• 2017年第40卷第6期文章目次
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    • >研究与设计
    • 人影地面作业安全射界分析系统的设计与实现

      2017, 40(6):1-4.

      摘要 (8174) HTML (0) PDF 2.75 M (6680) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了避免人影地面作业发射的弹丸,在空中未爆而落地时造成地面人员或重要设施损伤,利用遥感、全球定位系统和地理信息技术,设计研发了分析人影高炮、火箭安全射界的技术系统。系统从Spot高分辨率遥感影像解译图上提取地物信息,通过系统数据库的高炮作业点经纬度信息和人影作业终端系统(手持终端)的GPS定位信息,获取作业点精确位置信息,结合不同类型火箭、高炮的弹道参数,分析了高炮、火箭安全射界,射界分析结果直观、可靠,操作方便快捷,为人影地面作业安全提供了科学依据。

    • 机载高速总线视频分配器设计

      2017, 40(6):5-9.

      摘要 (5359) HTML (0) PDF 3.94 M (4370) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了实现机载网络环境下基于高速航电总线的多路DVI视频信号的测试抽引难题,提出了机载多路DVI视频信号分配器的设计方案。针对高速航电总线多路DVI视频信号速率高、实时性强、路数多的特点,完成了高速航电总线视频信号转换模块、高速信号分路模块等电路设计,实现了千兆网络视频信号的采集处理及分路转发功能。实验结果表明,该机载高速总线视频分配器在不影响原机视频链路的情况下,解决了高速航电总线多路DVI视频信号的分路抽引需求。

    • 基于MSP430多功能智能小车的设计

      2017, 40(6):10-14.

      摘要 (7914) HTML (0) PDF 2.43 M (5794) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了进一步研究智能小车在实际生活中的参考及应用价值,以TI公司的MSP430G2553单片机最小系统作为智能小车的控制与检测核心,提出了一种基于低功耗单片机的智能小车的设计方案。利用控制程序对系统的声音识别模块、红外反射模块、电机驱动模块、蜂鸣警报模块与夜间探照模块的状态进行实时监测,实现智能小车的循迹、避障、声音识别、夜间探照和蜂鸣器报警等功能。经过系统测试,经过系统测试,小车运行灵活平稳,硬件部分工作稳定,可靠性高。

    • 一种高精度悬臂梁式电子秤的研制

      2017, 40(6):15-18.

      摘要 (5147) HTML (0) PDF 3.04 M (4722) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对电子秤悬臂梁材质、称重方式及功能单一的问题,提出了单片机为控制器,利用钢质悬臂梁上粘贴电阻应变片作为称重传感器,结合矩阵键盘电路、LCD显示电路、A/D转换电路及语音播报电路等实现钢制悬臂梁悬挂式电子秤的设计。具备5.00~500 g重量的测量功能,当重量小于50 g时,称重误差小于0.5 g,重量在50 g以上时,称重误差小于1 g;具备单价设置功能并结合重量实现金额的累加;具备去皮功能及语音播报功能。整个系统采用蓄电池供电,增加了系统的便携性和可重复利用性。实验证明,该系统集测量精度高、显示直观及工作性能稳定等优点,对应用于各种场合的高精度悬臂梁式电子秤的改进有一定的指导意义。

    • 基于虚拟仪器技术的阻抗分析仪设计与开发

      2017, 40(6):19-24.

      摘要 (4681) HTML (0) PDF 3.68 M (4153) 评论 (0) 收藏

      摘要:提出了一种基于虚拟仪器技术的阻抗分析仪设计方法,采用自动平衡电桥阻抗测量法开发了一台阻抗分析仪。该阻抗分析仪利用信号发生卡输出电压激励信号、采用高速数据采集卡进行两通道电压同步采集、以labVIEW为平台开发测控软件实现仪器板卡控制、阻抗测量以及数据分析和处理。测试结果显示:在频率20 Hz~500 kHz、阻抗1 Ω~500 kΩ范围内,该阻抗分析仪测量误差小于5%;其频率扫描点数、测量结果的显示和保存方式可通过软件进行灵活配置。基于虚拟仪器技术的阻抗分析仪通用性和扩展性强、测试范围广、操作简单便捷。根据实际的测量需求可灵活选择不同性能指标的信号发生卡、数据采集卡以及阻抗测量电路元件参数,开发成本可控且开发周期短,可广泛应用于科研和教学实验室仪器的开发。

    • 基于形态滤波和Hilbert变换的电压暂降检测研究

      2017, 40(6):25-29.

      摘要 (3878) HTML (0) PDF 1.72 M (3626) 评论 (0) 收藏

      摘要:电压暂降已成为电能质量暂态问题中最为突出的一类。针对电压暂降检测中具有的准确性低、实时性较差的缺点,提出了一种基于Hilbert变化与形态滤波相结合的暂降检测方法。研究论述了Hilbert变化用于电压暂降检测的算法基本原理,介绍了数学形态学概念,并由此基础设计了形态学滤波器,同时阐述了滤波器参数的选取方法。仿真论证了该方法在单相接地故障引起的电压暂降中的检测效果,并与单相dq变换法进行了比较。从仿真结果可以看出该方法可以更高效精确地检测到暂降的幅值以及相位。

    • 基于PLC的隧道内LED照明系统设计

      2017, 40(6):30-33.

      摘要 (5654) HTML (0) PDF 1.39 M (4033) 评论 (0) 收藏

      摘要:以S7200系列PLC和白色大功率LED灯为基础,针对隧道内的特点,设计了隧道内的智能照明控制系统,以实现隧道内的照明自动化控制。洞口视频车辆检测器用来检测车辆的速度和车次,亮度检测器主要用来检测白天的光照强度,PLC根据视频车辆检测器和亮度检测器采集的信号,经过计算,向隧道灯组(LED灯组)输出亮度命令,进行无极调控。PLC与上位机之间通过以太网进行通信。实验结果证明,此设计与传统高压钠灯供电系统相比可大大节省隧道内耗电量。在理论上,设计可适用于各种具有即点即亮特性的光源以及各种长度的隧道。

    • 基于mini CRAN的IEEE1588时间同步方案

      2017, 40(6):34-37.

      摘要 (3695) HTML (0) PDF 1.32 M (3505) 评论 (0) 收藏

      摘要:基于通用处理平台的室内覆盖基站系统(mini CRAN)是一种基于通用处理器研发的小型化、低功耗、高容量蜂窝覆盖的TDLTE基站系统。由于TDLTE系统对时间同步要求非常高,所以提出一种基于mini CRAN的1588时间同步方案。在基带池内部采用主从同步模型使其内部达到时间同步并向下级传输1588时间同步报文,在交换机内部采用透明时钟模型得到1588报文在交换机内部的传输时延。通过用1588时间分析仪测试其时间延迟在正负200 ns内,达到了TDLTE基站系统要求。

    • 岛礁雷达系统设计

      2017, 40(6):38-41.

      摘要 (3667) HTML (0) PDF 1.32 M (3745) 评论 (0) 收藏

      摘要:岛礁雷达是构建海上防御的重要组成部分,针对岛礁面积小、环境恶劣、远离大陆的现实情况,分析了岛礁雷达设计及使用过程中存在人员紧张、防护困难、保障不便等问题,总结出岛礁雷达设计必须加强综合防护、自动化、智能化、模块化设计,在此基础上,从目标录取自动化设计、故障检测智能化设计、模块化快速修复设计、综合防护设计等方面进行了岛礁雷达设计探讨,提高了雷达环境适应能力,减轻了操作及保障人员负担,保证了雷达作战性能的充分发挥。

    • 基于STM32的无线温室大棚控制系统设计

      2017, 40(6):42-46.

      摘要 (7701) HTML (0) PDF 5.58 M (5152) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对目前温室大棚控制方式单一、不能实现远距离无线控制等问题,设计了一种基于STM32F103RBT6单片机的物联网温室大棚无线控制系统。系统采集温室大棚的温度、湿度、CO2浓度等信息,通过NRF905无线传输模块传送给STM32主控系统,当系统温度、湿度及CO2浓度超限后,通过GSM模块远程向用户发送信息,同时在本地通过蓝牙无线传输,控制继电器模块对温度大棚的环境进行调控。通过实地测试,系统能够根据现场环境信息采用多种方式控制温室大棚设备,充分证明了系统的可靠性和可行性。

    • 基于自动测试系统的测试数据格式标准化研究

      2017, 40(6):47-52.

      摘要 (5232) HTML (0) PDF 4.01 M (3571) 评论 (0) 收藏

      摘要:为克服因不同自动测试系统生成测试数据不统一,所造成测试效率低下和成本浪费的问题。根据ATE统一测试数据标准格式STDF文件的规范,分析其内部各个模块的处理方法,使用LabWindows/CVI软件环境,设计了一种转换程序,通过算法完成了二进制文件STDF与文本文件的双向转换,通过对比转换生成的文本和标准ATD文本,验证了程序转换结果的正确性,最后将转换程序植入国产自动测试系统BC3192V50,从而实现测试数据标准化。测试实验结果表明,该算法能够高效的实现双向转换,规范了测试数据的结构,提升了测试数据的可分析性。

    • 基于扩展格雷码的高速数据传输加固设计

      2017, 40(6):53-57.

      摘要 (3349) HTML (0) PDF 1.41 M (3430) 评论 (0) 收藏

      摘要:星载雷达系统由于其工作环境和高速信号传输特性,在数据传输过程中无可避免的会因为各种干扰而出现误码。为了加固高速信号抵抗传输过程中的误码干扰,采用能纠错3位的完备码格雷码,经添加一位奇偶校验位扩展得到的扩展格雷码设计了编译码电路。根据扩展格雷码的生成矩阵和校验矩阵,以及一种硬判决译码算法,基于FPGA实现了扩展格雷码的并行信息编译码器以及串行信息编译码器。行为仿真结果表明该扩展格雷码编码器能正常实现连续编码,同时在模拟星载雷达系统因为干扰而出现的误码时,该译码器能自我纠正编码分组内3个以内的任意误码组合,达到了数据传输加固的目的。

    • 双向对称型LLC谐振变换器参数优化分析

      2017, 40(6):58-61.

      摘要 (4166) HTML (0) PDF 1.37 M (3719) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对一种对称型双向LLC谐振变换器进行原理分析以及参数优化设计,可降低功率开关器件通断时产生的损耗。首先采用基波近似(FHA)的方法分析了变换器的工作原理,得出变换器的直流增益特性曲线。通过分析负载情况以及寄生参数对开关管ZVS和ZCS特性的影响,设计合理的品质因数和谐振参数,以确保负载变化范围内变换器不会进入容性工作区域。最后在saber仿真软件下搭建双向LLC谐振变换器仿真模型,通过仿真结果与理论分析的分析对比,验证了参数优化设计的可行性和准确性。

    • 便携式旋转粘度计校准恒温容器的温度响应特性研究

      2017, 40(6):62-66.

      摘要 (3546) HTML (0) PDF 5.34 M (4367) 评论 (0) 收藏

      摘要:对不同结构及流动参数下,一种加装螺旋隔板的便携式旋转粘度计校准恒温容器内流动与传热进行了数值模拟。考察了旋转粘度计内液体的温度响应特性。模拟采用SIMPLE算法求解压力与速度的耦合,对求解变量采用QUICK格式离散,湍流模型采用Realizable kε模型。模拟结果表明:当水套内螺旋导流隔板圈数增加,与加热情况相比,冷却时内杯流体温度分层现象增强,不利于满足被测粘度液温度均匀性要求;加热和冷却温差相同时,对于加装不同层数螺旋隔板的结构,加热时的温度响应基本相同为0.24 ℃/min,冷却时温度响应随着螺旋隔板圈数增多而降低,最多相差0.036 ℃/min;当循环水量一定,恒温容器温度响应随热流密度提高而加快,但仅改变循环水量,对不同结构恒温容器的温度响应影响并不明显。

    • 基于STM32的智能台灯系统设计

      2017, 40(6):67-71.

      摘要 (7014) HTML (0) PDF 2.70 M (5037) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对人们对高质量生活的诉求以及现有台灯无法满足智能家居的应用需求,设计并制作了一种基于STM32实时操作系统的多功能智能台灯。本设计以意法半导体公司的CotexM3内核微控制器STM32为主控制器,通过搭建硬件电路以及编写相应软件程序,实现智能台灯的灯光调节、蓝牙短距离通信、人机互动,电机实时控制、传感器测室温和显示等功能,使得台灯控制方式更加方便,更加智能化。实验表明,所设计的智能台灯采用STM32对台灯系统进行多任务管理,增强了系统的稳定性,提高了系统的实时性。

    • >理论与算法
    • 基于小样本的雷达探测距离数据统计方法

      2017, 40(6):72-75.

      摘要 (3758) HTML (0) PDF 1.17 M (4022) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了对小样本条件下机载火控雷达探测距离指标作出合理的验证,并且节约试验成本,本文在分析常用雷达探测距离评定方法不足的基础上,针对雷达探测距离试验的特点,提出了利用数理统计中的t分布理论,按t分布方法对雷达探测距离进行了估计,得到雷达探测距离分布符合非中心t分布特征,同时对试验样本量进行了预测。雷达探测距离的小子样t分布检验法,既能够达到减少飞行试验架次,试验结果也可信。实践证明,该方法有明显的优越性和应用前景。

    • 室内低压电力线载波通信模型

      2017, 40(6):76-79.

      摘要 (3580) HTML (0) PDF 1.66 M (3775) 评论 (0) 收藏

      摘要:文章提出了一种室内低压电力线载波通信传输效率的模型,可获得多枝节、多阻抗负载的室内电力线通信系统频带为1~300 MHz的传输特性。传输效率模型由电力线材料本身固有物理量及其所处环境的参数推导而来,模型基于对电力线每个枝节连接截面的传输效率分析,得到系统总的传输效率。同时利用实测的幅频特性,对双线传输线分析得到的模型进行了修订,使模型计算结果与出其他不同模型拓扑的传输效率测试结果相吻合,对实际的电力线载波通信系统中频带的预选有指导意义。

    • 电压型PWM串级调速系统控制策略的研究

      2017, 40(6):80-84.

      摘要 (3089) HTML (0) PDF 3.24 M (3272) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统串级调速系统谐波污染严重、功率因数低等固有的缺点,设计了基于PWM逆变器的电压型串级调速系统。对dq坐标系下PWM逆变器的数学模型进行详细推导。为消除系统的耦合性和非线性选用精确线性化解耦附加变结构的控制策略,并对控制规律的构建过程加以推导。加上斩波电路的IGBT选用的转速电流双闭环PI控制,得到系统的控制图。最后利用MATLAB对控制策略的有效性进行仿真,结果表明系统不仅能够实现平滑无极调速,而且提高了功率因数、滤除了谐波、节约了能源。

    • 航位推算法在导航定位中的仿真研究

      2017, 40(6):85-88.

      摘要 (4862) HTML (0) PDF 2.06 M (4576) 评论 (0) 收藏

      摘要:航位推算(DR)法最初用于船舶的航行定位中,所使用的加速度计、磁罗盘、陀螺仪成本高,尺寸大。而随着微机电系统技术的发展,加速度计、数字罗盘、陀螺仪尺寸、重量、成本都大大降低,使得其可以在行人导航中得以应用。针对DR算法的原理,利用GPS/INS紧密组合导航系统INS 1200进行导航实验,采集实时数据,利用DR算法以及坐标转换算法对实验数据进行处理,通过MATLAB软件模拟了经过坐标变换后的定位图。仿真结果表明,DR算法在短时间内有较高的导航精度,对短时间导航有较大意义。

    • 约束调控结点的基因网络构建算法

      2017, 40(6):89-92.

      摘要 (2178) HTML (0) PDF 1.56 M (2004) 评论 (0) 收藏

      摘要:从实验数据构建基因调控网络是计算生物学领域的一个研究热点,但是启发式搜索、基因最大父结点数量限制策略和条件最优搜索等构建方法的计算复杂度都较大。启发式搜索方法的缺陷众所周知,在启发式搜索策略中很少有人限制基因结点的父结点数量,且搜索结果为了达到最优使得算法的时间复杂度变得很高。通过理论分析和实验结果,说明了最大父结点数量选取问题的优点和缺点,然后利用最优搜索方法融合最大父结点数量选取优点和已知基因调控网络拓扑信息,提出了新的基因调控网络构建方法。该方法利用贝叶斯网络框架实现,并在不同规模和拓扑结构的生物分子数据,真实网络数据和计算机人工合成数据集上进行测试,实验结果显示,该方法比现存的最优搜索算法有更快的计算速度。

    • 基于模糊控制的工厂无功补偿控制策略研究

      2017, 40(6):93-96.

      摘要 (2536) HTML (0) PDF 2.37 M (2485) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对传统九区图控制法存在的“投切震荡”和“操作频繁”等问题,结合模糊控制理论设计了一个改进的基于模糊控制的工厂低压无功补偿控制器。该模糊控制器采用两输入单输出结构,以电压偏差和无功偏差为控制量,以无功功率补偿量为被控制量,选用三角形隶属度函数。为了验证该模糊控制器的可行性,在MATLAB中建立了基于该控制器的无功功率补偿模型。仿真结果表明该设计的模糊控制器是可行的,解决了投切震荡等问题,提高了系统准确性,从而改善电网质量。

    • IGRF国际地磁参考场模型的计算

      2017, 40(6):97-100.

      摘要 (3285) HTML (0) PDF 3.52 M (3145) 评论 (0) 收藏

      摘要:在研究地磁场时,首先应该建立地磁场及其长期变化的分布模型,而用以描述地球地磁场和地球磁场长期变化的地磁场模型的国际地磁参考场(IGRF)是目前国际上通用的标准,国际地磁和高空大气物理学协会(IAGA)给出了每5年的IGRF和相应的球谐系数。使用球谐分析方法来表示地球的基本磁场和它长期变化的分布,通常称为地磁场的球谐模式。通过编写Java程序完成了地磁场的解算,然后用解算的地磁数据,画出地磁要素等值线图,且误差在合理范围内。因此通过此程序可以解算出任意点的地磁要素值并且绘制出其等值线图。

    • 基于特殊测试点隔离算法的测试节点选择

      2017, 40(6):101-104.

      摘要 (1828) HTML (0) PDF 958.80 K (2365) 评论 (0) 收藏

      摘要:测试点的选择问题作为模拟电路故障诊断的基础性问题,如何找到数目最少的测试点以隔离电路的所有故障成为研究的重点,常用的测试点选择方法大多为故障字典法。研究发现,如果电路中一种特定的故障只能由一个特殊的测试点进行隔离,那么将这种特殊测试点选出可以大大简化故障字典,然后完成剩余有效测试点的选择和冗余测试点的移除,即可选出最优的测试点集合。这种方法称为特殊测试点隔离算法,通过对比实验,发现该算法很好的平衡了测试点选择中对时间和精度的要求,而且具有更高的效率。

    • >信息技术及图像处理
    • 基于SIFT特征点检测与维纳滤波的图像复原算法

      2017, 40(6):105-108.

      摘要 (2560) HTML (0) PDF 2.85 M (2599) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决当前图像局部模糊程度不一,导致图像复原效果欠佳,本文分别从图像特征点检测与滤波复原的角度出发,提出了基于SIFT特征点检测与维纳滤波的图像复原算法。根据尺度空间极值特性,进行关键点定位和方向分配,设计特征点描述子,得到模糊图像特征点分布,以建立圆盘复原模型中心坐标。基于点扩散圆盘函数特性,耦合傅里叶变换和最小二乘滤波,设计了无约束维纳滤波算子,达到图像复原处理的目的。根据特征角点定位,引导复原滤波圆盘函数计算起始位置,完成图像复原。实验测试结果显示,与当前复原算法相比, 本算法拥有更高的复原视觉质量。

    • 卫星云图修复方法研究与实现

      2017, 40(6):109-112.

      摘要 (2236) HTML (0) PDF 2.00 M (2997) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对卫星云图中不可避免的丢线现象,基于中值滤波的基本思想,提出一种结合霍夫变换的图像修复方法。该方法在定位丢线位置的基础上,仅采集垂直方向邻域像素点,并根据窗内异常点个数自适应调整窗口尺寸进行修复。从卫星云图处理实时性要求高、主观视觉效果和客观评价标准3个方面,对传统整体变分、自适应滑动平均、结合霍夫变换的自适应中值滤波3种修复方法进行比较。通过仿真结果表明,这种根据丢线分布特征改进后的中值滤波方法更适合修复卫星云图中的丢线。

    • 基于交比不变性的绝缘子串中轴线提取方法

      2017, 40(6):113-116.

      摘要 (2022) HTML (0) PDF 2.58 M (2448) 评论 (0) 收藏

      摘要:鉴于绝缘子串沿其中轴线剖面计算其爬电距离的需要,提出一种基于交比不变性的绝缘子串中轴线提取方法。首先利用Kinect扫描获取整个绝缘子串点云数据,并根据马氏距离判别剔除其中心数据保留伞裙数据;接着依据绝缘子串各伞裙间存在的交比不变性原理,对其中轴线的方向向量进行受限估计;最后进一步利用交比不变性质来拟合各伞裙的圆心,获取具有全局最优的绝缘子串中轴线方程。实验结果表明,本方法所估计的中轴线方程具有全局最优且准确高效,为后续爬电距离计算提供了有效支撑。

    • 基于图像处理和Hough变换的轮对踏面轮廓检测方法

      2017, 40(6):117-121.

      摘要 (2202) HTML (0) PDF 2.43 M (2633) 评论 (0) 收藏

      摘要:轮对作为列车走行部的重要组成部分,对其踏面轮廓的在线实时检测意义重大。为实现非接触式在线测量,基于图像处理的自动检测方案可以实时准确的检测轮对踏面轮廓,以激光作为光源照射轮对,同时用面阵CCD采集踏面光带图像,通过分析光带图像特点以及Hough变换获取轮对轮廓,提出了对Hough变换方法的改进,包括前期图像预处理、边缘检测和直线圆弧信息聚类存储算法。在实验室模拟了现场试验,分别对改进方法和未改进方法进行了对比试验,同时将基于该方法下提取的轮廓测量的几何参数与传统测量的几何参数结果进行了对比,结果证明提出的方法有效地提高了测量的效率、实时性和准确性。

    • 基于非标定摄像机的尺寸测量方法

      2017, 40(6):122-127.

      摘要 (2257) HTML (0) PDF 2.02 M (2393) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对小工件的非接触长度测量,提出了一种基于交比不变,利用非标定CCD摄像机与已知特征标记物进行小工件长度测量的新方法。利用摄像机对工件的图像信息进行远距离采集,建立测量模型,在对图像进行预处理的基础上行边缘识别,提取工件与已知特征标记物边缘特征,进而实现工件长度的在线测量,并与经标定摄像机的在线测量结果进行比较,结果表明,该测量方法操作简单,无需标定摄像机的同时适应性强,被测工件长度在0~500 mm,测量误差低于0.4%。

    • 基于HALCON的发票号字符识别研究

      2017, 40(6):126-131.

      摘要 (2113) HTML (0) PDF 3.10 M (2046) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了解决人工方式识别发票号效率低下、费时费力的问题,以HALCON软件为平台,对发票号进行识别,首先,对读取的图像进行图像预处理,包括把原图像转化成单通道图像、图像增强、高斯滤波、阈值分割和连通区域分割,然后对预处理后的图像进行数学形态学处理,接着把粘连的数字拆分开,最后用基于多层感知分类器(MLP)对发票号数字进行识别。通过与人工方式的方法对比,结果表明,用基于HALCON的方法,发票号数字能被快速、精确的识别出来,有效的减少了人员的工作量,提高了工作效率。

    • 基于霍夫变换和RANSAC算法的绝缘子定位方法

      2017, 40(6):132-137.

      摘要 (1821) HTML (0) PDF 3.55 M (1879) 评论 (0) 收藏

      摘要:对绝缘子进行定位是实现其非接触式爬电距离测量的前提条件,为此本文依据绝缘子自身所具有的形态和分布特点,提出一种基于霍夫变换和RANSAC算法的绝缘子定位方法。首先利用Canny边缘检测获取绝缘子的边缘特征,并依赖其形似圆的特点结合霍夫圆变换进行检测;接着依据其在串中间距大体相等且串似直线的特点,利用修正的RANSAC算法提取圆心构成直线;最后遍历直线用红色矩形框对其进行有效定位。实验结果表明,本定位方法可对绝缘子进行有效定位,为绝缘子爬电距离的计算等后续研究提供了基础。

    • 基于高性能ARM的不同GPS定位算法的性能分析与对比

      2017, 40(6):138-142.

      摘要 (1819) HTML (0) PDF 4.50 M (2128) 评论 (0) 收藏

      摘要:近年来,GPS技术和嵌入式技术在导航、定位、测量等领域都有良好的应用。为了对比分析3种常用的定位算法(最小二乘法、加权最小二乘法、卡尔曼滤波)的性能优缺点,针对不同的接收机以及考虑到性能、成本、运算效率、稳定性等多方面问题,设计了一套基于高性能ARM(STM32F429IGT6)的GPS定位仿真系统,实验分别采用两种不同性能的GPS接收机(NEOM8T和LEA6T),实验运行结果表明,3种定位算法均能使GPS定位精度提高,但基于不同性能的接收机,其优化性能的程度是不一样的。该研究为工程实现中定位算法的选择提供有效的参考价值,同时基于高性能ARM的GPS定位系统为今后做差分定位,载波相位测姿以及组合导航等前沿技术研究提供良好的硬件和软件基础,在卫星导航定位领域中具有重要意义。

    • >通信技术
    • 高速GJB289A总线仿真系统研究

      2017, 40(6):143-146.

      摘要 (1862) HTML (0) PDF 2.52 M (2226) 评论 (0) 收藏

      摘要:随着目前军用航空电子系统的发展,机载数据总线的传输速率越来越高,标准的GJB289A总线(1 Mbps)已无法满足机载数据总线高吞吐率的发展需求,因此研究高速GJB289A总线技术是目前航空机载数据总线发展趋势之一。为了对高速GJB289A总线技术进行研究,就特别需要构建一个仿真系统。介绍了如何构建一个高速GJB289A总线仿真系统、拓扑结构、工作原理、配套软件,并进一步阐述了高速GJB289A总线仿真系统的重要性,这为后续的高速GJB289A总线研究与工程应用提供技术依据。

    • 基于生存周期的自组网同步研究

      2017, 40(6):147-151.

      摘要 (1608) HTML (0) PDF 2.29 M (2049) 评论 (0) 收藏

      摘要:主从式同步作为TDMA方式下自组网同步方式的一种,因其同步精度高、收敛速度快而被广泛研究。为了提高同步的收敛速度和同步精度,解决已有的主从式同步方法中存在的一些问题,文章利用网络节点的生存周期提出一种新的自组网同步方法。首先结合具体时帧设计和时隙接入详细论述了同步方法的实现过程,随后通过OPNET仿真软件对不同接入情况下所有网络节点的收敛时间和同步精度进行了测试。仿真结果表明即使当节点接入冲突数量达到最大时,在不同的入网状态下,所有节点中最长的同步收敛时间也不超过1 s,并且源节点和距离6跳的节点之间的同步误差只有0.37 ms,验证了同步方法的快速收敛性和精确性。

    • 综合模块化航空电子多约束分区调度方法

      2017, 40(6):152-155.

      摘要 (2287) HTML (0) PDF 1.76 M (2496) 评论 (0) 收藏

      摘要:在综合模块化航空电子系统(integrated modular avionics, IMA)中,采用严格的空间和时间分区管理(partitioning)保证同一个模块上运行的不同应用可以共享处理资源。根据系统硬件资源和应用的要求,定义分区的多类型约束条件,使得分区到在各个模块上的分配和时分访问调度成为复杂的组合优化问题。通过将分区分配的预处理与满足性模理论(satisfiability modulo theories,SMT)求解调度表的方法相互结合,可以减少断言式和分区调度时刻变量的数量,提高求解效率;其中,预处理过程采用最大独立团算法,随后将剩余的分区约束条件转换成SMT工具可识别的逻辑表达式,形式化求解得到各个分区的调度时刻。通过规模不同的算例,验证了该方法可行性,并说明预处理过程对于快速判断满足性要求和缩短求解时间的好处。

    • >嵌入式技术
    • 基于FPGA的雷达实时测速系统硬件设计

      2017, 40(6):156-159.

      摘要 (2625) HTML (0) PDF 2.49 M (2402) 评论 (0) 收藏

      摘要:伴随着社会科技与经济的高速发展,对测量速度的需求越来越多。雷达测速数据实时处理系统作为测速系统中的核心设备之一更是决定着速度测量的实时性和精度,研制高精度的实时数据处理系统对于国家安全和发展有着非常重要的战略意义。针对目前测速设备中实时信号处理系统实时性能差的问题,提出了一种利用嵌入式技术与数字信号处理技术相结合的硬件设计方案。这种方案以FPGA为核心,完成信号处理和对外设的控制。实验数据表明,系统对低频信号和高频信号都能够得到较好的采集性能,能够满足应用需求。

    • 基于嵌入式的家用心血管功能检测仪的系统设计

      2017, 40(6):160-164.

      摘要 (2379) HTML (0) PDF 1.27 M (2461) 评论 (0) 收藏

      摘要:桡动脉脉搏波蕴藏着极丰富的心血管系统生理病理信息,对心血管疾病的预防、诊断和治疗具有重要的意义。目前检测心血管的设备主要分为两类:一类为检测功能全面的台机,但体积过大,价格偏高;而另一类虽然体积小、价格低廉,但检测功能单一,两者存在较大的应用局限性。因此,采用ARM+DSP微处理器为核心,通过压电薄膜传感器实时采集脉搏波波形,经过信号调理电路处理噪声、基线漂移和工频对脉搏波的干扰,根据脉搏波波形特征和血压信息计算出10项心血管参数,系统集成μC/OSIII微型操作系统和STemWin图形界面实现显示和交互功能,最后实现设备微型化、检测多样化、价格低廉化和操作简便化的市场需求。实验结果表明,系统硬件和软件设计合理,可以有效、准确地检测用户心血管参数。

    • 基于ARM Cortex-M3的声磁EAS设计

      2017, 40(6):165-169.

      摘要 (2363) HTML (0) PDF 1.81 M (2253) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对普通EAS系统存在抗干扰性能差、检测灵敏度低、检测范围小、误报率高等缺点,设计了一种基于ARM CortexM3的声磁EAS系统。介绍了声磁EAS系统的工作原理和硬件结构框图,分析了声磁标签信号在时域和频域上的特征,提出了FFT信号频谱分析、信号互相关、最小二乘法拟合直线求取斜率、计算信号峰值数及峰值方差运算等多种检测声磁标签信号的算法,并详细描述了系统软件算法的设计。经过实验验证,本系统具有抗干扰性能强、检测灵敏度高、检测范围宽、误报率低等特点。

    • >光电测试技术
    • 点目标视频跟踪中的噪声自适应卡尔曼滤波器

      2017, 40(6):170-174.

      摘要 (2915) HTML (0) PDF 1.50 M (2594) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对卡尔曼滤波器在实用过程中所遇到的运动模型选择以及噪声给定问题,基于视频点目标的特征,提出了一种点目标视频跟踪中的噪声自适应卡尔曼滤波算法。该算法结合双步动态模型,在滤波过程中根据速度的相关系数调整运动模型参数,使运动模型更加切合实际。此外,该算法结合运动模型以及观测数据对一段时间的过程噪声进行估计,同时基于成像特性,利用单帧图像中灰度值的分布,对单次观测的观测噪声进行实时估计,实现过程噪声和观测噪声的自适应。根据在外场进行的仿真实验和实际跟踪实验结果,文中所提出的方法能够有效地保证跟踪精度。

    • 基于国产InGaAs/InP APD的高速单光子探测

      2017, 40(6):175-179.

      摘要 (2653) HTML (0) PDF 2.39 M (2597) 评论 (0) 收藏

      摘要:InGaAs/InP雪崩光电二极管 (InGaAs/InP APD)是近红外单光子探测器的核心器件之一,其国产化已成为趋势。InGaAs/InP APD工作于1.25 GHz门控盖革模式下,由于APD本身的电容特性,单光子触发产生的雪崩电信号被尖峰噪声所湮没,采用低通滤波的方法可以将有效雪崩信号从尖峰噪声提取出来。为了探讨国产APD的参数水平,对不同温度不同探测效率下国产 InGaAs/InP APD的暗计数及后脉冲概率,时间抖动性等相关性能参数进行了测量,并与国外数据进行了对比。当国产InGaAs/InP APD工作于-25 ℃,探测效率10 % 时,暗计数可低至 9.9×10-7 /gate,后脉冲仅为1.5 %,这表明在 InGaAs/InP APD这一领域,我国已接近国外水平,但仍有一定的进步空间。

    • >传感器及非电量检测技术
    • 无人直升机轴频磁场信号检测方法研究

      2017, 40(6):180-183.

      摘要 (2455) HTML (0) PDF 2.87 M (2028) 评论 (0) 收藏

      摘要:轴频磁场信号是无人直升机在机动飞行时产生的一种重要物理场,是一种难以被隐藏的目标特征信号。通过分析轴频磁场信号能实现对无人直升机的检测和识别,并能监测其运动状态。利用磁场传感器采集无人直升机的轴频磁场信号,并利用短时傅里叶变换算法对实测数据进行时频分析。实测结果表明,无人直升机在机动飞行中能产生特定随运动状态变化的5~40 Hz的轴频磁场信号。通过对该特征信号的提取,实现了对无人直升机的准确检测和识别,该探测方法在实测数据的应用中取得了良好的效果。

    • 一种无线多通道动物神经刺激系统

      2017, 40(6):184-189.

      摘要 (1905) HTML (0) PDF 5.49 M (3847) 评论 (0) 收藏

      摘要:设计了一种无线多通道电刺激系统,硬件部分包括了无线通信模块和神经刺激器单元2部分,后台软件包括了基于LabVIEW的上位机控制。无线通信部分用了包含基于蓝牙形式的串口通信通道和基于2.4 G无线收发的2个通道部分,以方便调试和实际远程遥控。神经刺激器单元包含了常见的锂电池3.7 V供电升压电源电路、STM32最小系统、双极性压控恒流源电路、4通道模拟开关等模块。为了实现多点的并发控制,本刺激器模块有4个通道的单独输出,同时能实现其中任意两个通道的同时输出,每个通道的恒电流波形参数如脉冲频率、占空比、强度、簇个数等参数均可独立设置。实验结果表明:在负载阻抗低于10 kΩ的情况下,本无线多通道动物神经刺激系统可以实现500 m左右的实时多通道远程控制。

    • >在线测试与故障诊断
    • 远程实时堤坝边坡监测系统设计

      2017, 40(6):190-196.

      摘要 (2135) HTML (0) PDF 2.95 M (2450) 评论 (0) 收藏

      摘要:针对堤坝远程监测有线传输方式信号失真、后期维护不便,以及部分无线通信技术开发难度大、成本高等问题,利用传感器多节点测量,结合RS485有线传输、2.4 G无线组网和GPRS网络,提出一种低成本、低功耗、易于开发的数据远程无线传输方案,实现高精度、大范围、全天候的堤坝边坡自动化监测。经测试,系统精度高、抗干扰性强,保持同一状态倾角传感器测量相对误差小于0.2%,温度传感器满足±3 ℃的精确度,湿度传感器满足±3%RH的测量精度,测试过程中无线组网稳定、远程数据传输可靠,监测界面直观明了。该系统在堤坝边坡稳定性和边坡防护检测方面具有实用价值。

    • 一种基于VS2012平台和物联网技术的光伏发电监测系统

      2017, 40(6):197-200.

      摘要 (2466) HTML (0) PDF 2.24 M (2312) 评论 (0) 收藏

      摘要:光伏发电技术如今已日益成熟,获得了很大的推广,使得新能源能得到更充分的利用。对于光伏电池在发电过程中不能进行有效地实时监测的问题,结合VS2012搭建的上位机监测软件和物联网技术,设计了一套光伏发电监测系统,对于系统设计的各个组成部分进行了介绍,包括了控制器的简单介绍、系统通信、上位机软件设计的具体介绍,对系统进行了系统框图的绘制。实验结果及现场应用表明了这套系统能有效地对光伏发电进行监测,对于故障能及时做出预警。

    • 多功能微波功率检测模块设计

      2017, 40(6):201-205.

      摘要 (2419) HTML (0) PDF 1.54 M (2876) 评论 (0) 收藏

      摘要:对于大多数射频微波系统,微波功率都是一个必不可少的评价指标。对于中小型的微波功率源系统,为满足系统的可测试性,往往需要增加对输出功率的量化检测,但使用仪表功率计则价格昂贵。详细介绍了一种简单、实用、经济性好的微波功率检测模块设计方法。该方法使用线性检波、采样保持、数据采集及软件校准等方法,实现了较高精度的峰值功率、调制脉冲功率信号脉冲重频及脉宽的检测,并通过试验将测试数据与功率计及示波器实际测量对比,验证了使用该方法研制模块测试精度。

主编:孙圣和

创刊:电子测量技术

国际标准刊号:ISSN 1002-7300

国内统一刊号:CN 11-2175/TN

国内邮发代号:2-369

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