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新型渦輪便攜式肺功能儀的研制與開發(fā)[嵌入式技術(shù)][醫(yī)療電子]

為實(shí)現(xiàn)慢性阻塞性肺疾病(COPD)早期預(yù)防和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)管理，設(shè)計(jì)了一款新型渦輪便攜式肺功能儀。該設(shè)備運(yùn)用渦輪流量計(jì)進(jìn)行測(cè)量，基于STM32對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，采用藍(lán)牙進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)慢阻肺患者的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。在中日友好醫(yī)院，通過(guò)對(duì)408名患者進(jìn)行用力肺活量（FVC）、一秒用力呼氣量（FEV1）、峰值流速（PEF）等參數(shù)的測(cè)量，與標(biāo)準(zhǔn)肺功能儀進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比，得出FVC、FEV1、FEV1/FVC的相關(guān)系數(shù)分別為0.99、0.99、0.97，呈顯著相關(guān)，具有很好的一致性；診斷氣流受限患者的敏感性和特異性都很高，分別為92.95%、94.80%。大量的數(shù)據(jù)分析表明，該設(shè)備適用于社區(qū)醫(yī)院、家庭進(jìn)行肺功能各參數(shù)的檢測(cè)。

發(fā)表于：11/30/2017

基于模糊邏輯的汽車障礙物探測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[嵌入式技術(shù)][汽車電子]

近些年交通事故頻頻發(fā)生，不僅造成大量的經(jīng)濟(jì)損失，而且還使很多人失去了生命。除人為因素減少交通事故外，研發(fā)更為高效、智能的障礙物探測(cè)系統(tǒng)具有更重要的現(xiàn)實(shí)意義。此設(shè)計(jì)方案中利用6個(gè)超聲波傳感器組成探測(cè)器網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)多次反射法采集障礙物的位置信息數(shù)據(jù)，并利用模糊邏輯和數(shù)據(jù)融合的算法思想，不僅可以采集車輛周圍障礙物的距離信息，還可以對(duì)障礙物方位進(jìn)行分析，解決了單一超聲波傳感器只能測(cè)障礙物距離的缺陷，從而可以及時(shí)提醒駕駛員進(jìn)行減速、避障等操作，有利于減少交通事故的發(fā)生。

發(fā)表于：11/29/2017

水下北斗導(dǎo)航星歷及歷書無(wú)線加注系統(tǒng)設(shè)計(jì)[嵌入式技術(shù)][航空航天]

為提高北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊的首次快速定位能力，設(shè)計(jì)了水下北斗導(dǎo)航歷書與星歷無(wú)線加注測(cè)試系統(tǒng)。對(duì)比分析了不同技術(shù)途徑的優(yōu)缺點(diǎn)，給出了系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，對(duì)系統(tǒng)發(fā)射模塊中各電路單元的頻率和電平進(jìn)行了分析和規(guī)劃，系統(tǒng)核心模塊功能采用基于FPGA+ARM的架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)事先人工加注歷書和星歷，能有效縮短北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位模塊的首次定位時(shí)間。

發(fā)表于：11/29/2017

基于低功耗藍(lán)牙的體感溫度評(píng)價(jià)與穿衣指引[嵌入式技術(shù)][物聯(lián)網(wǎng)]

天氣預(yù)報(bào)中的體感溫度反映了室外的冷暖度，而室內(nèi)卻缺乏一種實(shí)用的冷暖度測(cè)定方案。對(duì)于環(huán)境變化，人們?nèi)菀滓驗(yàn)榇┮虏划?dāng)而引發(fā)感冒，故設(shè)計(jì)了一套兼顧室外、室內(nèi)的體感溫度評(píng)價(jià)系統(tǒng)。利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲抓取天氣預(yù)報(bào)信息得到室外體感溫度，使用溫濕度傳感器采集室內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)，低功耗藍(lán)牙傳輸數(shù)據(jù)到安卓手機(jī)，由應(yīng)用程序計(jì)算出室內(nèi)體感溫度，最后根據(jù)體感溫度查詢衣服數(shù)據(jù)庫(kù)，即可得到室外、室內(nèi)的冷暖度及適合穿著的衣服。實(shí)驗(yàn)證明，該系統(tǒng)具有較準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)結(jié)果。

發(fā)表于：11/28/2017

一種基于傳感器溫度補(bǔ)償?shù)碾p指數(shù)函數(shù)擬合算法[模擬設(shè)計(jì)][其他]

溫度漂移是影響傳感器可靠性、精度和使用效能的關(guān)鍵因素，是制約加速度計(jì)精度提高的瓶頸。提出一種基于傳感器溫度補(bǔ)償?shù)碾p指數(shù)函數(shù)擬合算法，一方面采用雙指數(shù)函數(shù)對(duì)非線性的溫度系數(shù)曲線進(jìn)行補(bǔ)償，另一方面在雙指數(shù)函數(shù)擬合的算法中，提出一種具有高精度初值的交替迭代法。該方法首先利用四組數(shù)據(jù)點(diǎn)計(jì)算出高精度的初值，再使用交替迭代法優(yōu)化計(jì)算結(jié)果，明顯改善了傳統(tǒng)交替迭代法擬合在初值選取不當(dāng)時(shí)造成的迭代不收斂、精度較低、迭代次數(shù)較多的問題。此外雙指數(shù)函數(shù)模型可以采用CORDIC算法集成到硬件中，因此具有工程實(shí)用價(jià)值。

發(fā)表于：11/28/2017

GPS/BD射頻接收機(jī)中鏡像抑制混頻器設(shè)計(jì)[模擬設(shè)計(jì)][通信網(wǎng)絡(luò)]

針對(duì)GPS/BD射頻接收機(jī)中鏡像干擾信號(hào)難消除的問題，采用TSMC 0.18 μm COMS工藝，設(shè)計(jì)了一款高鏡像抑制比（IRR）、高轉(zhuǎn)換增益、單邊帶噪聲系數(shù)（NF）和線性度指標(biāo)良好的鏡像抑制混頻器?；趥鹘y(tǒng)Hartely鏡像抑制結(jié)構(gòu)，混頻器中采用了共射頻輸入端正交混頻結(jié)構(gòu)和無(wú)源多相濾波器（Poly Phase Filter，PPH），有效地抑制了所需頻帶內(nèi)鏡像信號(hào)的干擾。另外在PPH后級(jí)設(shè)計(jì)了加和電路，對(duì)前級(jí)PPH引起的電路損耗進(jìn)行增益補(bǔ)償。利用Candence軟件中的Spectre對(duì)電路進(jìn)行仿真表明，針對(duì)GPS L1和北斗B1兩個(gè)不同頻段，鏡像抑制混頻器輸出中頻頻率均為4 MHz，IRR均為47.8 dB，轉(zhuǎn)換增益均為24 dB，輸入1 dB壓縮點(diǎn)(P1dB)均為-23.4 dBm，單邊帶NF均為14.9 dB。

發(fā)表于：11/27/2017

智能化分段線性恒流LED驅(qū)動(dòng)電源設(shè)計(jì)[電源技術(shù)][其他]

傳統(tǒng)的開關(guān)型LED驅(qū)動(dòng)電源中含有大電解電容和高頻變壓器，導(dǎo)致LED驅(qū)動(dòng)電源的體積龐大且使用壽命較短。分段式線性恒流驅(qū)動(dòng)電源可以避免使用大電解電容和高頻變壓器。設(shè)計(jì)了一種新型的分段線性恒流LED驅(qū)動(dòng)電源，利用整流之后的高壓脈動(dòng)直流電壓的變化，自適應(yīng)地控制LED燈珠分階段恒流工作。除整流橋和采樣電阻外，整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路可實(shí)現(xiàn)單芯片集成，有效縮小了體積、延長(zhǎng)了壽命。電路中還設(shè)計(jì)了智能拓展端口，可實(shí)現(xiàn)智能化控制。基于華虹宏力0.5 μm 700 V BCD工藝對(duì)電路進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，在0～311 V周期脈動(dòng)高電壓輸入條件下，驅(qū)動(dòng)芯片分四階段恒流工作，輸出最大恒定電流可達(dá)97.17 mA，在恒流階段，電流的瞬態(tài)精度誤差僅為0.031%。仿真結(jié)果表明，該LED驅(qū)動(dòng)電路各指標(biāo)參數(shù)均滿足預(yù)期要求。

發(fā)表于：11/27/2017

如何選擇散熱性能良好的高功率可擴(kuò)展式POL調(diào)節(jié)器并節(jié)省電路板空間[電源技術(shù)][其他]

從事高效、緊湊式DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)藝術(shù)的是一群精英工程師，他們對(duì)轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì)相關(guān)物理學(xué)原理和相關(guān)數(shù)學(xué)知識(shí)有著深入的理解，還擁有豐富的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)。憑借對(duì)波特圖、麥克斯韋方程組以及極點(diǎn)和零點(diǎn)的深入理解，他們可以打造出優(yōu)雅的DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計(jì)。然而，IC設(shè)計(jì)師通常會(huì)回避棘手的散熱問題——這項(xiàng)工作通常屬于封裝工程師的職責(zé)范圍。

發(fā)表于：11/27/2017

14 nm工藝下基于H-Tree和clock mesh混合時(shí)鐘樹的研究與實(shí)現(xiàn)[EDA與制造][汽車電子]

在數(shù)字集成電路設(shè)計(jì)中，時(shí)鐘信號(hào)是數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕鶞?zhǔn)，時(shí)鐘信號(hào)作為數(shù)字芯片內(nèi)部轉(zhuǎn)換頻率最高和布線距離最長(zhǎng)的信號(hào)，也是數(shù)字芯片功耗的重要組成部分。為了優(yōu)化數(shù)字芯片的功耗、功能和穩(wěn)定性，在GF14 nm工藝下對(duì)時(shí)鐘樹進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提出一種H-Tree和clock mesh相結(jié)合的混合時(shí)鐘樹結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，通過(guò)clock mesh和clock spine的布局優(yōu)化整體時(shí)鐘樹的性能和穩(wěn)定性。仿真結(jié)果表明，該混合時(shí)鐘樹能夠結(jié)構(gòu)顯著提升時(shí)鐘樹性能，有效減少布線長(zhǎng)度、時(shí)鐘偏移以及傳播延遲，降低PVT等環(huán)境參數(shù)的影響。

發(fā)表于：11/24/2017

一種帶數(shù)模混合輸出的加速度計(jì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證[MEMS|傳感技術(shù)][消費(fèi)電子]

為了滿足用戶的不同應(yīng)用需求，設(shè)計(jì)了一種帶數(shù)?；旌陷敵龅募铀俣扔?jì)系統(tǒng)。通過(guò)外圍控制信號(hào)來(lái)選擇模擬閉環(huán)輸出或者數(shù)字閉環(huán)輸出。系統(tǒng)測(cè)試表明加速度計(jì)的量程為±3 g，模擬輸出帶寬大于2 kHz，噪聲密度小于-100 dBV/√Hz；數(shù)字輸出帶寬大于1 400 Hz，噪聲密度小于2 μg/√Hz。

發(fā)表于：11/24/2017

基于AXI總線的安全防火墻研究與設(shè)計(jì)[通信與網(wǎng)絡(luò)][信息安全]

為了增強(qiáng)SoC的總線訪問安全，阻止非法地址的訪問行為，提出了基于AXI總線的分布式安全總線防火墻架構(gòu)。針對(duì)不同的任務(wù)制定了多級(jí)可動(dòng)態(tài)更新的安全策略，設(shè)計(jì)了具有較低延時(shí)的高速總線防火墻接口，增加了安全更新模塊來(lái)保證策略配置與更新安全，結(jié)合系統(tǒng)的任務(wù)管理機(jī)制實(shí)現(xiàn)了面向多任務(wù)處理的任務(wù)隔離機(jī)制。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該防火墻的傳輸延時(shí)小、資源消耗少，可實(shí)現(xiàn)任務(wù)隔離。

發(fā)表于：11/23/2017

物聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)研究[嵌入式技術(shù)][智能交通]

物聯(lián)網(wǎng)中應(yīng)用無(wú)人機(jī)可從空中實(shí)現(xiàn)服務(wù)投遞為目的的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)以及包括視頻監(jiān)視、傳感數(shù)據(jù)收集、救災(zāi)應(yīng)急通信、智能交通等在內(nèi)的物聯(lián)網(wǎng)增值服務(wù)。對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)應(yīng)用，首先對(duì)其典型架構(gòu)及其特點(diǎn)作了詳細(xì)介紹；詳細(xì)分析了物聯(lián)網(wǎng)無(wú)人機(jī)應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)；最后對(duì)其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

發(fā)表于：11/23/2017

一種自適應(yīng)選擇樣本的用電負(fù)荷預(yù)測(cè)方法[通信與網(wǎng)絡(luò)][數(shù)據(jù)中心]

針對(duì)傳統(tǒng)短期負(fù)荷預(yù)測(cè)中預(yù)測(cè)模型缺乏自適應(yīng)性、預(yù)測(cè)影響因素復(fù)雜難于篩選的問題，提出一種結(jié)合自適應(yīng)技術(shù)的嶺回歸預(yù)測(cè)模型。通過(guò)引入嶺回歸技術(shù)，能在預(yù)測(cè)中多方面考慮各種復(fù)雜因素而不會(huì)受到因素間多重共線性的影響；引入虛擬預(yù)測(cè)日，同時(shí)設(shè)置不同權(quán)重對(duì)相似歷史樣本進(jìn)行自適應(yīng)篩選并訓(xùn)練，能夠?qū)γ恳粋€(gè)預(yù)測(cè)日減小預(yù)測(cè)誤差。算例分析表明，應(yīng)用結(jié)合自適應(yīng)技術(shù)的嶺回歸預(yù)測(cè)方法后，實(shí)際預(yù)測(cè)誤差得到顯著降低。

發(fā)表于：11/22/2017

機(jī)器視覺筆跡識(shí)別和Arduino控制機(jī)器人的設(shè)計(jì)[通信與網(wǎng)絡(luò)][工業(yè)自動(dòng)化]

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展，機(jī)器視覺技術(shù)已經(jīng)成為研究應(yīng)用的一個(gè)熱點(diǎn)，并且結(jié)合自動(dòng)化技術(shù)的機(jī)器人也更加趨向于智能化以及多功能化。由Arduino單片機(jī)、液晶顯示屏、NRF2401L無(wú)線通信模塊等構(gòu)成該機(jī)器人的基礎(chǔ)下位機(jī)硬件系統(tǒng)，具備無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)、人機(jī)交互等功能；使用Python語(yǔ)言、結(jié)合機(jī)器視覺算法構(gòu)建了筆跡識(shí)別模型，并將在上位機(jī)中識(shí)別好的信息通過(guò)NRF2401L無(wú)線通信傳輸至下位機(jī)硬件。

發(fā)表于：11/22/2017

面向電力無(wú)線業(yè)務(wù)的上行動(dòng)態(tài)資源調(diào)度算法[通信與網(wǎng)絡(luò)][智能電網(wǎng)]

電網(wǎng)作為一個(gè)典型的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，電力無(wú)線專網(wǎng)上行調(diào)度過(guò)程中存在業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量得不到保障、系統(tǒng)吞吐量低和資源分配不連續(xù)等問題，因此提出了基于業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)的電力無(wú)線專網(wǎng)上行動(dòng)態(tài)資源調(diào)度算法。通過(guò)研究電力無(wú)線專網(wǎng)承載業(yè)務(wù)的特點(diǎn)，對(duì)業(yè)務(wù)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行評(píng)定，并結(jié)合TD-LTE資源分配的特點(diǎn)，針對(duì)不同業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)不同的調(diào)度方法。仿真結(jié)果表明，所提算法能有效提高系統(tǒng)吞吐量，并保障業(yè)務(wù)QoS，改善業(yè)務(wù)傳輸性能。

發(fā)表于：11/21/2017