2022年第05期-《电子技术应用》杂志

首页 > 过刊一览 > 2022年第05期

2022年第05期

刊出日期：2022-05-06

邮发代号： ISSN 0258-7998

CN11-2305/TN

邮发代号：2-889

上一期下一期

综述与评论

新型电极材料在N型OFET中的应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212109

作者：刘浩坤1，梁强兵1，郝阳1，张叶1，李战峰1，冀婷1，李国辉1，2，郝玉英1，崔艳霞1，2

作者单位：1.太原理工大学物理与光电工程学院，山西太原030024；2.山西浙大新材料研究院，山西太原030032

摘要：相比于无机场效应晶体管，有机场效应晶体管(OFET)具有制备工艺简单、成本低、柔性、透明等优点，在柔性电子产品、可穿戴器件等领域中有广泛用途。电极作为OFET器件的一个重要组成部分，其影响OFET器件的整体性能。为了提升电极性能，一方面可以对金属电极进行修饰，另一方面可以使用聚合物等新材料来制作OFET电极。围绕新型电极材料在N型OFET中的应用展开综述。首先，介绍OFET的一般器件结构。接着依次介绍了修饰金属电极、聚合物电极、碳基电极、无机化合物电极和纳米线电极的N型OFET进展。最后，总结全文，并对OFET新型电极材料的未来发展做出了展望。

关键词：
N型有机场效应晶体管

电极

金属电极

聚合物电极

查看(5428)

高性能数据采集系统核心器件国产化水平研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212068

作者：赵前，罗通顶，陈彦丽，王晶，吕宗璟，李海涛，张雁霞，阮林波

作者单位：西北核技术研究所强脉冲辐射环境模拟与效应国家重点实验室，陕西西安710024

摘要：高性能数据采集系统在高能物理、粒子物理实验、辐射探测等科学研究中具有广泛的应用，是许多大科学装置的关键设备。高性能数据采集系统核心器件主要包括ADC和FPGA，国外一些发达国家在这方面的研究长期处于垄断地位，高性能的ADC和FPGA是严格对我国实施技术管控的产品，因此研究基于国产化核心器件的高性能数据采集系统显得尤为重要。基于高性能数据采集系统的原理，根据《瓦森纳协议》，梳理了西方国家对我国关键电子元器件以及测试仪器设备的技术封锁情况，调研了国产高性能ADC芯片以及FPGA芯片的设计生产现状并做了性能比对，同时分析了国内外示波器以及数据采集仪的现状并做了性能指标方面的对比，最后讨论了关键电子元器件国产化替代思路。

关键词：
瓦森纳协议

数据采集系统

ADC

FPGA

查看(5648)

论我国数据要素市场化配置立法困境与进路

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222663

作者：林梓瀚1，魏伟1，施妤1，范国浩2

作者单位：1.中国电子系统技术有限公司，北京100036；2.中国电子信息产业集团，北京100089

摘要：当前全球数据量呈现出爆发式的增长，数据的流动属性和资源属性不断增强，我国出台多部重要文件旨在促进数据要素流动，构建数据要素市场体系。然而,我国现有法律体系存在适配不足的问题，导致在数据要素市场化配置过程中数据确权有待进一步完善，数据权属难以清晰界定。以深圳、上海、广东、温州等地为代表的地区或以立法形式探索对数据权益进行保护，或以资产凭证等形式优先解决明确产权数据的权属问题，释放数据潜能。但要彻底解决当前权属问题无法一蹴而就，在借鉴土地、劳动力、技术与资本的立法经验下，提出数据立法未来的路径主要为创设新的数据法定权利，甚至探索为数据创设新的部门法。

关键词：
数据

权属

立法

实践

查看(5268)

人工智能

面向多说话人分离的深度学习麦克风阵列语音增强

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212404

作者：张家扬1，2，童峰1，2，3，陈东升1，2，3，黄惠祥1，2

作者单位：1.厦门大学水声通信与海洋信息技术教育部重点实验室，福建厦门361005； 2.厦门大学海洋与地球学院，福建厦门361005；3.厦门大学深圳研究院，广东深圳518000

摘要：随着近年来人机语音交互场景不断增加，利用麦克风阵列语音增强提高语音质量成为研究热点之一。与环境噪声不同，多说话人分离场景下干扰说话人语音与目标说话人同为语音信号，呈现类似的时、频特性，对传统麦克风阵列语音增强技术提出更高的挑战。针对多说话人分离场景，基于深度学习网络构建麦阵空间响应代价函数并进行优化，通过深度学习模型训练设计麦克风阵列期望空间传输特性，从而通过改善波束指向性能提高分离效果。仿真和实验结果表明，该方法有效提高了多说话人分离性能。

关键词：
深度学习

麦克风阵列

波束形成

LSTM

查看(5390)

一种基于改进的马尔可夫链的交通状况预测模型

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211928

作者：周明升1，刘抒扬2

作者单位：1.上海外高桥保税区联合发展有限公司，上海200131；2.上海商学院商务信息学院，上海201400

摘要：城市交通日益拥堵的今天，为用户推荐最快行驶路线成为一个研究热点。行驶路线推荐的核心问题是对路线将来某段时间(途径这段线路时)交通状况的预测。交通状况受到路线本身状况、行驶时间、天气状况、驾驶员习惯等多种因素影响，其变化快、变化方式复杂，难以准确预测。对多阶马尔可夫链模型进行了改进，提高了运算效率和响应速度，建立一种高效的交通状况预测模型，经北京市实际交通数据的检验，得到了比较好的预测效果。

关键词：
马尔可夫链

交通状况

路线推荐

预测模型

查看(5286)

基于深度学习的口罩佩戴检测与跟踪

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211870

作者：王林，南改改

作者单位：西安理工大学自动化与信息工程学院，陕西西安710048

摘要：佩戴口罩可以有效预防病毒的传播，为减少通过人工方式检查口罩佩戴情况所消耗的大量人力资源，提出一种基于深度学习的口罩佩戴检测与跟踪方法，该方法分为检测和跟踪两个模块。检测模块在YOLOv3网络的基础上引入空间金字塔池化结构，实现不同尺度的特征融合；然后将损失函数改为CIoU损失，减少回归误差，提升检测精度，为后续跟踪模块提供良好的条件。跟踪模块采用多目标跟踪算法Deep SORT，对检测到的目标进行实时跟踪，有效防止重复检测，改善被遮挡目标的跟踪效果。测试结果表明，该方法的检测速度为38 f/s，平均精度值达到为85.23%，相比原始YOLOv3算法提高了4%，能达到实时检测口罩佩戴情况的效果。

关键词：
目标检测

目标跟踪

口罩佩戴检测

YOLOv3

DeepSORT

查看(4436)

微电子技术

基于BCH纠错算法的编解码器设计与实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212214

作者：王莞1，2，魏敬和1，2，于宗光1，2

作者单位：1.江南大学物联网工程学院，江苏无锡214122；2.中国电子科技集团第58研究所，江苏无锡214072

摘要：随着NAND Flash存储单元的快速发展，存储密度增加使得器件的出错概率增加，为此提出了一种优化的BCH编解码器结构，编码和解码过程每个时钟周期可以并行处理16位数据，其中译码电路中的伴随式模块、错误位置多项式模块与钱氏(Chien)搜索模块采取三级流水线结构，纠错和检错阶段可以同时进行，有效地提高数据的处理速度和纠错速度。在完成电路的RTL设计后利用VCS工具完成了电路的仿真验证，结果表明在传输8 192 bit数据生成672校检因子情况下实现了48位纠错，工作频率最高支持200 MHz。

关键词：
NandFlash

BCH码

钱氏搜索

流水线结构

编解码

查看(4398)

PowperPC架构下USB3.0的IP核软硬件协作验证

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212329

作者：邓佳伟，张梅娟，王琪，杨楚玮，应凌楷

作者单位：中国电子科技集团第五十八研究所 CPU研究室，江苏无锡214062

摘要：随着USB(Universal Serial Bus)设备传输速率要求的不断提高，传统基于USB2.0控制器设计的PowerPC架构处理器已经不能满足高速率、大容量传输的需求。提出了一种基于PowerPC架构的USB3.0的处理器解决方案。通过对比USB3.0和 USB2.0，USB3.0拥有更高的传输速率，同时具备更强的抗干扰能力。通过和高性能PowerPC处理器协同工作，显著提高了USB控制器的传输能力，充分利用了PowerPC计算资源。阐述了一种基于PowerPC架构下USB3.0的IP核(Interllectual Property Core)方案设计。最后结合软硬件协作验证方法，验证方案可行性，为后续芯片设计和验证奠定了一定的技术基础。

关键词：
PowerPC

USB3.0

Linux

软硬件协作验证

IP核

查看(4048)

测控技术与仪器仪表

安全可信智能电厂控制系统构建方案

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212018

作者：王翔，申志伟，朱肖曼，郭烁，李玲

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：随着火电厂信息化建设的快速推进，工控系统将实现高度数字化和智能化，对传统控制系统的计算、存储以及安全防护能力提出了较高的要求。基于中国电子PK体系，提出一种自主安全可信的智能电厂控制系统构建方案，通过云边协同机制，有效提高工业控制系统的边缘计算能力和基于自动预判、自主决策的智能化水平；进一步基于网络安全防护规定，提出了云-网-端一体化的积极防御体制。

关键词：
工业控制系统

安全可信

智能电厂

边缘计算

云平台

查看(3342)

基于单分类结合模糊宽度学习的负荷辨识方法

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212334

作者：王毅1，王萧阳1，李松浓2，陈涛2，侯兴哲2，付秀元3

作者单位：1.重庆邮电大学通信与信息工程学院，重庆400065； 2.国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆400014；3.国家电投集团数字科技有限公司，北京100080

摘要：非侵入式负荷监测是智能用电的关键技术，有助于加强负荷侧管理，提高用电效率。随着电力负荷类型和数量的迅速增加，当模型中接入训练样本之外的未知电器时会导致模型误判，降低负荷识别的准确性。为了提高负荷识别模型的稳定性以及识别精度，提出一种单分类结合模糊宽度学习的电力负荷识别方法。首先，构建负荷特征库实现多负荷识别；然后，通过单分类K近邻方法进行样本筛选，排除未知电器的干扰；最后，提出一种基于模糊宽度学习系统的负荷识别方法解决识别模型复杂度高、识别速率慢的问题。实验结果表明，所提出的算法能够快速有效地识别电力负荷。

关键词：
非侵入式负荷辨识

电流稳态特征

模糊宽度学习

单分类K最邻近

TS模糊系统

查看(3094)

基于滑模控制的电池模拟器仿真与研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212212

作者：胡霞，曹文章，戴袁园

作者单位：安徽理工大学电气与信息工程学院，安徽淮南232000

摘要：以电流可逆斩波电路为基础，通过滑模控制方法构建了Buck-Boost变换器，实现了一个拓扑结构电流双向流动的电池模拟器，以此来模拟电池充放电过程。通过控电压的方式进行调节，当电容电压大于电池电压时为电池充电形成Buck电路，当电容电压小于电池电压时电池放电形成Boost电路。通过将滑模控制与传统的PI控制相比较，验证了在负载波动时滑模控制的调节时间优于PI控制，有着更好的鲁棒性、动态性能。在理论分析的基础上，通过仿真软件得到了实验结果。

关键词：
电流可逆斩波电路

滑模控制

电池模拟器

Buck-Boost变换器

查看(2676)

通信与网络

基于泛洪区域限定的改进DSR节能组网

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212446

作者：孟金林

作者单位：轨道交通工程信息化国家重点实验室(中铁一院)，陕西西安710043

摘要：针对动态源自组网(Dynamic Source Routing，DSR)因泛洪组网请求(Route Request，RREQ)而产生的高组网能耗问题，提出基于区域的发现机制的DSR组网(Zone-based Route Discovery Mechanism，ZRDM)。ZRDM组网依据节点的环境以及邻居节点的分布情况，将节点网络区域划分为3个子区域。每个节点数据含一个邻居表，并将邻居节点划分为3个子区域。同时DSR组网只允许部分节点传输RREQ数据。仿真结果表明，提出的ZRDM组网降低了能耗，提高了数据传递率。在节点数为140时，相比DSR组网，ZRDM组网的归一化能耗下降了47.8%，数据传递率提高约2.78%。

关键词：
移动AdHoc网络

动态源自组网

组网发现

泛洪

查看(3700)

基于竞争时隙的空间飞行器快速组网策略

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212151

作者：宋兆涵，张德智

作者单位：中国运载火箭技术研究院，北京100076

摘要：主要研究适用于无初始时隙分配和无固定时间基准终端的分布式空间飞行器自组网的初始组网策略。针对空间飞行器网络拓扑范围大、节点数目少、协同组网任务具有临时性、可靠性要求高等特点，提出了一种基于时分多址(Time Division Multiple Access，TDMA)的竞争式组网策略，并建立马尔可夫决策模型计算出最优竞争概率，完成网络的快速建立。仿真结果表明，所提出的竞争式时分多址组网策略具有网络建立时间短、组网过程可靠性高的特点，提高了网络的快速性、灵活性和安全性。

关键词：
组网策略

马尔可夫决策过程

最优竞争概率

查看(4152)

卫星USB测控副载波同步算法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212167

作者：张士伟，邢斯瑞，常俊德，金宇婷，赵博，沈晨阳

作者单位：长光卫星技术有限公司，吉林长春130000

摘要：吉林一号卫星测控采用USB测控体制，遥控接收采用FFT+DPLL1+DPLL2的架构，FFT主要实现对载波的粗捕，DPLL1在FFT的基础上实现对载波相位的精跟踪，DPLL2实现副载波的跟踪。对遥控副载波跟踪所用到的数字PLL技术进行了研究，首先给出了载波多普勒折算到副载波上的方法，然后对模拟PLL数字化进行了详细的论述，并设计了遥控副载波同步用的PLL2，对其稳定性、快捕带及快捕时间、捕获带和捕获时间、同步速率等进行了分析和仿真。结果表明,该方法具有捕获时间短、跟踪精度高、稳定性好等特点，易于数字化实现，已成功在吉林一号系列卫星中得到应用。

关键词：
数字锁相环

快捕带

快捕时间

频率牵引时间

相位误差标准差

查看(3810)

计算机技术与应用

基于改进蚁群算法的云计算资源分配策略研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211725

作者：刘灯明，荆俊峰，刘凯，房志奇

作者单位：华北计算机系统工程研究所，北京100083

摘要：在实际的项目中会发现蚁群算法直接应用于云计算资源分配时经常会出现负载失衡的情况，导致资源利用率不高，同时导致任务完成时间太长，算法迭代次数过大。这种情况不仅会大大地降低云计算系统的效率，还会造成系统不稳定。因此针对蚁群算法进行了一系列改进，具体包括：引入伪随机比例规则，进行全局信息素强化，引入了交叉变异操作，将蚁群算法与遗传算法相融合。然后进行了MATLAB仿真实验，实验结果表明：改进算法的任务完成时间更短，算法迭代次数更少，负载均衡效果更好。由此可以得出结论：对蚁群算法的改进是有效的。

关键词：
蚁群算法

改进

云计算

负载均衡

查看(8874)

基于EEMD和LeNet-5的脑电信号情绪识别

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211721

作者：蔡靖，周云鹏，程晓宇，辛佳雯，孙慧慧

作者单位：吉林大学仪器科学与电气工程学院，吉林长春130061

摘要：随着科学技术的进步，人们对情绪这一概念有了全新的认识，从过去认为情绪来源于“心”逐渐发展到了当下普遍认为情绪来源于“脑”。针对脑电信号所具有的诸多特性，首先通过去除心电、肌电噪声，滤波提取脑电信号中的有用波段；再利用集合经验模态分解算法(Ensemble Empirical Mode Decomposition，EEMD)对脑电信号进行特征提取，利用提取特征通过空间插值法绘制脑电地形图；接着利用LeNet-5算法开展具体情绪识别，并建立模型。最终通过不断地改进模型，显著提高了情绪识别准确率，准确率最高可达80.1%。

关键词：
EEG

EEMD

LeNet-5

情绪识别

查看(8866)

一种隐私保护的联邦学习框架

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211828

作者：杨东宁1，2，谢潇睿1，吉志坤3，姬维维3

作者单位：1.云南电网有限责任公司信息中心，云南昆明650011；2.西南林业大学大数据与智能工程学院，云南昆明650224； 3.云南云电同方科技有限公司，云南昆明650220

摘要：大数据时代，数据安全性和隐私性受到越来越多的关注和重视。联邦学习被视为是一种隐私保护的可行技术，允许从去中心化的数据中训练深度模型。针对电力投资系统中各部门因担心数据隐私信息泄露而带来的数据孤岛和隐私保护问题，提出了一种隐私保护的联邦学习框架，允许各部门自有数据在不出本地的情况下，联合训练模型。首先，提出了联邦学习的架构，支持分布式地训练模型；其次，引入同态加密技术，提出了隐私保护的联邦平均学习流程，在数据隐私保护的情况下，实现联合训练模型；最后，实验结果表明，该框架具有较好的收敛性，而且联合训练得到的模型具有较好的精度。

关键词：
数据隐私

联邦学习

深度学习

同态加密技术

卷积神经网络

查看(8466)

基于EAIDK310和OneNET云平台的非接触式智能门禁系统

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211821

作者：楼陈哲，夏鲲，张文君，莫英东

作者单位：上海理工大学电气工程系，上海200093

摘要：物联网时代下，智能家居作为人们日常生活中重要的一环，正在飞速发展。设计了一款基于EAIDK310和OneNET云平台的非接触式智能门禁系统，采用Arm公司与Open AI Lab联合开发的EAIDK310人工智能开发套件作为系统控制核心，在主控板内通过人脸识别、手势识别、语音交互等功能实现无接触门禁进出。系统借助人工智能中发展较为成熟的卷积神经网络并通过百度AI开放平台的领先优势进行人脸识别、手势数字识别和语音实时交互，在保证识别速度够快的同时也能够维持非常高的识别精准度，引入活体检测避免不法分子使用照片欺骗系统，使得整个门禁系统更加安全。系统通过Wi-Fi将数据上传移动OneNET云平台，与微信小程序进行数据图像交互，主人可在任何地点通过手机对门禁系统进行解锁等操作，并能监控门禁外实时图像，能够在住户安全方面提供保障。

关键词：
智能家居

物联网

智能门禁系统

图像识别

语音识别

查看(10604)

Allegro基于MySQL数据库的数据录入系统设计

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211832

作者：刘涛1，2，付深圳1，2，张柱1，2，周冬1，2

作者单位：1.高效能服务器和存储技术国家重点实验室，山东济南250014；2.浪潮电子信息产业股份有限公司，山东济南250014

摘要：为了实现通过Allegro软件对PCB板卡数据自动采集、录入、保存等功能，研究基于SKILL语言的Allegro软件二次开发和IPC通信原理，提出并设计一种Allegro软件基于MySQL数据库的数据录入系统。根据实际数据存取需求及用户权限，设计前端数据采集模块和网页显示模块，在前端数据采集模块中，通过研究IPC通信，制定通信协议，并结合SKILL语言、Python语言编写通信接口，实现Allegro软件与MySQL数据库通信；网页显示模块使用Java语言用于对数据进行展示和处理。最后对数据录入系统进行功能测试，测试证明能够达到预期效果。系统中Allegro软件与MySQL数据库通信协议设计以及通信接口设计是系统的关键设计，系统数据采集模块的实现对后续Allegro软件与其他语言通信、网页端功能扩展具有很大的参考价值。

关键词：
Allegro

二次开发

IPC通信

MySQL

查看(15822)

PCI-Express总线传输效率提升的技术分析

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.211844

作者：潘金龙，李德建，王于波，冯曦，董长征，冯文楠

作者单位：北京智芯微电子科技有限公司，北京100192

摘要：高速差分PCI-Express总线的应用场景越来越广阔，为了提高总线上数据传输的效率，从PCI-Express的总线结构、带宽开销点、系统参数配置进行说明，并通过对不同长度的报文在读、写传输的背景下进行理论分析与计算，得到了提升总线传输效率的合理配置，实现了PCI-Express总线传输效率的显著提升。

关键词：
PCI-Expres

传输效率

带宽开销

系统参数

查看(6580)

智能牵引变电所网络化自投功能研究与应用

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212476

作者：高黎明

作者单位：中铁第四勘察设计院集团有限公司，湖北武汉431000

摘要：针对电气化铁路智能牵引变电所发生进线电源失压或牵引变压器故障，备用进线电源与备用牵引变压器自动投入问题，提出了基于GOOSE与SMV的网络化自投方案。将自投程序固化至2台既有主变测控装置，装置与装置之间、装置与智能组件之间通过GOOSE信号传递闭锁信号、开关分合闸信号或开关位置信号；合并单元通过SMV向装置传递电压、电流等模拟量。运行牵引变压器侧的主变测控装置作为自投的主用装置，另一台主变测控装置作为自投备用装置，确保自投功能顺利实现。现场试验结果验证了方法的有效性与正确性。

关键词：
自投

网络化

GOOSE信号

SMV信号

查看(4812)

电路与系统

综合电子系统重构时间分析方法研究

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212469

作者：郑小鹏，王小辉，陈春燕

作者单位：中国运载火箭技术研究院研究发展部，北京100076

摘要：针对综合电子系统重构的不确定性、多样性导致的系统状态复杂的问题，对不同重构模式下的重构时间进行分析。首先研究系统架构和软硬件配置，建立系统重构和重构时间模型，提出应用迁移优化算法。然后通过综合电子系统重构验证平台模拟故障，分析计算不同类型故障导致系统重构消耗的时间。实验证明，不同类型的故障导致的系统重构时间不同，优化重构蓝图和迁移过程可以有效缩短重构时间。

关键词：
综合电子系统

重构

时间分析

系统验证

查看(9384)

雷达与导航

基于ST DBSCAN的航迹聚类实现

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.212331

作者：朱瑜亮

作者单位：中国电科集团第十研究所，四川成都610036

摘要：针对现有飞行目标的航迹聚类算法的不足，提出的一种可对任意形状的航迹聚类，且不需提前划分聚类目标个数，可解决时空域航迹数据的聚类方法。通过航迹信息中的空间坐标以及时间信息，扫描选取航迹数据中的任意未标记点，进行时间域上的邻近点扫描，再对时间邻域内的点进行空间域扫描，通过时空域内邻近点迹的数量将相同目标的航迹形成簇，并通过数据仿真验证本聚类方法的有效性。

关键词：
空中目标

航迹聚类

STDBSCAN

仿真

聚类参数

查看(16408)

基于三维集成的小型化Ku波段收发组件

DOI：10.16157/j.issn.0258-7998.222677

作者：刘昊东，吴洪江，余小辉，马战刚

作者单位：中国电子科技集团公司第十三研究所，河北石家庄050051

摘要：基于硅基三维集成模块和印制板(Printed Circuit Board，PCB)混压工艺，设计了一种小型化Ku波段收发组件，并对其原理方案和具体实现进行了介绍。该收发组件整体电路采用三维集成架构实现，射频及中频芯片和其外围电路集成于硅基三维集成模块中，外部电路板采用射频与低频混压印制板，模块和印制板通过球栅阵列(Ball Grid Array，BGA)互联。通过对信号过渡结构进行优化设计，降低了信号传输损耗，提升了通道间隔离度。电路测试表明，组件在工作频带内满足通道间幅度一致性、带内平坦度、噪声系数等指标要求，且符合组件小型化、高集成度、高一致性、高可生产性的现实需求。