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关键词： 验证性实验   嵌入式系统   远程实验室  

摘要： 为了克服传统嵌入式系统实验室投资大、维护成本高、实验过程受限的弊端,融合嵌入式Linux驱动开发、移动终端软件开发、Web应用程序设计等专业核心技能,开发了提供知识验证的远程嵌入式系统实验室。该实验室由设备端、服务器端和客户端组成:设备端通过PC部分控制RK3568部分,实现镜像烧写及驱动和应用加载;服务器端利用云服务器和若依框架搭建,实现客户端与设备端之间的信息中转;客户端通过浏览器访问服务器端,实现镜像、驱动和应用的上传。该实验室可使学生随时随地进行验证性实验并观察设备端运行结果,提高设备使用率,降低投资与维护成本,提升实验教学质量,为相似课程的实验室设计提供借鉴参考。

关键词： 产教融合   嵌入式系统   规划与建设  

摘要： 随着信息技术的飞速发展,嵌入式系统已经成为现代工业和科技领域的重要组成部分。为了满足市场对嵌入式技术人才的需求,产教融合是一种有效的教育模式。本文从产教融合在“嵌入式系统”课程建设方向的指导作用、课程建设内容、建设成果进行阐述。基于产教融合的应用型人才培养模式,以探索建立基于“知识—技能”融合的课程教学与实践模式为目标,以开发真实产品、项目驱动和能力训练为手段,构建面向产业、行业、企业和职业需要的专业课程建设。

关键词： 魔芋   收获机器人   杆茎切割   块茎挖掘   卫星定位   嵌入式系统  

摘要： 【目的】解决魔芋传统手工收获方式成本高、效率低的问题,推动魔芋种植业的发展。【方法】设计了一种集成杆茎切割与块茎挖掘的魔芋收获机器人,深入探讨了机器人的底盘结构、切割装置、挖掘运输系统以及收集机构的设计细节,同时还介绍了嵌入式系统中上位机与下位机之间的协调控制策略。【结果】该机器人结合先进的卫星定位技术和高清摄像头,能够精准识别魔芋的位置,先完成杆茎切割,再进行块茎挖掘。通过高效的链杆传送带和收集机构,实现了块茎的筛选、运输及自动收集。【结论】这一创新设计不仅显著提高了魔芋的收获效率,降低了人力成本,而且具有高度的通用性和灵活性,未来有望应用于其他薯芋类作物的机械化收获。

关键词： 嵌入式系统   机器视觉   工业自动化   智能检测   硬件架构   算法优化  

摘要： 文章深入剖析了嵌入式系统与机器视觉的基础理论,详细探究了嵌入式机器视觉系统的硬件架构及图像采集、智能视觉算法、自动化控制等关键技术。通过对工业生产中产品质量检测案例的研究,验证了该系统在提升检测精度与生产效率方面的应用价值。实验结果表明,相较于人工检测,嵌入式机器视觉系统在速度、准确率及稳定性上优势显著,为工业自动化提供了高效且可靠的智能检测手段。

关键词： 采摘机器人   作业控制   目标识别   运动学分析   嵌入式系统  

摘要： 采摘作业是农副产品生产的重要环节,直接影响农副产品的效益。为此,针对传统采摘作业存在的采摘手段落后、精度差和效率低等问题,以草莓采摘机器人为研究对象,在深入研究其结构组成和工作原理的基础上,引入嵌入式系统,完成了采摘机械手的运动学分析。通过采摘机器人控制系统的硬件总体设计,完成了控制系统硬件模块选型,并进行了作业控制的仿真分析。采摘试验结果表明:基于嵌入式系统的采摘机器人能够精确控制采摘作业,采摘精度和目标识别率都达到了设计目标,且系统运行较为安全和稳定。

关键词： PSD传感器   非接触测量   轴线测量   角度偏差   嵌入式系统  

摘要： 文章针对孔角度测量仪便携性与精度很难同时达到的问题,设计了一种基于PSD传感器的孔角度测量仪,用于测量孔轴线的偏差值。偏转角度通过激光二极管的准直性发送650 nm激光,PSD传感器产生4路微安级光电流,通过I/V放大处理后,将电压信号传输到STM32f103RCT6进行软件处理,最后处理后的偏转角度在LCD屏幕上显示。该测量仪适用于直径为6 mm和8 mm的孔,轴线最大偏差角度为±3o。试验结果表明,该装置的测量精度为0.2°,满足孔轴线测量的要求,仪器稳定可靠,具有较大市场推广价值。

关键词： 嵌入式系统   物联网   安全启动   系统安全性  

摘要： 为分析软硬件支持下的安全启动方案对系统性能的影响,在树莓派和BeagleBone嵌入式开发板上,分别实现了仅基于软件的安全启动方案和结合可信平台模块(TPM)的硬件支持的安全启动方案,软件方法中,使用SHA-256哈希算法验证内核完整性的平均时间开销从58ms到164ms;硬件方法中,TPM初始化需要993ms时间,完整过程增加了1922ms,软件方法引入的性能开销较小,使其成为物联网设备实际应用的可行选择;而硬件方法则可提供更高的安全性,但付出更大的时间开销。

关键词： I^(2)C总线   E^(2)PROM   温度信息采集   实验设计   嵌入式系统  

摘要： 设计并构建了一个基于GD32F303RCT6微控制器的I^(2)C总线综合实验项目,实验的系统包含温度传感器、E^(2)PROM存储芯片和OLED显示器.通过各功能模块软件设计,实现了环境温度采集、I^(2)C总线读写及数据显示等功能.该实验项目有助于学生学习与实践,能使其熟悉嵌入式系统设计流程,深入理解I 2C总线硬件连接与软件设计方法,并可有效培养学生的综合设计能力和创新能力.

关键词： 辣椒采摘   嵌入式系统   运行学分析   视觉识别   多轴协同  

摘要： 【目的】解决传统辣椒采摘机器人存在的控制复杂、采摘精度低、成本高、无法满足大规模作业的问题。【方法】介绍了一种基于嵌入式系统的辣椒采摘机器人,首先使用D-H参数法对机械手进行运动学分析,优化运动控制;其次采用STM32单片机作为主控板,结合YOLOv5视觉识别算法,实现对辣椒的精准识别与定位;最后通过二自由度机械手与三轴传动机构实现协同控制,同时引入激光测距模块,实现末端位置的精确定位与操作。【结果】通过现场实地作业测试,该机器人具备高效的辣椒识别与采摘能力,在运动学模型与控制算法优化后,机械手操作更加精准,能够提升采摘效率并降低生产成本。【结论】本研究具有广阔的应用前景,有助于采摘机器人在农业领域的推广和应用,为农业现代化的实现提供科技助力。

关键词： RISC-V   软硬件协同优化   数学函数   分段多项式拟合   嵌入式系统  

摘要： 在工业控制算法中,数学函数的计算往往需要大量的时钟周期,会影响算法的性能。本文对相关数学函数计算方法进行深入分析和方案对比,设计了一种适合硬件电路实现的基于Remez算法的分段查表多项式拟合方法来计算浮点数学函数,同时实现了相应的硬件电路以RISC-V自定义指令的方式与RISC-V处理器内核紧耦合。实验结果表明,与无自定义扩展指令相比,处理器计算数学函数的延迟减小了93.62%。相较于CORDIC指令集计算数学函数的方法,计算延迟减小了79.83%。这一成果为低成本、高实时性要求的RISC-V架构的嵌入式微处理器提供了新的思路和解决方案。