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关键词： 公文系统   密码应用   密码算法   密码技术   密钥管理  

摘要： 公文系统广泛运用于党政机关的日常行政办公,但在开展密码应用工作过程中,普遍存在着密码应用使用问题.论文分析了公文系统应用层面存在的密码技术缺陷,并基于密码技术对这些问题提出了针对性的解决方案,使公文系统在密码应用安全性方面得以提升.

关键词： 安全监控   嵌入式系统   瓦斯传感器   ARM  

摘要： 针对一种基于嵌入式的煤矿安全监控系统的总体方案,分析了系统可实现的监控功能与管理功能等,对监控分站的硬件结构进行研究,对分站的核心处理器与传感器等进行选型,并分析设计了分站各设备的电源电路、信号采集电路与分站系统的软件工作流程。分析认为安全监控系统可实现对井下场所的环境监测与故障预警功能,提高系统信号采集的精度与效率,保证数据传输的实时性与准确性。

关键词： 数字证书   数字签名技术   数据的完整性   功能码   TCP协议   工控协议   机密性   防抵赖  

摘要： 本文基于Modbus TCP协议的安全隐患,如协议缺乏认证,协议报文明文传输,协议不具备防抵赖、防重放的能力,协议的功能码滥用等问题,提出基于国密算法与国密数字证书技术实现协议的双向安全认证与协议报文的机密性。采用基于数字证书的数字签名技术保证数据的完整性和可认证性, 使用国密SM4算法保证数据的机密性。实验验证和分析结果表明,基于安全的Modbus TCP协议可以全面弥补Modbus TCP协议的设计缺陷,也可以满足实际的工程应用需求。

关键词： 多参数测量仪   实时监测   嵌入式系统   大数据  

摘要： 为实现对矿井水文地质情况的实时监测,设计一种便携式矿井多参数检测仪。该检测仪以嵌入式系统为核心,利用多传感器协调工作采集矿井下的压力、水位以及水流速等数据,利用大数据处理手段对这些数据进行分析,起到预防灾害的目的。最后在实验室以及煤矿实地条件下对系统整体性能进行测试,试验结果表明,系统能准确有效的监测到矿井下的压力、水位以及流速等数据,测量精度达到预期要求,对压力、水位以及流速的测量误差均小于5%,该系统对预防矿井灾害发生具有重要的现实意义。

关键词： 数字图像处理   嵌入式系统   卷积神经网络  

摘要： 针对嵌入式系统存储空间有限,无法高效运行卷积神经网络的问题,面向轻量型卷积神经网络的装载和四旋翼飞行器的挂接需求,设计并实现了基于STM32的嵌入式图像识别系统。系统硬件采用模块化设计的思想以提高系统的兼容性,系统软件采用了基于卷积神经网络的手写体图像识别的训练,对卷积神经网络进行轻量化处理,并将训练好的网络移植到嵌入式系统上。最终,系统可稳定高效地完成手写体图像的识别。该系统可为此类图像处理系统提供一种低成本高集成度的解决方案。

关键词： 嵌入式系统   模拟量   非线性   回归拟合   BP神经网络   遗传算法  

摘要： 针对嵌入式系统中传感器测量模拟量与采样值之间的非线性关系难以找寻确定公式进行表达的问题,提出使用BP神经网络对非线性模拟量进行回归拟合。并针对BP神经网络易陷入局部极小值的缺陷,采用遗传算法进行优化。实验表明,与最小二乘法与三次样条插值法相比,BP神经网络对曲线拟合程度优于其余两种方法,且具有较高的准确度。遗传算法优化后的BP神经网络,能够更加快速收敛,准确度也进一步提升。同时将网络模型应用在MCU端,实现在MCU端的预测与参数更新,具有一定的实用性和适应性。

关键词： 色素性皮肤病   嵌入式系统   皮肤图像识别   胶囊网络   安卓手机APP  

摘要： 面部皮肤病是医学上的比较常见的多发性疾病,针对当前日益增长的美容护肤需求,皮肤检测技术越来越受关注。传统的人工诊断有着一定的主观性,无法满足复杂多样的色素性皮肤病的检测要求。目前,针对面部肌肤检测的问题,国内外的研究主要集中于美容领域的大型专业的设备。因此针对特定目标设计一套能够智能精准检测皮肤状况,并且结构简单适用于大众人群的可反映人脸肌肤健康的系统具有很大的意义。本文应用机器学习算法与便携的智能终端设备的结合,设计了一个完整的智能人脸肌肤健康检测系统,整个系统包括软件检测和硬件搭建两个部分。为了得到色素性皮肤病在不同光波下表现的不同病灶特征,设计了一套基于嵌入式的组合光源(日光、紫外光、伍氏光、平行偏振光和交叉偏振光)控制系统。并用Android智能手机的普通拍照模式代替体积庞大的拍照设备在不同光源下进行图像采集,二者相结合极大地减少了后续算法处理的复杂度。软件检测部分是结合深度学习与改进胶囊网络(capsule network,CapsNet)对采集图像进行分类识别。搭建了基于深度学习算法的皮肤检测的模型,用改进CapsNet模型针对预处理之后的皮肤图像进行分类识别,经过分类后可检测黑色素瘤、黑素细胞痣、角化病/鲍恩病、血管病变等7种色素性皮肤病。最后,系统将检测结果发送到Android手机APP端。用户可在安卓手机上实现对人脸肌肤色素性皮肤病的检测、查看历史检测记录、修改个人信息等整体操作。通过与传统的卷积神经网络模型作对比仿真,结果表明使用改进CapsNet网络对色素性皮肤病进行识别可以有较好的识别效果,并且准确率比卷积神经网络模型高出10%。最后通过实验验证表明,本系统的五种光模式对皮肤的不同特征提取有极大地帮助(纹理、血管病变、斑点等),并能准确识别出病症区域的色素性皮肤病类型,能够实现对大众的普及应用性。

关键词： 地面瞬变电磁   三分量空芯线圈   瞬变电磁接收机   ZYNQ-7Z020   嵌入式系统  

摘要： 时间域电磁法又称瞬变电磁法,该方法具有探测跨度大、探测方法简单、信息丰富等优点,在我国物探领域应用十分广泛。瞬变电磁法分为航空瞬变电磁、半航空瞬变电磁和地面瞬变电磁,均由发射系统和接收系统两部分组成,本文主要针对地面瞬变电磁三分量接收系统进行研究。调研了国内外先进地面瞬变电磁三分量接收系统的研究现状。分析地面瞬变电磁法的探测原理,根据层状介质均匀半空间模型和涡旋电流效应,对模拟薄层导体进行正演分析,探究三分量探测相比单分量探测的优势。剖析国内外先进地面瞬变电磁三分量接收系统的技术指标,提出自主研制地面瞬变电磁三分量接收系统的技术指标。分析磁感应传感器的原理、结构组成以及等效模型,提出三分量空芯线圈的设计方案,在此基础上对三分量空芯线圈进行绕制。研究三分量空芯线圈的前置放大器和匹配电阻,设计低噪声前置放大器电路并进行仿真及制作。分析三分量空芯线圈的非正交性和姿态变化对信号的影响,并建立非正交性和姿态校正模型。针对地面瞬变电磁接收机的设计需求,基于ZYNQ-7Z020开展硬件设计和软件开发。硬件电路包括信号调理模块、模数转换模块和嵌入式控制模块。信号调理模块是对程控放大电路、高阶低通滤波电路和工频滤波电路进行设计。模数转换模块是对A/D转换芯片的驱动电路、基准源电路以及外围电路进行设计。嵌入式控制模块部分是对FMC接口、数据存储、LCD显示、键盘控制、温度控制和USB驱动等电路进行设计。通过分析地面瞬变电磁接收机的软件功能,提出由双核ARM和FPGA组成非对称多处理器架构方案。在ARM下移植Linux操作系统,在此基础上开发嵌入式人机交互应用软件,运用Qt开发了应用软件的界面,对数据存储格式进行分析,并设计了配套的数据转换PC端应用软件。将设计的各部分集成地面瞬变电磁三分量接收系统样机。为了验证样机的性能,对三分量空芯线圈的带宽和本底噪声进行了测试,还对地面瞬变电磁接收机的本底噪声、通道线性度和系统误差等进行了测试,实验结果符合设计要求。对本文设计的三分量接收系统开展野外收发同步试验,同时与加拿大凤凰公司的V8单分量接收系统在相同条件下进行对比试验,验证了本文设计的有效性。

关键词： AMT   MT   电磁法勘探系统   嵌入式系统  

摘要： 大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)作为地球物理深部和浅部矿产资源勘探的重要手段,一直是地球物理学者研究的热点。然而长久以来,本国电磁法勘探技术和设备严重依赖国外进口。虽然在“十二五”国家高技术研究发展计划(863计划)的大力支持下,我国在电磁法采集系统方面取得了显著的进展,但是在采集精度、实用性、可操作性和稳定性上仍与国外先进水平有一定的差距。针对目前电磁法勘探系统存在的问题,本毕业设计在前人研究的基础上,提高了采集通道的噪声水平、完善了采集系统标定和磁场传感器标定功能、优化了系统软硬件程序设计、设计了上位机软件并提升了采集系统集成度,研制了高精度、高分辨率、实用性强、智能可靠的MT或AMT采集系统。本采集系统具有大带宽,支持MT和AMT两种天然场电磁勘探方法智能切换,实现一套系统采集MT和AMT两种电磁信号,降低勘探成本,同时两种方法互相配合增加采集资料的后期处理精度和采集系统的实用性。采集系统主要由外部电磁场传感器、采集单元和个人计算机(PC)端上位机软件组成。本毕业设计主要完成采集单元的软、硬件设计,以及上位机软件开发。采集单元硬件由采集板和控制板组成,采集板主要完成了电源电路、多通道低噪声采集电路、标定电路以及接口电路的设计,实现两路电场信号和三路磁场信号放大、滤波、模数转换,以及采集系统自身标定和磁场传感器标定等功能。采集板采用高精度设计,选择高性能、低噪声的模拟器件和24位高分辨率模数转换器(ADC),同时添加模拟信号和数字信号之间的隔离,并设计了针对不同噪声的滤波电路,提高采集板的噪声水平;主控板是由现场可编程门阵列(FPGA)、ARM处理器以及外部设备组成的主控电路,实现采集系统的启动和停止控制、采集文件存储、以太网通信等功能,同时由高精度时钟源和GPS模块配合实现多通道同步采集。通过对FPGA硬件编程和ARM嵌入式Linux系统开发,实现采集系统的可靠控制和稳定采集,大大提升采集系统的稳定性和可靠性。同时在Windows开发环境下,设计了功能齐全、操作简便的上位机控制软件,实现采集和标定控制、GPS授时、采集参数配置等功能。最后采集系统经过了室内及野外的一系列测试,由测试结果可得,本采集系统参数指标达到预期值,符合设计要求。同时验证了采集系统在野外工作的实用性和稳定性。

关键词： 图像增强   Retinex理论   引导滤波   YUV色彩空间   嵌入式系统  

摘要： 低照度环境下的图像由于光照分布不均匀,或者光源的缺乏,导致图像在亮度、对比度和细节表现等方面的严重退化,会极大影响后期对图像进行识别和信息提取的工作。低照度图像的增强技术对于完善夜视监控系统、优化智能交通以及提高全天候作战能力等方面来说具有重要的意义。因此本文针对低照度图像的增强技术展开了研究,为了改善低照度环境下的图像增强处理能力,本文开展了基于视网膜大脑皮层理论的图像增强技术研究,改进图像增强算法并结合嵌入式开发平台,实现对低照度图像或视频的增强处理过程。本文主要内容分为以下四个章节:第一章主要阐述低照度图像增强技术的研究背景、意义,对国内外研究现状进行了调查和研究,并对全文的工作进行概括说明;第二章搭建基于DE1＿SoC的低照度图像增强系统,其中包括利用普通USB摄像头作为前端采集设备,嵌入式开发板DE1＿SoC作为中端处理设备实现低照度图像增强功能,以及VGA显示器作为后端显示设备对增强后的图像进行输出显示;第三章研究常见的图像增强算法,并在视网膜大脑皮层(Retinex)理论的基础上,提出基于加权引导滤波和YUV色彩空间转换的Retinex算法。提出算法为了对保持图像边缘信息,降低图像增强后常出现的光晕伪影现象,提出利用加权引导滤波对亮度图像进行估算,代替传统Retinex算法中的高斯滤波,为改善图像增强后的色彩恢复能力,提出通过YUV色彩空间转换的方式,对Y分量进行增强,对UV分量进行校正。根据提出算法对低照度环境下的图像进行实验仿真,并结合主客观评价对提出算法的增强效果进行对比验证,证明提出算法对于边缘保持和色彩恢复能力有较好的改进效果;第四章主要完成利用嵌入式开发平台DE1＿SoC实现低照度图像增强的工作,工作内容包括嵌入式系统的设计、Linux开发环境的搭建以及增强算法的移植工作等方面,通过搭建好的图像增强系统分别对低照度环境下的单帧图像以及视频进行增强处理,得到多组实验数据,并结合主客观评价对其增强结果进行分析,证明本文提出的低照度图像增强算法在嵌入式系统中的应用,具有较好的增强效果以及较高的鲁棒性。