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关键词： 嵌入式系统   内存节能   外围设备节能   实时任务   任务调度  

摘要： 随着集成电路技术和计算机技术的迅速发展,嵌入式系统性能提升的同时也使功耗问题成为制约系统设计和开发的重要因素。传统上处理器被认为是嵌入式系统中最耗能的部件,目前相关节能研究和实现相对成熟。随着内存需求的提高和实时系统应用范围的扩大,降低这些非CPU部件——内存和外设的能耗,成为降低系统功耗的重要部分。目前的内存节能技术通常利用内存系统支持的低功耗状态,通过软硬件结合的方式实现节能。但是,这种方法没有考虑到任务与内存访存行为间的关系,其节能程度受到内存硬件本身的限制。目前的外设节能技术的研究,受到制造工艺、供电电压、频率等的限制。同时,随着实时应用的发展和软硬实时任务模型研究的深入,外设节能技术需要考虑软硬实时任务在外设上执行的问题。本文针对内存和外围设备分别提出节能调度技术,并满足任务的实时性和降低设备能耗的要求。本文的研究包括以下两点:(1)提出了一种基于任务调度的内存节能调度技术该技术基于任务在内存块上的访存行为,建立了任务与内存块之间的对应关系模型。任务调度模块利用该模型,对内存访问模式相近的任务做连续调度,减少内存块的状态切换能耗,从而达到内存节能目的。(2)提出了一种基于任务调度的外围设备节能调度技术该技术基于实时性约束条件(m,k)-firm对周期性任务的作业进行分类,放松部分作业的响应时间。任务调度模块利用放松的响应时间,将作业尽可能集中调度,减少外设的状态切换能耗,从而达到外设节能目的。本文通过软件模拟的方法进行实验,获取设备状态切换次数和设备能耗数据,并对实验结果进行分析。实验结果表明,本文提出的方法与目前已有的算法相比,设备在有效休眠时间的收集和能耗节约方面均能获得较好性能。

关键词： 光栅   信号细分   误差修正   嵌入式系统  

摘要： 光栅传感器不仅具有测量量程大和测量精度高的优势,而且在工控系统中易于实现数字化,因此在精密自动化测量领域得到了广泛运用。但无论是绝对式还是增量式光栅,其原理都是被测物体每移动一个单位栅距,传感器就输出一个周期的信号。对输出信号进行分析,就能得到物体的移动位移。因此栅线刻划的精度决定了光栅传感器的精度。栅线刻划的密度决定了传感器的分辨率。而由于工艺制造水平发展的限制,栅距的细化程度是有限的。因此对光栅传感器输出的原始信号进行辅助细分处理成为提高光栅传感器分辨率的主要方法之一。在对光栅的机械特性和运动特性进行深入研究后,本文提出一种预测细分模型。根据光栅运动状态的不同,该模型能够实现对光栅信号的自适应细分。该方法利用高速的嵌入式设备对光栅输出信号进行采样,获取历史单位栅距的通过时间并组成观测样本序列。利用自适应的预测算法搭建预测数学模型对下一个栅距的运行时间进行预测并实时的对预测误差进行修正。在光栅运动到下一个栅线之前,嵌入式系统同步的输出代表细分后微位移的细分方波,实现对光栅原始信号的细分。与现有的辅助细分方法不同,预测细分模型的细分效果与光栅输出信号的正弦性,幅值性等因素无关。本文将海德汉生产的圆光栅ROD880输出的原始信号作为辅助细分对象,开展了以下内容的研究。(1)对传统的位移测量细分方式和以时间为基准的细分方式进行了介绍,并分析了利用两种细分方式进行光栅信号细分时的优缺点,最终提出了光栅信号的预测细分法。(2)对采集得到的样本序列进行分析,划分光栅传感器运动状态。当光栅运动在稳定状态时采用二次指数平滑法建立预测模型。而当光栅处于过渡状态时,则利用灰色预测算法搭建预测模型。为提高预测准确度,构建马尔科夫误差修正模型修正预测误差。(3)利用高速的ARM+FPGA架构实现了整个细分系统中嵌入式硬件平台的设计。并对光栅处于不同运动状态下时的细分能力进行了实验研究。同时对影响细分效果的因素进行了分析。在不同的运动状态下对光栅进行动态实验,对实验结果分析表明,利用本文提出的光栅信号自适应细分方法以及误差修正算法,将细分倍数设定为400时,单位栅距内的细分误差为±0.65″。

关键词： 超晶格   密码技术  

摘要： 在9月19日—20日召开的香山科学会议上,我国科学家表示掌握了一种新型密码技术——超晶格密码技术。超晶格密码技术是基于材料本身的物理特性产生的,理论上超晶格密码是不可破解的。国际上有很多团队在研究超晶格技术,但我国科学家将超晶格技术应用于密码学领域,并进行了重大创新。与会

关键词： 测试驱动开发   自动化测试   嵌入式系统   Unity  

摘要： 测试驱动开发是现代软件开发中一种新兴的技术,已被广泛应用于PC软件的开发之中,但在嵌入式软件开发中尚不多见。本文首先阐述了引入测试驱动开发的必要性,然后介绍了测试驱动开发的定义和过程,再次描述了如何在嵌入式系统中应用该技术。

关键词： 计算机视觉   深度学习   实时行人检测   嵌入式系统  

摘要： 作为计算机视觉领域中的一个重要研究课题,行人检测技术一直以来都备受关注。随着科技的发展,行人检测技术也从早期图像处理阶段、特征模型分类阶段发展进入深度学习阶段。特别是近几年来,基于深度学习算法的行人检测技术已经广泛应用在智能辅助驾驶系统、智能高效率监控系统、服务型机器人等众多新型领域。另一方面,嵌入式系统因其灵活、稳定、低功耗等众多优势,现已成为物联网领域十分重要的技术。基于以上背景,本文主要从以下两个大方面进行研究:对行人检测算法进行研究与设计。本文首先对传统行人检测技术进行充分调研,进行理论分析,对基于HOG+SVM的行人检测算法进行理论研究,最终实现了基于HOG+SVM的行人检测系统并测试。然后着重研究基于深度学习目标检测框架的行人检测技术,对常见几种框架进行理论分析论证,分别对基于Faster-RCNN和基于YOLO v2的目标检测框架进行理论研究,最后搭建了基于Faster-RCNN的行人检测系统和基于YOLO v2的行人检测系统,分别进行仿真测试。通过在现有数据集上测试和实时行人检测测试,对比分析实验结果,验证各自系统的实时性与准确性。对行人检测算法在嵌入式平台中的移植进行研究。本文在对NVIDIA Jetson TX1嵌入式平台的软硬件环境进行熟悉的基础上,结合系统对实时性与精度的要求,搭建了基于NVIDIA Jetson TX1嵌入式平台的实时行人检测系统。经过实验测试表明,该系统能稳定良好运行,能在简单环境中检测出90%以上的行人,同时实际行人检测帧率保持在15帧/秒左右。

关键词： 嵌入式系统   智能监控   ViBe算法   运动目标检测  

摘要： 随着视频监控智能化的逐步发展以及嵌入式芯片处理能力的与日俱增,人们对嵌入式智能监控设备的研发需求空前高涨。嵌入式监控设备的智能化可以有效减少视频监控系统的成本投入,提升系统的监控效率。本文在研究视频监控中的目标检测与异常行为识别的基础上利用B/S软件架构在嵌入式平台上设计并实现了一套智能监控系统。本文在研究视频中运动目标检测算法的基础上,计算得到了可以表征行为的光流特征和图像能量,并以此为依据在嵌入式平台中实现了对监控场景中非法入侵、快速通过以及暴力事件的智能检测。本文主要的工作内容如下:1.完成开发工具的选择与开发平台的搭建。首先在分析本文系统功能需求的基础上完成了系统总体架构的设计,然后对系统开发过程中的重要工具进行了选型,并最终完成了系统软硬件开发平台的搭建。2.研究监控视频中运动目标检测算法。视频中的运动目标的检测是异常行为识别的关键步骤,其检测效果的好坏直接影响了后续异常行为识别的准确度。在众多运动目标检测算法中,ViBe算法在得到良好检测效果的同时拥有较小的计算量,特别适合作为本文嵌入式平台上的运动目标检测算法。但原始ViBe算法有“鬼影”现象及对光照突变敏感的缺陷,本文通过在ViBe算法中结合帧间差分法有效解决了这一问题,最终在时间复杂度牺牲不大的情况下提升了算法的检测精度。3.对系统的软件进行详细的设计与实现。本文系统的软件采用B/S架构进行开发,从整体上将其分为负责视频图像处理和负责控制系统运行并与用户交互的两大核心部分,二者又包含多个功能模块,本文对这些模块进行了详细的设计与实现。4.对系统进行测试。首先搭建实验室内部测试环境,并按照标准的测试方法对系统的功能和性能进行测试。通过对测试的结果进行分析可知,本文所设计的嵌入式智能监控系统能够满足系统的开发需求。

关键词： 商用密码   密码管理   密码技术   创新应用  

摘要： 作为保障信息产品和服务安全的重要手段,密码技术迎来了全新的发展机遇和挑战。关键技术不断创新,产业生态日益完善,标准法规不断健全,我国的商用密码正在为数字经济的蓬勃发展打造一个坚实的安全防护体系。

关键词： 数据采集   CCP协议   嵌入式系统   尿素压力管压力信号   频域分析  

摘要： 现代汽车中的电控单元数量不断增多,功能愈发复杂,在电控单元的开发过程中,需要频繁地对单元内部数据进行采集。为此,本文设计了一种基于CCP协议的车用远程数据采集系统。采集系统包括采集终端和远程平台两部分。采集终端对电控单元内部数据进行采集、存储和无线传输;远程平台接收终端数据,提供数据显示界面,并能通过配置文件同步修改采集任务。本文共有七章:第一章对研究背景和内容以及该领域的国内外研究和应用现状进行了综述;第二章根据功能需求和技术发展方向,设计车用远程采集系统的整体框架,对ASAM标准和CCP协议进行介绍;第三章对采集终端进行硬件原理图设计;第四章对采集终端进行软件设计,软件基于μCOSII操作系统,按模块化设计,实现CCP通讯,与平台的无线通讯,终端定位和采集数据的高速存储等功能;第五章使用LabVIEW编写远程平台,实现A2L文件的解析,与终端的通讯和数据显示等功能;第六章对采集系统进行了功能验证和实际应用;最后一章对全文进行总结和展望。经验证,采集系统的数据采集准确、存储完整、传输可靠。使用采集系统采集了 SCR尿素压力管压力信号,并对尿素压力管压力信号的频域特性进行了分析,得出了其中主要频率分量的来源,研究了喷射阀堵塞对尿素压力管压力信号的频域特性的影响,并以此为基础提出了一种检测喷射阀堵塞的方法。

关键词： 电压等级   信息融合   支持向量机   高压预警   嵌入式系统  

摘要： 高压架空输电线路作为远距离输电的主要方式,其带电作业成为电力作业中的重要内容。虽然带电作业有严格的操作规范,但是由于作业人员疏忽大意导致的触电事故经常发生,高压输电线路带电作业防触电预警问题始终是电力部门的难题。为了实现高压输电线路带电作业防触电预警,越来越多的高压安全预警设备在带电作业过程中被使用。但是这些设备通常只是通过固定的电场强度阈值实现安全预警,而没有根据不同电压等级安全距离处不同的电场强度自适应调整阈值。因此这些设备在针对不同电压等级线路施工时,要么预警距离过远无法正常施工,要么预警距离过近没有起到防触电预警的效果。为了实现高压安全预警设备能在不同电压等级的高压输电线路带电作业中智能预警,需在带电作业操作之前实现电压等级的识别。本文研究了高压输电线路带电作业登塔过程中的电压等级识别方法,设计了工频电场传感器、高压预警系统,针对10kV、35kV和110kV三种电压等级,进行了高压输电线路带电作业登塔过程中电场强度及登塔高度的信息采集,每种电压等级采集了30组数据。研究并确定了kalman滤波器的参数,利用kalman滤波器对所采集的数据进行了滤波。利用PAA特征提取方法对所得到的滤波数据进行特征提取,得到了各组数据的特征值。分析了支持向量机(SVM)分类器模型的建立及求解过程,并将所得到的特征值随机各抽取25组作为SVM分类模型的训练数据。基于LIB-SVM的SVM分类模型求解算法,训练得到了三种电压等级的分类模型。利用剩余的特征值对分类模型进行测试。结果表明,利用简单的kalman滤波数据处理方法不能达到理想的识别效果。为了提高电压等级识别的准确率,研究了信息融合的数据处理方法。利用全局最优的分布式融合kalman滤波算法对数据进行处理。重复之前的特征提取及识别步骤进行模型建立求解及测试。结果表明基于信息融合数据处理的分类识别正确率明显提高。最终利用分布式融合的kalman滤波算法及SVM分类算法实现了较为准确的电压等级识别。最后,为了使所研究的电压等级识别算法能在实际的带电作业高压安全预警系统中使用,将本文将所研究的电压等级识别算法移植到基于STM32F103RCT6的嵌入式系统中。在嵌入式系统中实现了电场信号的采集、融合、特征提取、模型读取及特征识别分类,为高压防触电预警设备在不同电压等级下的智能预警提供了一种有效的解决方案。

关键词： 密码研究   密码技术   经典密码  

摘要： 信息安全有着保密性、完整性、可用性、可控性、不可抵赖性等基本要求,而密码是信息安全保障的核心技术。计算机科学和信息论等的发展促进了现代密码学的诞生,编码与破译的对抗不断推动密码学的发展。同时,新应用的需求,特别是近三十年来的新应用,给密码学带来新的课题。随着信息化的不断深入,出现了一些新的问题需要我们去思考。随着移动应用及设备的发展,以往的身份认证密码技术部署到移动终端存