陕西省电力公司宝鸡供电公司，陕西宝鸡721004

摘要：设计了一种基于VR+AR技术的电缆接头制作虚拟培训系统。首先通过VR虚拟现实和AR增强现实技术模拟电缆接头制作场景，并在场景中添加电缆接头组件和工具箱供制作人员操作和使用；其次通过深度学习方法捕捉和识别制作人员手部动作,并与标准动作进行对比来判别其动作规范性，从而可以对受训人员进行考核，完成反馈互动。整个系统包括理论学习、电缆接头制作模拟、故障检修、考核评估四部分。利用VR及AR技术所创造出的模拟环境高度还原电力作业现场，可以使工作人员在不存在任何危险的状态下完成训练，降低了风险，提高了培训效率，同时还能提高作业人员动作标准化程度。

关键词：
电力培训

电缆接头制作

虚拟培训

虚拟现实

增强现实

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基于GAMP的实时PPP软件实现及性能分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211514

作者：刘亚1，2，何文涛1，3，张洁1，2

作者单位：1.中国科学院微电子研究所，北京100029；2.中国科学院大学，北京100049； 3.杭州中科微电子有限公司，浙江杭州310053

摘要：针对GAMP精密单点定位解算软件现阶段无法进行实时定位解算的问题，分析和研究了软件中事后精密单点定位算法的原理和流程，对比实时及事后精密单点定位数据来源和处理方式的不同，结合现有的实时数据处理软件的处理方式，在GAMP的基础上增加了实时数据流接收及预处理模块，同时将卫星精密轨道及钟差的来源从事后精密星历文件转向广播星历结合实时改正数的方式。分别通过网络接收四测站卫星观测数据以及UBLOX-F9T模块接收数据进行实时精密单点定位可以发现，静态实时精密单点定位精度可达厘米级，动态可达分米级，满足了实时定位解算需求。

关键词：
实时PPP

实时数据流

NTRIP协议

UBLOX协议

组合SSR

查看(8398)

嵌入式技术

基于FreeRTOS的嵌入式智能骑行台

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211972

作者：禹鑫燚，赵嘉楠，应皓哲，欧林林，冯远静

作者单位：浙江工业大学信息工程学院，浙江杭州310023

摘要：为了解决传统的非智能骑行台功能单一，不能与骑行台客户端进行数据交互，且阻力调节不均匀，骑行体验一般等问题，设计了基于FreeRTOS实时操作系统的嵌入式智能骑行台。骑行阻力的设计方案选用磁阻式，目的在于降低噪声，提高骑行体验。硬件电路方面根据系统的功能需要设计了主控模块、电源模块、速度测算模块以及磁阻控制模块。程序设计部分包括蓝牙通信、ANT+通信、速度计算、功率拟合、休眠与唤醒以及磁阻控制等功能程序。最后，制作实验装置对系统的无线通信功能、挡位控制功能、骑行台客户端适配功能等进行测试。实验结果表明，测试效果良好，系统具有较好的实时性和较高的可靠性，满足预设的功能需求。

关键词：
骑行台

FreeRTOS

磁阻式

无线通信

蓝牙

查看(10052)

基于FPGA的多通道音频信号评估系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211983

作者：张皓然，万书芹，蒋颖丹，张涛

作者单位：中科芯集成电路有限公司，江苏无锡214063

摘要：设计并实现了一种基于FPGA的六通道音频信号评估系统。系统由最高64 kS/s的16位模数转换器AD73360对常用音频信号进行采样。设计了一个嵌套式状态机，按照状态跳变，将输入信号暂存到FIFO中。FIFO中的数据会通过USB协议上传到电脑端的MATLAB GUI(Graphical User Interface)中，GUI负责处理数据并显示结果。系统配备了ARM处理器作为辅助，可以根据不同的ADC采样频率和输入信号频率，计算并实时纠正FPGA和GUI的通信波特率，确保不丢码。试验结果表明，该系统可以实现对音频信号的高精度采集。该系统为保真采集音频信号提供了完整的解决方案。

关键词：
FPGA

嵌套状态机

FIFO

模数转换器

MatlabGUI

查看(11360)

电路与系统

基于NTC热敏电阻的温度实时在线监测技术研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211590

作者：王蓓蓓1，2，张良1，2，武丹1，2，董亮1，2，张加林1，2

作者单位：1.中电普瑞电力工程有限公司，北京102200；2.北京市直流输配电工程技术研究中心，北京102200

摘要：对于以IGBT为主的半导体器件来说，结温升高会严重影响其工作特性，进而影响其构成的电力电子装置的可靠性。提出了一种基于NTC热敏电阻的温度实时在线监测技术。利用IGBT模块内部集成的负温度系数(NTC)热敏电阻，将温度信号转化为频率信号，通过光纤隔离后输入至逻辑处理芯片(CPLD)，经逻辑处理后在上位机进行温度实时显示。该技术具有频率信号可靠性高、温度显示准确等优点。最后搭建温度实时在线监测的工程样机，配合电力电子装置的功率运行试验，测试不同温度下的频率值，对该技术的有效性进行验证。

关键词：
NTC热敏电阻

IGBT结温

压频变换

实时监测

电力电子装置

查看(10250)

100 W半桥LLC谐振变换器快速响应的控制策略设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211628

作者：饶刚，严帅，金彬，王文军

作者单位：武汉科技大学机械传动与制造工程湖北省重点实验室，湖北武汉430081

摘要：针对通信电源在负载设备有大数据流量涌入瞬间的动态特性问题，提出一种基于变论域模糊PID控制的半桥LLC谐振变换器快速响应的控制策略设计。该设计在传统PID控制的基础上，引入模糊数学及快速标量乘法运算控制理论；并在MATLAB/simulink平台上对该策略与传统PID控制策略进行仿真比较；最后，搭建实验样机对该控制策略进行验证。通过实验对比发现，变论域模糊PID控制下LLC谐振变换器响应速度更快，具有更好的动态特性。

关键词：
变论域模糊PID控制

半桥LLC谐振变换器

通信电源

动态特性

查看(10986)

一种超宽带能量收集整流天线设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211742

作者：薛亮，白雪，徐雷钧

作者单位：江苏大学电气信息工程学院，江苏镇江212013

摘要：为了更好地利用空间无线电波RF能量，设计了一款覆盖谐振频率为1～14 GHz宽带天线，并针对2.4 GHz进行整流天线设计。天线主体为一个圆形贴片，在地面通过开圆形槽的方式，改变辐射单元表面电流强度，实现宽带谐振和增强辐射的作用。天线在2.4 GHz处为最佳谐振点,此频段对应的最大增益为6.26 dBi。为了使整流天线小型化，将匹配整流电路与收集天线一体化设计。经过测试：整流天线在2.4 GHz时最大转换效率为56.76％，对应的最大输出直流电压为2.61 V。

关键词：
能量收集

整流效率

宽带整流天线

查看(9834)

海洋电场信号程控增益超低噪声采集系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211687

作者：刘兰军1，2，周亚涛1，陈家林1，2，黎明1，2，强嘉晨1，谢鹏1

作者单位：1.中国海洋大学工程学院，山东青岛266100；2.山东省海洋智能装备技术工程研究中心，山东青岛266100

摘要：针对海洋电磁勘探中微弱动态电场信号的宽测量范围需求，提出了一种电场信号程控增益超低噪声采集(Programmable Gain Ultra-Low Noise Acquisition，PGULNA)方法，给出了系统设计实现。设计的程控增益超低噪声采集电路以低噪声运算放大器为核心，将D/A转换器内部电阻网络作为可编程反馈电阻，通过改变D/A转换器数字控制量进行电路增益调整。给出了所设计的PGULNA电路的理论噪声分析，本底噪声密度理论分析结果为1.84 nV/√Hz@1 Hz。开展了实验室环境测试，测试结果表明，电路通道之间一致性良好，本底噪声密度约为2.6 nV/√Hz@1 Hz，程控增益为1~128倍8挡可调，能够满足海洋电磁勘探中微弱电场信号的宽测量范围采集需求。