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关键词： 嵌入式系统   智能家居   联动控制   紫蜂(ZigBee)协议   终端设计   双模通信  

摘要： 针对智能家居设备协同控制中的兼容性与实时性问题,本研究设计了一种基于嵌入式系统的联动控制终端。该系统采用ARM Cortex⁃M4处理器(STM32F407IGH6)作为核心控制单元,集成紫蜂(ZigBee)协议与无线保真(Wi⁃Fi)双模通信模块,通过构建设备状态同步算法实现多节点实时响应。系统硬件包含电源管理、传感器接口及执行机构驱动电路,软件层面开发联动逻辑控制层与用户交互界面。测试结果表明:在90 m^(2)的模拟住宅环境中,系统单设备控制平均延迟为38.2 ms,10设备联动场景下平均延迟为112.8 ms,ZigBee通信在3堵墙阻隔条件下的通信成功率为97.9%,不低于95%,Wi⁃Fi连接保持稳定,满足智能家居复杂场景下的稳定运行需求,为多设备协同控制提供了可行的解决方案。

关键词： 钻机   多传感信息融合   嵌入式系统   熵权特征融合   集成学习   远程在线监测  

摘要： 针对煤矿井下钻机状态监测中存在的多源传感器数据时空失配、噪声干扰强、故障特征微弱等问题,提出了一种基于多传感信息融合的远程在线监测系统。在硬件层面,设计以ATMEGA128L低功耗微处理器为核心的嵌入式采集节点,集成振动、温度、转速等多种传感器,通过LoRa与工业以太网实现数据可靠回传;在软件层面,提出时序对齐与一阶加权滑动平均去噪方法,解决数据异步与噪声耦合问题;进一步提取峰值、均值、均方根、波形指标与峭度等多维时域特征,并引入轻量化熵权融合机制,实现对轴承点蚀、齿轮断齿等隐性故障的敏感识别;最后,采用改进的集成学习算法,在边缘侧完成钻机运行状态的实时诊断。现场应用结果表明,该系统一致性指数稳定在0.9~1.0,可识别正常、异常、维修、故障4类状态,平均响应延迟低于200 ms,为煤矿钻机预测性维护提供了可部署、高可靠的一体化解决方案。

关键词： 机器视觉   尺寸检测   嵌入式系统   图像处理   意法半导体32位微控制器(STM32)  

摘要： 针对传统零件尺寸检测方法效率低、精度不足及难以适应嵌入式环境等问题,本文基于意法半导体32位微控制器(STM32)嵌入式平台设计出一种机器视觉检测系统。系统采用模块化设计架构,其中,硬件部分集成图像传感器、照明单元和嵌入式处理器;软件部分实现灰度化处理、边缘检测和轮廓拟合等算法。通过构建图像采集、边缘提取与几何计算的处理流程,形成从硬件电路到软件算法的完整方案,并实现了数据交互与人机显示功能。系统调试与验证结果表明,该系统能够实现稳定的图像处理与尺寸检测,具备良好的响应速率与检测精度,可满足嵌入式应用场景下的工业检测需求。

关键词： 提升机轴承   故障诊断   小样本   迁移学习   注意力机制   嵌入式系统  

摘要： 矿井提升机轴承作为矿井提升系统的关键部件，长期高负荷运行，难以避免出现各类损伤，导致发生故障，影响生产效率、引发安全事故。因此，准确地诊断提升机轴承故障具有重要的工程意义。提升机运行工况复杂多变，较难获取设备轴承在所有工况下的完备数据集。针对变工况下目标工况仅有少量标签故障样本的场景，本文提出一种基于统计特征、注意力机制和参数迁移的诊断模型SFPTinSAM。该模型经CWRU数据集验证，相较于传统模型具有更强的变工况小样本故障诊断能力。最后，基于加载该模型的边缘AI网关、采集电路模块和网络架构设计了煤矿提升机轴承故障诊断系统，为矿井提供部件故障诊断服务，提升了煤矿作业的智能化水平。

关键词： 嵌入式Linux   PlayReady   DRM   流媒体  

摘要： 当前，如何保障加密视频的流畅播放问题仍有待解决，文章设计并实现了一种基于嵌入式Linux系统的PlayReady实现方案，专门用于流媒体视频解密。基于PlayReady数字版权管理技术的特点，提出一种分层设计方案，包含PlayReady管理模块、PlayReady会话模块、输出控制等模块，同时引入PlayReady多会话并行处理机制，实现了对多路流媒体视频进行同时解密的功能。该方案在嵌入式Linux平台上完成代码开发与系统验证，且已有基于该方案的产品实现商业化应用。实测数据表明，该方案能够高效稳定地完成视频解密处理，为用户提供流畅的视频播放体验。

关键词： 嵌入式系统   缓存分类分析   时间开销   强连通分量消除技术   扩展的反链技术  

摘要： 现代嵌入式系统普遍配置高速缓存,硬件性能提升的同时系统软件研制变得复杂,需预测实时任务高速缓存行为.预测高速缓存行为常用到缓存分类,实施精确缓存分类可能呈现NP(non-deterministic polynomial)特征,消减精确缓存分类可能呈现的NP特征是研究难点.针对先前工作不足,本文提出强连通分量消除技术和扩展的反链技术来进一步消减精确缓存分类可能呈现的NP特征.通过测试基准集中程序可知,提出技术可使大部分分类时间开销下降,且最大降量超4 h;小部分分类时间开销略有上升,且最大升量不超3 min.这对设计高效缓存行为预测工具有帮助.

关键词： FPGA   AES加密算法   USB2.0  

摘要： 针对物联网及嵌入式设备对高效安全通信的迫切需求，设计了一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的嵌入式数据加密系统，旨在为资源受限场景提供低成本、高可靠性的数据安全传输方案。系统采用分层架构设计，通过上位机与EZ-USB FX2芯片完成指令交互和数据中转，利用FPGA作为核心控制单元，集成轻量级AES-128加密算法实现硬件级数据加密。为优化资源利用，系统通过串行方式实现加密运算，并对AES算法中的密钥扩展模块进行优化。最终通过仿真和测试验证，本系统实现的AES算法在加密过程中最高可达到181.1 MHz的时钟频率，能够高效实现数据加密，满足设计需求。

关键词： 嵌入式系统   智能教育终端   ARM架构   教育信息化  

摘要： 随着教育信息化需求的提升，文章设计并实现了基于高级精简指令集机器(Advanced RISC Machines, ARM)架构的嵌入式智能教育终端系统。在深入分析需求后，完成了分布式资源管理、课堂互动教学、学习评估反馈和终端设备管理等核心功能模块的设计，并通过Linux嵌入式操作系统进行集成开发。实验应用表明，该终端在提升教学效率、促进课堂互动和辅助教学评估方面成效显著，为教育信息化建设提供了新的解决方案。

关键词： 硬件集成   YOLO11   行为识别   建筑工地   无人机  

摘要： 针对建筑工地安全管理中对违规行为实时监测困难的问题，对基于软硬件协同设计的空对地嵌入式识别系统进行研究。该系统结合YOLO11算法的优化和嵌入式硬件的设计，实现了机载终端的实时感知。在算法上，通过结构化通道剪枝降低模型复杂度；在硬件上，通过树莓派4B和大疆M3无人机（UAV）确保低功耗、轻量化的机载终端，并通过E-Port转接板集成供电和数据通道，优化散热结构和数据链路。实验结果表明，该系统在飞行环境下能够实时处理视频流，准确识别违规行为，且检测精度最高可达到96%，满足了工地安全管理的实时应用需求，为UAV智能感知系统在复杂场景中的应用提供了可行的技术路径，并为系统在极端天气和跨场景应用的升级奠定了基础。

关键词： 有机氯检测仪   氧燃烧法   嵌入式系统   数据处理  

摘要： 针对油田出现的有机氯超标问题，利用高温和氧气的强氧化性，基于有机氯化合物的化学键断裂，有机氯向无机氯的转化原理研制了一种操作简便的便携式有机氯检测仪。该仪器基于氧燃烧法，实现了对有机氯化合物的快速、准确检测。研究过程中，通过优化氧燃烧法、嵌入式系统和数据处理技术，提升了检测仪的性能指标，包括检测灵敏度、准确性、稳定性和重复性。实验结果显示，便携式有机氯检测仪在标准样品和实际样品检测中均表现出色，与固定式旧仪器相比，具有更高的检测速度和便携性。该研究有机氯污染的快速检测提供了一种有效的技术手段，有助于提升油田有机氯突发事件的监测效率和水平。