基于MSP430单片机的光电烟雾探测器设计

本文给出了一种新型光电烟雾探测报警器的设计方案,首先简要介绍了超低功耗、且具有自动采集信号性能的单片机MSP430F2012,然后详细阐述了各硬件模块和软件设计流程.通过采用功耗低、速度快、低成本的运算放大器LM358,硬件与 软件设计满足了系统的低功耗要求,实现了烟雾探测报警器的基本功能,且功耗低,性能稳定,实用性强.     

基于FPGA的生命探测仪算法研究与系统设计

给出了一种基于FPGA的生命探测信号处理系统的设计方法。从理论上研究了生命探测仪的算法及其软硬件系统。其中在FPGA软件设计中利用模块化的思想方法分别设计了FIR滤波器、异步FIFO、UART、电池监控、功能控制等功能模块。最后完成人体特征信号和体动信号的分析与提取,实现了非接触情况下生命探测与发现。相对于传统的生命探测仪,该设备具有体积小,功耗低,操作简单,携带方便等优点,特别适用于野外和战场生命探测等应用场合。     

小卫星大气微波探测仪及其应用模拟研究

小卫星大气微波探测仪技术是目前微波遥感技术的一个研究热点。通过研制一台小卫星大气微波探测仪（以下简称大气微波探测仪,英文简称SAMS）并搭载在我国的商业小卫星上,实现对大气温湿度、极端天气和降雨的快速测量。介绍了SAMS的应用方面设计的特点,并结合目前的灵敏度测试数据,分析了在轨应用性能,尤其是在海面气压、大气湿路径延迟反演方面小卫星微波探测仪提供了一种新型灵活的探测手段,同时也对载荷在大气温度和湿度廓线探测常规的探测能力方面也进行了总结和分析,为卫星数据的应用和开发打下基础。     

雷电及地面电场监测一体机的设计研究

设计了一种雷电及地面电场监测一体机,包括地面电场监测单元、雷电探测单元和信号与数据处理单元。地面电场监测单元包括MCU模块、电场仪、放大器、滤波器和自检/自校模块;雷电探测单元包括天线组件、3个前置放大电路、3个信号调理电路、波形鉴别电路、光电管和光探测模块;信号与数据处理单元对前述接收的信号进行处理,并通过通信接口传送给计算机进行显示。此装置将雷电预测和雷电定位功能集成于一体,克服单一设备不易携带、探测精度低的缺点,提高雷电监测精度和准确度。     

基于AMBA的SOC总线功耗分析及优化

随着集成电路的制造工艺进入纳米级。SOC片上各模块间通信的功耗成为系统重要的参数。本文介绍一种基于AMBA总线的系统级功耗评估和分析方法，重点通过定量的实验，阐述了SOC中总线模块的功耗及它们之间的依赖关系。本文将系统功耗分解为各逻辑模块的功耗。全局总线的功耗和总线接口的功耗。在分析的基础上，评估不同片上互连结构减小功耗的方法。采用了图表对比的方式说明总线结构功耗优化的结果，通过整体考虑总线结构和个别分析单个模块结构，总结出功耗优化的方法。     

漏水探测仪的研制

漏水探测仪是一种能够在地面上直接测试并定位地下自来水管道漏水部位的专用仪器。介绍了系统的测试原理及电路结构设计。其中音频数据采集控制器、单片机的接口逻辑采用可编程逻辑芯片EPF10K30实现,从而使整个系统结构紧凑,体积小,功耗低,抗噪声干扰能力强,探测准确度高。     

基于ARM控制器的智能雷电监测系统设计

针对输变电杆塔等电力设施的雷电故障快速定位、雷电特征研究等需要一定数量的雷电接闪监测系统,设计了一种智能雷电监测系统。该系统由雷电信号采集模块、中心控制模块、显示模块、控制模块、储存模块、时钟模块和PC上位机模块等组成。设计合适的罗氏线圈,利用采集模块采集雷电信号,实现雷电的监测;以STM32F103ARM微控制器为主控制器,将采集到的雷电数据经过处理后,通过显示模块实现数据的显示,通过SD卡、时钟模块实现数据的存储和回溯查询;通过RS485总线将数据传送给PC上位机,实现远程的实时监控和数据记录。     

LoRa 无线数据传输模块的设计与实现

针对现有无线数据传输模块功耗高、传输距离短、可靠性低的缺陷,该文提出了一种新型的基于 LoRa 技术的无线数据传输模块。该模块以 SX1276 为射频芯片,采用低功耗微处理器 STM8L151为主芯片并移植了 Contiki 嵌入式操作系统。该文详细介绍了数据传输模块的硬件设计、软件设计并测 试了模块的主要性能。测试结果表明,该数据传输模块具有功耗低、传输距离远、可靠性高等优点,适用于无线抄表、环境监测等系统中。     

基于PowerPC P2020非对称架构的实现

嵌入式系统对于性能和功耗的要求加速多核嵌入式处理器的出现。而对于多核采用AMP架构可以把几个模块上的功能集成到一个模块,节省了体积和功耗。本文在PowerPC P2020双核处理器上,配置双vxworks5.5操作系统,详细描述了AMP架构的实现,实现了共享外设中断的切换,提供双核操作系统通信机制,极大提高数据交换速度,使整个模块性能有很大提高。     

新型LIBRA锂电池

科诺康新型LIBRA电池现在可以用在所有目前正在使用的和新制造的Triple Plus＋（TRP＋1和Triple Plus＋IR（TRP＋IR）气体探测仪上。这种电池使气体探测仪功能更多,探测更可靠,使用寿命更长,充电次数更多。     

石油化工仪表防雷接地系统设计与实现

为了提高石油化工仪表的防雷安全性,进行防雷接地系统的优化设计,提出一种基于漏感和励磁电感增益分配和检波控制的防雷接地系统设计方法,基于麦克斯韦全电流定理,进行石油化工仪表防雷接地的电磁场分析,以双运放LM358放大器为核心进行石油化工仪表防雷接地系统电路设计,主要包括了交流放大器设计、滤波器设计、检波器设计和直流放大器设计,在检波设计中采用8阶高通滤波器(S3529)并联,提高防雷接地系统的输出运放性能,最后进行系统调试和电路测试,结果表明,采用该系统进行石油化工仪表防雷接地设计,防雷的阻带衰减大于51dB,对雷击信号具有较好的高通滤波和低通滤波性能,较好地保护了石油化工仪表安全。     

Predicting lightning outages of transmission lines using generalized regression neural network

Lightning is the major cause of transmission line outages, which can result in large area blackouts of power systems. One effective method to prevent catastrophic consequences is to predict lightning outages before they occur. The abundance of recorded lightning and lightning outage data in power system makes it possible to predict lightning outages of transmission lines. This paper proposes an artificially intelligent algorithm using general regression neural networks (GRNN) to predict lightning outages of transmission lines. First, the data that can be obtained from the operation and management system of a power company are analyzed, and the features that can be used as input parameters of GRNN are extracted. The prediction model based on GRNN is then built to perform lightning outage prediction. Finally, the effectiveness of the proposed method is validated by comparing it with (Back Propagation) BP and (Radial Basis Function) RBF neural networks using actual lightning data and lightning outage data. The simulation results show that the proposed method provides much better prediction performance.     

一种改进的网格搜索闪电定位算法

闪电定位具有较高的实时性和定位精度要求,网格搜索算法存在计算量大的问题。提出了一种基于网格搜索的闪电定位算法优化方法。该方法采用多维空间数据索引快速搜索候选目标区域,通过对比存储在各候选目标区域上的SVM（Support Vector Machine）分类器的分类误差进行闪电定位。实验表明,该方法具有较好的定位精度和可靠性,且能满足实时闪电定位要求。     

基于卡尔曼滤波和TITAN路径的雷电预警

雷电灾害是一种常见的自然灾害,受其发生的随机性、瞬时性、地域性影响,预警预报具有一定的难度;为提高雷电短临预报的准确性和及时性,文章提出了一种新型的基于clique聚类识别和卡尔曼滤波算法进行雷电识别及追踪外推的方法,并在自主开发的广州市雷电监测预警系统中采用该算法和传统的雷暴识别、跟踪、分析路径算法(TITAN)分别实现了未来1小时逐6分钟(即6、12、…、60 min)的雷电路径预报;通过2020年5月至10月广州地区闪电定位数据对两种算法的检验分析表明:两种算法基本性能接近,均能有效识别、追踪和预测出大部分雷暴移动路径,且经过优化的新算法在各时次的预测命中率上均已优于传统基于TITAN风暴路径的预测算法,对于提高雷电临近预报的准确性有一定参考价值。     

大型雷电定位系统中实时自适应联合检测算法

雷电电磁辐射的持续时间具有随机性。采用能量法检测雷电数据块,当信号长度远短于数据块长度时,将会产生噪声淹没信号现象而引起检测概率降低的问题。发现可利用峰度来描述含有短雷电信号的数据块的波形特征,而且能量块检测与特征检测具有互补特性。为了提高检测概率,将能量块检测和特征检测相结合,利用自动筛选思想和删余检测技术实时估计背景噪声,提出了实时自适应联合雷电检测算法。通过对实采的雷电数据进行实验,结果表明,所提出的检测算法能够明显提高检测概率,表明了其有效性和实用性。     

三维闪电探测仪状态检测监控系统设计与实现

针对传统二维闪电探测仪复杂低效的状态检测方式和设计简单、功能不全的状态监控系统,该文使用C/S架构与C++builder设计开发了三维闪电探测仪状态检测监控系统。通过检测探测仪程序可以实现从天线到输出端口的全自检功能,还可自动输出三维闪电设备核心部件的工作参数完成状态检测。系统应用场景方式展示与其它功能的交互状态,根据接收的状态数据判断当前探测仪状态,并提供人机互动界面进行状态监控。结合湖北省三维闪电探测网的实际运行状况验证适用性与稳定性,结果表明,状态检测监控系统程序设计清晰合理、状态检测及时便捷、状态监控信息完整、系统功能全面完善、操作界面友好直观,满足三维闪电探测仪状态检测监控的实际需求。     

单片FPGA的小型非制冷红外机芯设计

针对传统的基于数字信号处理器(DSP)+现场可编程门阵列(FPGA)的非制冷红外机芯平台存在体积大、功耗大、实时性差、系统集成度低等不足,提出了一种基于单片FPGA的小型化非制冷红外机芯平台设计.针对25μm非制冷红外探测器,为满足小型化、低功耗要求,平台在采用先进的FPGA处理器和DDR3存储器技术的同时,将硬件逻辑算法与NIOS Ⅱ软核相结合,完成对红外探测器的时序驱动、温度控制、图像的非均匀性处理、图像增强以及各种人机接口控制.实验结果表明:该系统成像质量较高,系统功耗小于2W,系统延时小于0.5ms,系统具有较强的可拓展性.     

A novel physical based meta-heuristic optimization method known as Lightning Attachment Procedure Optimization

In this article, A novel nature-inspired optimization algorithm known as Lightning Attachment Procedure Optimization (LAPO) is proposed. The proposed approach mimics the lightning attachment procedure including the downward leader movement, the upward leader propagation, the unpredictable trajectory of lightning downward leader, and the branch fading feature of lightning. Final optimum result would be the lightning striking point. The proposed method is free from any parameter tuning and it is rarely stuck in the local optimum points. To evaluate the proposed algorithm, 29 mathematical benchmark functions are employed and the results are compared to those of 9 high quality well-known optimization methods The results of the proposed method are compared from different points of views, including quality of the results, convergence behavior, robustness, and CPU time consumption. Superiority and high quality performance of the proposed method are demonstrated through comparing the results. Moreover, the proposed method is also tested by five classical engineering design problems including tension/compression spring, welded beam, pressure vessel designs, Gear train design, and Cantilever beam design and a high constraint optimization problem known as Optimal Power Flow (OPF) which is a high constraint electrical engineering problem. The excellence performance of the proposed method in solving the problems with large number of constraints and also discrete optimization problems are also concluded from the results of the six engineering problem.     

A framework for visual-context-aware object detection in still images

Visual context provides cues about an object’s presence, position and size within the observed scene, which should be used to increase the performance of object detection techniques. However, in computer vision, object detectors typically ignore this information. We therefore present a framework for visual-context-aware object detection. Methods for extracting visual contextual information from still images are proposed, which are then used to calculate a prior for object detection. The concept is based on a sparse coding of contextual features, which are based on geometry and texture. In addition, bottom-up saliency and object co-occurrences are exploited, to define auxiliary visual context. To integrate the individual contextual cues with a local appearance-based object detector, a fully probabilistic framework is established. In contrast to other methods, our integration is based on modeling the underlying conditional probabilities between the different cues, which is done via kernel density estimation. This integration is a crucial part of the framework which is demonstrated within the detailed evaluation. Our method is evaluated using a novel demanding image data set and compared to a state-of-the-art method for context-aware object detection. An in-depth analysis is given discussing the contributions of the individual contextual cues and the limitations of visual context for object detection.