基于FPGA的四翼超混沌系统同步及其保密视频通信

对广义增广Lü四翼超混沌系统进行分析,采用非线性控制同步方法实现该超混沌系统的自同步，理论分析所设计的非线性同步控制器的正确性和有效性。对该超混沌系统及其非线性控制同步进行FPGA硬件电路设计与实现,硬件试验结果和数值仿真结果及理论分析结果一致。提出一种基于该超混沌系统非线性同步的混沌掩盖保密视频通信方案,并对该保密通讯方案进行field programmable gate array硬件试验,试验结果表明:该保密通信方案有效、可行,并具有良好的保密性。     

超混沌反同步控制及其在保密通信中的应用

针对超混沌系统的反同步进行了研究,设计出非线性控制器,实现了超混沌系统的自同步,借助Lyapunov稳定性定理,从理论上保证了超混沌反同步控制的稳定性。将超混沌异结构反同步方法应用于混沌掩盖保密通信,有用的信息信号被调制到超混沌系统的状态变量,并隐藏在系统参数中,与混沌信号一起传送到接收端,发送系统和接收系统同步以后,在接收端解密,恢复出信息信号。仿真结果表明,该方法可以实现单调快速同步,应用于保密通信,可以达到掩盖和隐藏有用信号的目的,并且可以无失真地恢复有用信号。     

利用状态观测器实现超混沌信号的高精度同步

依据全维状态观测器理论实现了超混沌系统的同步,这种同步方法具有精度高、响应速度快、简单灵活和能控的特点,该方法可通过选择状态反馈增益,达到快速同步的目的,为缩短同步建立时间确立了基础,而且具有一定的鲁棒性,为进一步把超混沌信号应用于保密通信提供了理论依据,对耦合蔡氏超混沌系统和Rossler超混沌系统的高精度同步进行了设计,并对该同步方法的抗干扰性进行了研究,计算机仿真结果证明了理论推导的正确性。     

统一混沌系统的状态观测器同步控制及其在保密通信中的应用

通过设计合适的状态观测器,实现了统一混沌系统的同步,并讨论了其同步性能,并在此基础上提出了两种新型混沌保密通信方案,其中一种不需要混沌同步即可实现保密通信。讨论了两种混沌保密通信方案的仿真性能,仿真结果证明了所述方案的有效性。     

统一混沌系统的状态观测器同步控制及其在保密通信中的应用

通过设计合适的状态观测器,实现了统一混沌系统的同步,并讨论了其同步性能,并在此基础上提出了两种新型混沌保密通信方案,其中一种不需要混沌同步即可实现保密通信。讨论了两种混沌保密通信方案的仿真性能,仿真结果证明了所述方案的有效性。     

错位修正混沌函数投影同步及在保密通信中的应用

研究了一种新的错位修正混沌函数投影同步控制方法及其保密通信应用.基于Lyapunov稳定性理论和主动控制方法,设计非线性反馈控制器和参数更新规则,实现了两个同结构的超混沌系统的不同状态变量之间的错位修正函数投影同步并估计出未知参数.将此方法用于基于混沌遮掩调制的保密通信中.信息信号经过函数转换后被驱动系统状态变量遮掩并作为驱动信号传送到接受端,在接受端通过消除函数尺度因子和反函数变换对信息信号进行恢复.该控制策略具有较强的保密性和实用性.数值仿真证明了该控制方法的有效性.     

一种新型混沌保密通信系统方案设计

基于脉冲理论及Rossler超混沌系统,构建出一种新型脉冲混沌保密通信方案,该方案构造简单、易于实现,具有很好的安全性能。相继引入模拟例子和数字例子进行仿真,仿真结果显示系统的输入信号在接收端被精确恢复,说明了该保密通信方案是有效的。     

Lorenz系统的自适应反同步控制及其应用

针对参数未知的Lorenz混沌系统,根据Lyapunov稳定性原理,给出了自适应同步控制器和参数自适应率,实现了系统的反同步与参数估计。将该同步方案应用于保密通信,设计了混沌掩盖保密通信方案。基于Matlab的数值仿真结果证明了自适应反同步控制方法和保密通信方案的有效性。     

多涡卷混沌同步技术的研究

混沌信号是确定性非线性系统产生的极其复杂的不确定的信号,具有对初始条件的极端敏感性。将混沌信号引入保密通信系统的设计,具有保密能力强,系统简单等优点。而混沌同步是实现混沌保密通信的重要条件。研究多涡卷混沌系统的同步技术,设计多涡卷混沌保密通信系统,能进一步提高混沌系统的保密性能,增加破译难度。通过采用相互耦合法、自适应同步法对多涡卷混沌系统进行同步的仿真研究,设计正确的同步驱动函数和选择恰当的参数,两个混沌系统能达到同步。对其同步性能进行比较,可以发现自适应同步法的同步建立的时间较短,而耦合同步法的误差较小,两者各有优缺点。在混沌保密通信系统的设计中应按具体要求适当地选择混沌系统的同步方法。     

多涡卷混沌同步技术的研究

混沌信号是确定性非线性系统产生的极其复杂的不确定的信号，具有对初始条件的极端敏感性。将混沌信号引入保密通信系统的设计，具有保密能力强，系统简单等优点。而混沌同步是实现混沌保密通信的重要条件。研究多涡卷混沌系统的同步技术，设计多涡卷混沌保密通信系统，能进一步提高混沌系统的保密性能，增加破译难度。通过采用相互耦合法、自适应同步法对多涡卷混沌系统进行同步的仿真研究，设计正确的同步驱动函数和选择恰当的参数，两个混沌系统能达到同步。对其同步性能进行比较，可以发现自适应同步法的同步建立的时间较短，而耦合同步法的误差较小，两者各有优缺点。在混沌保密通信系统的设计中应按具体要求适当地选择混沌系统的同步方法。     

基于FPGA和UART的乐曲演奏系统设计

采用UART串口通信协议,借助硬件描述语言Verilog和Quartus开发工具,设计了一款基于FPGA的简易乐曲演奏系统.首先根据系统的总体功能要求,进行系统级设计; 然后结合UART通信协议和乐曲演奏原理,分别设计了UART串口接收模块和乐曲演奏模块,并通过嵌入式逻辑分析仪SignalTap II验证了设计方案的有效性; 最后采用EP4CE10F17C8N控制芯片对硬件进行调试,结果显示FPGA可成功驱动蜂鸣器演奏乐曲.该方案设计简单,便于修改和扩展,具有很好的实用性.     

主动队列管理算法的现场可编程门阵列硬件实现方案

提出了主动队列管理(AQM)算法的现场可编程门阵列(FPGA)硬件实现方案,以提高算法的执行速度和实时性,降低路由器的资源占用。编写了串口通信程序来实现FPGA与软路由器(IPCop)的数据传输,并将该实现方案应用于随机早期检验(RED)算法。实验结果表明,在硬件层面上实现了FPGA与路由器的通用通信接口以及RED算法快速、有效的拥塞控制功能,为FPGA实现其他AQM算法提供了一种有效可行的方案。     

基于物联网络的无线智能消防炮控制系统

针对现有智能消防炮控制系统通过总线通信实现主、从机间的数据传送存在的通信距离短和受现场复杂环境限制的问题,设计了一种基于物联网络的无线消防炮控制系统。该系统在硬件上主要采用STM8S单片机和433M无线射频模块分别作为主控制器和无线数据收发器,软件上采用主机和从机间的安全认证协议和防碰撞协议算法。对该系统进行通信距离、防碰撞和安全认证测试,结果表明该系统通信距离远、误码率低、多机通信可靠。该系统已成功运用于消防改造项目中。     

基于FPGA加密算法在发动机锁止系统中设计

介绍了加密模块在汽车发动机锁止系统中应用现状.根据芯片式数码防盗器的基本原理提出基于FPGA加密算法的硬件模块在汽车防盗系统中的设计方案,分析了防盗系统加密结构以及电子控制模块之间串行数据通信,验证加密硬件模块在汽车防盗器中的可行性,并利用硬件语言仿真实现加密算法.成本低,灵活性高,同时提高了系统性能.     

新高次四维超混沌系统的广义反同步

为了将新的、特殊的混沌系统应用在保密信号、图像加密和电路实现等领域,提出了一个带13次项的超高次四维超混沌系统.通过计算机模拟出了三维空间及二维平面相图,计算了Lyapunov指数谱,分析了该系统的平衡点.根据Lyapunov稳定性理论,设计出非线性反同步控制器,在反同步控制器的作用下,驱动系统与响应系统能够迅速同步.通过Matlab试验平台验证了该控制器的有效性.     

一个新的具有超级多稳态的五维忆阻超混沌系统

为了描述更加复杂的非线性动力学特性并且得到更适合工程应用的混沌信号,使用一个磁控忆阻器去替换改进的四维Lü混沌系统中的耦合参数,得到了一个新的五维忆阻超混沌系统。采用相图、分岔图、Lyapunov指数谱等常规的非线性分析手段研究新系统丰富的动力学特性。在新系统的基础上,通过引入一个绝对值函数使系统达到新的极性平衡,构建了一个新的条件对称的忆阻超混沌系统。结果表明：新的忆阻系统可以表现出依赖于忆阻器初始状态的超级多稳态特性、持续的混沌或超混沌动力学以及偏移增量控制行为;特别地,当改变系统参数并取适当的初始状态时,可以观察到独特的共存超级多稳态现象;新的条件对称忆阻系统可产生无限多对具有相反极性且吸引子结构相似的共存吸引子。利用Multisim进行电路仿真,验证了系统的存在性和可实现性,从而使超混沌系统能更好地应用在保密通信等实际工程领域。     

一类超大范围超混沌系统的动力学分析和电路实现

为了获得更为复杂的混沌信号,构建了一类新的4维超大范围超混沌系统,并对该类新的超混沌系统的分岔图、相图和Lyapunov指数谱进行分析。对所构建的超大范围超混沌系统运用Electronic Workbench软件给出了仿真电路图。电路实验结果表明,系统参数在很大范围内发生变化时,系统呈现超混沌态,示波器上观察到的超混沌相图与数值仿真得到的相图基本一致,超混沌系统可用电路实现,这为该超混沌系统在保密通信中的应用打下了基础。     

时滞反馈Lorenz系统的神经网络滑模自适应同步控制及在保密通信中的应用

为了研究不确定Lorenz混沌系统同步控制在保密通信中的应用,首先设计了时滞反馈Lorenz混沌系统,并通过Poincare映射和功率谱分析了其混沌动力学特性.在此基础上,提出了不确定时滞反馈Lorenz混沌系统的神经网络滑模自适应同步控制策略.应用径向基(RBF)神经网络逼近混沌系统的不确定项,基于该径向基神经网络的输出再利用滑模控制和自适应控制相结合的方法提出了单维同步控制器的设计.最后,将所设计的同步控制方法应用于保密通信.仿真结果表明,本文所提出的神经网络滑模自适应同步控制方法可以实现混沌系统同步并可应用于保密通信,且具有较强的抗干扰能力.