主编:孙圣和
创刊:1980年
ISSN:1002-7300
CN:11-2175/TN
国内邮发代号:2-369
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2016, 39(8):1-4.
摘要:摘要:现今,电子产品的功能越来越复杂,随之而来在电路板设计中会选用多种类型芯片,比如微处理器、ADC、存储器、接口芯片等。这种情况下就需要时钟管理电路实现对多路时钟在频率、相位、占空比、抖动指标上的管理,为每种芯片提供不同属性的工作时钟。本文提出一种基于时钟芯片的新型时钟管理电路,进行总体方案设计,重点对电路中的锁相环的重要环节模型及电路整体模型进行分析,归纳了电路参数选择方法及其与系统指标之间关系,为最终电路详细设计和程序配置的提供参考依据。
2016, 39(8):5-8.
摘要:基于细胞神经网络构造动态逻辑门是近年来一个全新的研究方向。由于非线性系统状态演化具有很强的非线性特征和丰富的动态模式,细胞神经网络在构建灵活、可重构的逻辑门电路中具有独特的优势。本文提出基于细胞神经网络的逻辑函数设计,首先设计了两输入线性可分布尔函数“与”门和“或”门的标准非耦合细胞神经网络的模板参数的求解过程,然后给出了使用运放实现的细胞电路设计以及功能之间转换的时序仿真结果。同时以此方式设计了另外12种两输入线性可分布尔函数的模板参数,实现了在电路结构不变的情况下,改变参数即能动态调整布尔逻辑的功能。
2016, 39(8):9-13.
摘要:手势识别成为未来人机交互的重要方式,本文主要对复杂背景下手指数量的检测方法进行研究。首先通过对比分析不同颜色空间下的手势区域提取方法,提出一种基于HSCrCb肤色模型的手势区域提取方法,并在实验中提取了更清晰和完整的手势区域;其次,采用凸缺陷、手势形状以及手指夹角等特征对手势进行建模和手指数量检测,算法能准确识别出不同手势下对应的手指数量。在Qt和OpenCV环境下建立算法平台,算法在实验测试中取得了良好的效果,具有较好的工程参考和应用价值。
2016, 39(8):14-18.
摘要:在阻抗的测量过程中,为了提高测量的信噪比,通常需要使用高稳定性的恒流源,同时为了扩展测量的范围,也需要对恒流源进行控制调节,因此本文提出了一种高稳定性数控恒流源的设计方法。本文的恒流源通过对采样电阻端的电压进行差分放大反馈,一方面降低了共模噪声的干扰,提高了反馈精度,另一方面也降低了采样电阻端的热耗,为整个恒流源的长时间稳定性提供了保障,并且通过DAC可以实现对电流的线性调节。经过长时间的测试,该恒流源的输出电流的纹波小于0.1 mA,不同电压下理论电流与实际电流误差在千分之一左右,具有较高的稳定性以及高的控制线性度等特点。
2016, 39(8):19-21.
摘要:针对基于微波多层介质板的微带线到带状线过渡问题,提出了一种微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构,通过地层的圆形开孔完成微带线与带状线椭圆形贴片间的电磁耦合与匹配设计,实现了微波信号在微波多层介质板内跨层传输。将微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构在三维电磁场仿真软件中进行了建模,并对背对背结构进行了仿真、加工与测试。测试结果表明,在7~13 GHz的频带范围内输入输出回波损耗小于-12 dB,插入损耗最小为1.48 dB。该微带线到带状线宽带垂直耦合过渡结构具备了良好的性能,同时具有电路结构简单、加工方便等特点,在微波电路设计方面具有较高的实用价值。
2016, 39(8):22-26.
摘要:鉴于微机控制系统直接影响内燃车的性能和使用寿命,而传统的控制系统实时性差,处理能力有限,很难精确控制。基于技术和成本考虑提出了适用于GCY520型地铁内燃车的微机控制系统方案。整个系统方案分为硬件设计和软件设计两大部分。硬件设计采用贝加莱公司的PLC模块搭建硬件平台,由CPU模块、通信模块、输入输出模块、温度测量模块、计数模块以及两个显示屏组成。软件设计以贝加莱公司开发的Automation Studio V3.0.90.28为基础,采用C语言和梯形图实现整个系统的逻辑控制。最后装入GCY520型地铁内燃车对硬件电路中的信号和系统功能进行验证,结果表明信号的完整性良好,能实现对内燃车的柴油机和传动箱等设备的控制,经济实用且可靠性高,是一种具有良好应用前景的控制系统。
2016, 39(8):27-31.
摘要:捷联式惯导系统在军事领域应用广泛,为便于对捷联惯导算法及各种组合导航算法进行研究,设计了一套捷联惯导仿真系统。系统基于模块化思想设计,包括运动状态建模、轨迹仿真模块、惯性器件仿真模块和惯导解算模块4部分,具有良好的可移植性和拓展性;系统采用图形交互界面,实时操控载体的运动状态,能便捷、高效的生成各种运动轨迹;利用等效旋转矢量算法对仿真数据进行了解算分析,仿真实验结果表明:解算的姿态、速度和位置误差与理论值相符,验证了仿真模型的合理性以及仿真系统的可用性。
2016, 39(8):32-36.
摘要:汽车OBD车联网的设计与实现,对人们的出行和道路交通安全都具有重要的意义。针对OBD模式的车联网设计和实现形式进行研究,以OBD诊断端口提供的车体CAN总线信息为车联网的信息来源,主要着重于车与人之间的信息互联。从OBD车联网硬件电路设计与实现和OBD车联网软件设计与实现两个方面入手,将整个系统集成并进行系统功能测试。经过OBD车联网离线测试和在线测试的实验结果表明,该系统具有精度高、性能稳定等特性,能快速高效的将当前车的信息通过OBD诊断端口反馈给用户,实现人与车的信息互联。
2016, 39(8):37-42.
摘要:提出基于振动法的金属磁记忆信号检测方法。设计相应的金属磁记忆检测系统,包括带有磁场屏蔽外壳的传感器探头结构、磁记忆信号预处理模块和正交矢量锁相放大模块,并基于STM32F107VCT6芯片设计下位机模块。利用研制的系统对经过加工的标准试件进行检测,通过测量法向磁场梯度的方法可以检测出试件应力集中区域,验证法向磁场梯度和应力集中系数的关系。
2016, 39(8):43-47.
摘要:考虑到毫米波雷达在噪声源较多的战场上存在较大的测量误差,为了提高毫米波雷达在坦克防撞系统中采集数据的可靠性,提出了用交互式多模型卡尔曼滤波算法对坦克前方机动车辆进行准确的目标跟踪。该算法运用不同机动模型的卡尔曼滤波器进行并行处理,以模型匹配似然函数为基础更新模型概率,并组合所有滤波器的修正后的状态估计值以得到状态估计。仿真结果表明,该算法能够有效的跟踪坦克前方行驶的车辆,获悉其距离、速度等信息,具有跟踪精度高的特点,降低了虚警率。
2016, 39(8):48-52.
摘要:最小碰集生成是确定多故障诊断策略的常用方法,提出运用基于混合策略的离散差分进化算法(DDE)求解多故障模糊组的最小碰集。结合最小碰集生成的特点对种群中个体进行了重定义;采用混合差分策略加上随机变化的缩放因子,平衡了算法寻优的全局性和收敛速度的矛盾;通过新增两个选择机制提高算法的及时性和种群的多样性。结合实例进行了仿真分析,验证了该算法相对于离散粒子群算法的有效性。
2016, 39(8):53-57.
摘要:流量分类是网络管理员进行网络流量监控从而实现有效管理的重要手段。因此,准确地对流量进行分类具有重要意义。流量分类的两个重要评判标准是分类器的准确率和效率。本文提出了一种准确率高、鲁棒性强的流量分类方案,该方案第一次将最近几年提出的一种新的机器学习算法极限学习机引入网络流量分类领域进行研究并进行针对性优化。同时也提出了一种自动生成流量分类器训练集的方案,使该系统对新的网络应用具有更强的自适应性和扩展性。本文使用VoIP和WWW流量作为流量分类的两个类别。实验结果表明该方案相比其他文献提出的C4.5,RandomForest,NaiveBayes和KNN具有更高的准确率、稳定性和鲁棒性。其中当测试数据集在训练数据集后当天收集时,本文分类器具有93%的高准确率,其他算法具有类似的准确率;当测试数据集在训练数据集后1月和2月收集时,本文分类器仍保持85%的高准确率,而其它算法的准确率只有大概60%左右,具有较大偏差无法应用到实际的流量分类系统中。实验结果表明,提出的流量分类方案具有准确率高,鲁棒性和扩展性强,可应用到流量分类实践中。
2016, 39(8):58-63.
摘要:码率控制算法通过动态的调整编码参数,使产生的码率能在有限的带宽内稳定传输,并尽可能提高视频的质量。目前针对HEVC的并行编码以及对应码率控制已成为研究热点,现有并行结构下的平均比特率控制算法受到帧间依赖性的约束,待编码帧无法及时获得与其并行帧的实际编码比特数进行码率控制,因此本文算法利用比特数预测模型通过预测并行帧的实际比特数作为码率控制的参数,及时的进行并行编码并且在此基础提出了缓冲区的优化过程。仿真结果表明,相比原有算法,减少的平均码率误差约为4.43%,同时提高的平均PSNR约为0.21 dB。
2016, 39(8):64-69.
摘要:针对目标跟踪中的遮挡问题,提出一种基于局部显著特征区域和条件随机场模型(CRF)的跟踪算法。利用目标区域中的显著特征区域相互之间的空间位置关系以及时间域上相邻区域的影响,并结合各个显著特征区域自身的局部信息建立目标的CRF模型;利用CRF模型对Mean Shift算法的跟踪结果进行概率推断,融合各个显著特征区域的权重,精确定位运动目标的最终位置。在多个视频序列上的实验结果表明,与改进的MS算法、粒子滤波算法以及分块跟踪方法相比,文中算法具有较高的跟踪精度;尤其是当目标被遮挡时,该算法具有较好的跟踪鲁棒性。该算法充分利用了显著特征区域自身的局部特征和区域之间的空间结构信息以及各个显著特征区域在时间域上的约束条件,能够实现复杂情况下的运动目标的鲁棒跟踪。
2016, 39(8):70-74.
摘要:音乐的语义标注旨在使用词语或标签自动将一段音乐标注为一个语义标注集。通常,人们将多标注学习转换为独立二进制分类问题解决,再给每一个语义标注单独建模。为了得到更好的分类结果,应考虑标注之间的依赖关系。文章中尝试共同的音乐语义标注,对单标注和具有高相关性的成对标注同时建立模型。使用多标注条件随机场(CRF)模型直接参数化多标注分类中的共现标注。用到两种CRF模型,一种是使用无条件标注相关的共同多标注分类(CML)模型,另一种是使用有条件标注相关的考虑特征的共同多标注分类器(CMLF)模型。实验表明,将这两种模型用到CAL10K数据集上,平均精确度、宏F1分数和微F1分数比用高斯混合模型(GMM)给单个标注建模要高。
2016, 39(8):85-89.
摘要:如何提高基于内容的图像检索的准确率是图像检索领域中的一大难题,其关键在于特征提取方法。针对单一特征检索效果的不足,从图像的多特征入手,先使用颜色和边缘的方向性描述符提取图像的颜色和纹理特征,再使用分层梯度方向直方图提取图像的形状特征,最后采用图像底层特征串行关联的方法将3种特征结合进行检索。使用Corel标准图像集进行测试,结果表明本文方法的查准率和AvgP值比两种原算法均有提高,是一种有效的多特征融合的图像检索方法。
2016, 39(8):90-95.
摘要:设计了一种汽车车灯光导的色差检测系统。该系统主要由计算机、高性能CCD摄像机硬件平台和LabVIEW软件平台组成。首先由摄像机分别对正常发光和有缺陷的光导进行图像拍摄,然后对图像进行直方图阈值分割,最后将图像的颜色模型由RGB模型转换到CIELAB模型上,在此模型上分别应用CIE L*a*b*和CIE2000色差公式对正常发光的光导和有缺陷的光导图像进行计算和对比,从而完成车灯光导的色差检测。
2016, 39(8):100-103.
摘要:视频图像帧在通信过程中,由于受到各种噪声的干扰,使其质量下降,为了确保较高的通信质量需要对降质的图像帧进行复原。本文分析了频域中的逆滤波和维纳滤波即最小均方误差滤波的方法对退化的图像进行复原的基本原理,在VC++中对其算法思想进行编程实现,对比两种图像复原技术的效果,实验结果表明,两种频域滤波技术各有特点,逆滤波算法思想简单,对于图像帧降质小的图像复原效果较好;而对于信噪比较小,对于降质明显的图像帧使用维纳滤波复原效果较好。
2016, 39(8):109-113.
摘要:为了在有限的舰艇舱室空间内实现对爆炸冲击波超压的有效检测,设计了一种体积小、功耗低、响应快的集成模块化自适应存储式舰艇舱室内爆炸超压检测系统。概述了系统的基本组成,给出了超压检测系统的硬件组成,主要包含了电源硬件模块、信号调理模块、存储模块以及触发模块等部分。设计了一个内径为0.8 m,长0.8 m,壁厚12 mm的舰艇舱室模拟装置,并在5 g及6.8 gTNT柱形装药下进行了内爆炸动态验证试验,分别测得4个不同位置处的超压数据信号,基于内爆炸分析理论,证实了超压数据的合理性,同时也验证了本文设计的超压检测系统的有效性。该系统为深入研究舰艇舱室内爆炸冲击波流场的变化、荷载分布及舰艇机电设备的防护提供了技术支撑。
2016, 39(8):114-117.
摘要:本文提出了一种基于ZigBee智能消防系统的方案。本系统主要分为两部分,分别为无线收发部分和智能控制部分。对于无线收发部分,采用ZigBee定位技术,利用节点与移动节点之间相对位置,通过相关公式,利用传回RSSI数据算出各个移动节点相应位置,通过无线组网技术将处理后节点坐标传回总控制板,在总控制板中完成数据处理,通过串口将对应节点坐标显示在屏幕上。另一部分是烟雾报警系统,该部分采用成品烟雾报警器,当烟雾传来时,报警器报警,同时向相应报警器处理芯片发送报警信息,之后在芯片内为相应位置的烟雾报警器编号,并将数据信息通过CAN总线传回总控制板,在总控制板内完成传回烟雾报警信息的处理,发出对应指令,通过无线模块控制继电器开闭,从而控制相应位置电源关闭、门锁打开、排风扇转动等。利用这些设备,完成了对智能消防系统进行组网联动功能,证明了这一系统的可行性。
2016, 39(8):118-121.
摘要:红外传感器通过探测红外辐射,在其视场范围内,对获得的温度分布进行处理可以判断室内的人数。本文设计了一个基于MLX90621红外传感器检测室内人数的系统,针对大津法确定阈值,对图像进行分割时,造成的误判情况严重,提出了一种基于直方图统计的固定阈值分割法以及多帧采样比较的方法。根据直方图统计,得到固定的全局阈值后,对所得温度分布进行二值化处理,并采用多帧采样比较的方法从而有效地检测出了室内的人数。实验结果表明提出的方法对室内人数的检测率能达到80%以上。
2016, 39(8):122-126.
摘要:在光电子器件封装中,光纤组件和阵列波导芯片之间微小位移的检测对封装效率有很大的影响。分析了目前光电子封装存在的问题,并对几种位移测量方法进行了比较,提出了基于电阻应变式一维位移传感器结构。首先,对位移传感器结构进行了理论上的分析,得到了微位移与应变的关系式;然后,采用ANSYS有限元分析软件对传感器的结构的进行仿真分析,得到位移与应变之间的仿真值;最后,把理论上的分析值与仿真得到的结果进行比较分析。结果表明,新型传感器能够检测微米级位移,通过优化弹性薄片的结构和改变施力点的位置,可以有效的提高传感器的灵敏度。
2016, 39(8):127-133.
摘要:传统的机场噪声感知存在成本高、环境要求高、稳定性差、维护成本高,系统可扩展性差等问题,为此提出了一种基于ZigBee的新型机场噪声感知模式。该模式将成本低廉的传感器节点按密集非均匀的泛网格状布置于机场内部及围界,提出了一种适用于新型机场噪声感知模式的泛网格化感知节点布局优化方法,并通过一系列实验分析确定了新型机场噪声感知模式中 ZigBee 感知节点布局方案。并将得到的布局优化方案应用于天津滨海国际机场,实地验证的结果证实了新型感知模式和泛网格化布局方法的实用性与有效性。
2016, 39(8):134-137.
摘要:基于TDMA协议,提出了一种改进的RTDMA协议。通过引入预约机制使WSN中的节点参与网络的数据传输。节点只有在发现感知的环境数据出现明显变化时才向簇头预约数据上传的时隙,进而进行数据上传;否则尽可能地处于休眠状态,从而达到节能目的。参照Rockwell的WIN模型对TDMA、ETDMA和RTDMA的网络能耗进行仿真;结果表明,在RTDMA协议下,网络节点数量的增加并不会给能耗带来剧烈的变化,网络事件多少的变化对能耗的影响也很小。RTDMA协议在节约能耗方面较TDMA和ETDMA有着明显改善。
2016, 39(8):144-149.
摘要:针对基于能量检测的超宽带(UWB)接收机提出了信号检测算法,此系统使用了平方率(SL)窄带干扰(NBI)消除技术来去除窄带干扰。由于使用能量检测方案,因此在高斯白噪声的情况下,统计检测量可以表示为统计独立的高斯随机变量的平方和。当有用信号不存在时,统计检测量服从中心χ2分布,其自由度为积分器输入信号的二倍时间—带宽积。当有用信号存在时,统计检测量服从自由度相同的非中心χ2分布,且依赖于因子λ。λ和系统参数有关,这些参数包括有用信号的能量和带宽,干扰信号的功率谱密度和带宽,以及噪声的功率谱密度。非中心的χ2分布通过检测门限和自由度的转化可以化为中心χ2分布。MATLAB数值计算显示了接收机工作特性(ROC)曲线,即检测概率Qd和虚警概率Q0的关系。从图中曲线可以看出,系统的参数和检测性能密切相关,比如当系统带宽变动时,虚警概率可以保持不变,而检测概率可能变为原来的2倍。结果表明,可以通过改变系统参数得到期望的检测性能。
2016, 39(8):150-154.
摘要:针对地震勘探中采集道众多,地理信息获取不精确,采集道定位精度差的问题,设计了基于GPS的地震勘探的差分定位系统。通过对差分定位原理的深入分析,设计了地震采集道的定位系统,并在此基础上,将基准GPS基站发送的RTCM差分信息,传输至地震采集道进行差分运算得到了差分后定位数据。最后,利用实际的地震勘探环境对差分定位的结果进行了测试,结果表明,该系统具有良好的精确度和可靠性,满足了地震勘探过程中对获取高精度地理信息的要求。
2016, 39(8):155-158.
摘要:针对ADC在通讯和多媒体技术上的应用需求,研究了基于正弦波点击率的ADC非线性误差测试方法,实现了正弦波点击率技术在ADC非线性误差测试中的应用。向ADC输入正弦波信号,对输出数字码进行标准化处理,补偿正弦波形电压分布的不均匀性,通过点击率算法推算ADC的微分非线性误差,并在大规模数模混合测试设备Catalyst200上验证了算法的可靠性和精确性。实验结果表明,该算法能够精确地估算ADC非线性误差,完整地表征了ADC线性度和丢码率,为ADC在通讯和多媒体技术上的应用提供了重要的参数依据,具有较强的工程实用性和市场前景性。
2016, 39(8):159-162.
摘要:为了监测电梯运行状态,实现电梯故障实时报警,设计了一套基于信息终端的电梯健康实时监测系统。整个系统以ARM为核心,通过多传感器信息融合技术和故障推理策略诊断电梯的健康指数,针对不同健康状态系统自主选择定时或者实时上报数据到用户信息终端,实现电梯健康状态全方面公开。同时为了提高监测系统的可靠性,提出一种传感器自检机制,用于判断传感器本身是否故障,避免因传感器故障造成系统漏报误报。目前该系统已在福州某小区电梯上运行,运行效果良好。
2016, 39(8):163-167.
摘要:随着相控阵天线阵列数目的增加和机载雷达尺寸的增大,故障单元快速诊断的需求日益迫切。本文基于相控阵天线故障诊断的原理,研究了一种相控阵天线故障信号的预处理和诊断方法。首先用矩量法构建了仿真环境;其次利用小波模极大值的方法对信号进行了降噪处理,并提取了时域统计特征和小波能量特征;最后运用层次SVM诊断方法进行分类,获得更高的准确率。实验表明,在信噪比不同的情况下,分类正确率呈现稳步提高的趋势。理论上证明该方法能够有效诊断相控阵阵元故障。
2016, 39(8):168-171.
摘要:随着移动设备的增多,基于802.11协议的WLAN系统已经被越来越广泛地使用。由于802.11协议是基于吞吐量相等的设计模式,在这种模式下所有的用户(包括AP)的吞吐量都相等。但是在实际的WLAN系统中,下行吞吐量往往大于上行吞吐量,因此WLAN设计模式在现实应用中会阻塞下行数据包的传输,上下行吞吐量异构已经是需要解决的一个重要问题。文中提出了一种自适应调节AP和STA的最小退避窗口的算法,解决了上下行流量异构问题。
2016, 39(8):172-176.
摘要:本文主要研究卫星信号作为外辐射源的多星被动雷达检测系统,文章首先分析了多星场景下的被动雷达系统的信号模型和检测的预处理过程,然后就经典二进制累积无法充分利用各辐射源特征信息的问题提出改进方法,使得第一阶段判决同时输出该次判决的可信度,然后将各通道的输出集中处理得到检测结果,并分析了检测中不同卫星的选取对反射信号强度的影响以及多普勒变化速率对相干时间增益的影响。结论表明在相同虚警概率和检测概率的情况需要的信噪比更低。
2016, 39(8):177-180.
摘要:小型标签RFID芯片的工作频率为13.56 MHz,本文主要设计了小型蓝牙标签的天线,该天线采用电感耦合的形式。用ANSYS公司的电磁仿真软件HFSS对小型标签天线的各种形状,厚度,层数,圈数的场强进行仿真分析和比较,做好线圈的电感匹配,并查看天线的S参数使其频率在13.56 MHz时有较好的谐振,设计出了满足在小型标签中尺寸小,抗干扰性能强的天线,使其在13.56 MHz时具有最好的传输性能。最后将天线安装在RFID芯片上后进行封装,得到成本低,实用性强,应用广泛的小型标签。结果测得标签的最远读取距离为35 cm。
2016, 39(8):181-185.
摘要:针对星间通信链路的资源分配与现实中业务需求和信道条件不能匹配,导致有限的星上资源不能得到充分利用的情况,本文通过构建星间通信系统容量模型,提出了一种星间通信中带宽和功率协调分配算法。算法根据不同链路具有不同信道条件和业务需求,采用拉格朗日对偶理论和次梯度法,通过对功率和带宽的二次迭代,最终的到功率和带宽的最优解。仿真结果表明本算法能够有效地为不同链路分配合理的带宽和功率资源,使系统总容量得到明显的增加,并对系统资源利用率进行显著的提高。
2016, 39(8):186-190.
摘要:目前,RFID室内定位数据的可视化方法简单,视觉效果不理想。为了解决这一问题,提出了一种新型的RFID室内定位系统,即在地理信息系统上执行RFID室内定位算法,并给出了兼顾实时性与定位精度的室内定位算法。文中定位所用装置与传统的RFID阅读器相比,无需调节天线的发射功率。在定位过程中,与传统的基于RSSI信号强度的LandMarc定位算法及其改进Vire算法相比,降低了器件的复杂度,将阅读器模块最小化,提高了定位的实时性,有效解决了室内定位的精度与实时性问题。基于该方法,本文设计并实现了一个基于RFID室内可视化定位系统,并验证了算法的有效性。
主编:孙圣和
创刊:1980年
ISSN:1002-7300
CN:11-2175/TN
国内邮发代号:2-369