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关键词： 低小慢无人机   通信链路   密码技术   低空安全  

摘要： 低小慢无人机(飞行高度低于1000 m、体积小于2 m3、速度低于200 km/h)凭借低成本、高灵活性与强隐蔽性,已成为公共安全领域的“双刃剑”。且低小慢无人机的通信链路(遥控、图传、导航)具有开放性与脆弱性的特点,使其易受非法监听、指令篡改、身份伪造等攻击。首先分析了低小慢无人机通信链路面临的典型安全威胁;其次分别针对遥控、图传和导航链路的特点提出了基于密码技术的安全防护方案,对无人机实现了“分层加密+双向认证+完整性校验+固件保护”的全链路密码防护,为构建“可信、可控、可溯源”的低空安全防护体系提供核心技术支撑;最后通过实验给出了软件密码模块、专用密码芯片和密码卡3种典型密码设备的适用场景。

关键词： 杂草分类   稀疏表示   图像处理   机器视觉  

摘要： 田间杂草的精准识别分类对农机除草及药剂选择至关重要。本文以蔬菜幼苗期9类常见田间杂草为研究对象,基于机器视觉技术,提出基于图像处理的杂草前景分割方法与局部稀疏表示分类模型(K_SRC)。先对杂草图像Lab颜色空间a分量进行K-means聚类、阈值分割及面积滤波,经掩膜运算提取纯净杂草图像,融合颜色与SLBP纹理特征构建训练样本集;再结合KNN算法构建局部字典,通过正交匹配算法计算稀疏系数,依据最小残差准则完成杂草分类。实验表明,该算法平均分类准确率达96.3%,优于四种对比算法。本研究可为田间杂草防治提供技术支撑,并拓展稀疏表示在农业领域的应用思路。

关键词： 线性稳压器   带隙基准   负载调整率   放大器  

摘要： 针对小型嵌入式系统对稳定供电的迫切需求,本文基于BCD工艺设计了一款低压差线性稳压器(LDO),实现5V输入至1.8V输出的精准稳压转换。其中带隙基准模块通过采用PMOS输入的折叠式共源共栅差分放大电路,实现高开环增益并有效抑制失调电压及温度漂移,从而为整个稳压回路提供高精度参考电压,进而保障LDO输出电压的稳定性。仿真结果表明,在PVT变化条件下,电路输出保持良好一致性,电源抑制比(PSRR)为-92dB,负载调整率为0.049 mV/mA,电源抑制比为具备较强的温度适应能力与抗负载扰动能力,可满足小型嵌入式系统的实际供电需求,具备一定的工程应用价值。

关键词： 变桨系统   健康度评估   轻量化模型   边缘计算   嵌入式实现  

摘要： 针对风力发电机组变桨系统关键部件健康度评估中存在的计算量大、难以在边缘端实时运行的问题,本文聚焦工程化应用需求,以上海电气6.25MW风力发电机组电动变桨系统为研究对象,提出面向变桨驱动器、超级电容模组及变桨电机的轻量化健康度评估模型,并完成嵌入式系统移植实现。通过提取关键运行特征参数,构建基于简化物理模型与数据驱动融合的评估算法,在保证评估精度的前提下,显著降低计算复杂度。实验验证表明,所提模型在变桨驱动器内置的TMS320F28335 DSP系统上的运行周期不大于100ms,评估误差低于5%,可满足工程实时性与可靠性要求,为变桨系统的预测性维护提供了实用化解决方案。

关键词： 嵌入式系统   低功耗设计   电源管理   低压差线性稳压器(LDO)   微控制器(MCU)   直流-直流(DC-DC)转换器  

摘要： 针对嵌入式系统在能源受限场景下的功耗管控需求,本文结合现有工程技术,开展低功耗电源管理技术研究。依托STM32L、MSP430等低功耗微控制器(MCU),搭配低压差线性稳压器(LDO)与直流-直流(DC-DC)转换器,构建软硬件协同的低功耗设计体系,优化器件选型、电路架构与任务调度策略,引入休眠模式切换、动态电压调整与时钟门控技术抑制无效功耗;建立系统总功耗计算模型,量化各参数对功耗的影响,通过搭建测试平台对比常规方案与优化方案的功耗差异,验证方案有效性。结果表明:优化方案可使系统平均功耗降低55.0%,续航时长延长129.0%,兼顾功耗控制与性能稳定性,可为中小型嵌入式产品的低功耗设计提供参考。

关键词： 视频会议终端   嵌入式系统   智能化   目标检测  

摘要： 随着视频会议技术的快速发展和广泛应用,市场对高效、智能的会议设备需求日益增长。基于嵌入式技术设计了一种智能化集成会议终端系统。该系统采用系统级芯片(System on Chip,SoC)、摄像头、传感器和数字硅麦,结合高性能嵌入式平台,构建了数据采集、传输和处理的硬件平台。软件方面搭载安卓系统,采用YOLO(You Only Look Once)算法模型,结合轻量化检测头和优化损失函数,可实现图像智能处理。实验测试表明:改进后算法模型的计算量、参数量和内存空间占用均降低20%左右,同时算法的平均精度得到了改善;图像智能化功能成功率在97%以上,响应时间在2 s内;整机交互和通信功能的效果可靠稳定。该系统设计合理、性能稳定,为会议终端的智能化集成提供了可靠的解决方案。

关键词： 嵌入式系统   CAN FD   任务调度   安全性增强  

摘要： 随着现代车载嵌入式系统应用的不断集成与电子控制单元(ECU)数量的增长,系统实时性保障面临更大挑战.同时,汽车与外部环境交互频繁,具有灵活数据速率的控制器局域网(CAN FD)虽提升了传输性能,但仍缺乏内置安全机制,易受伪装等攻击威胁.而添加安全机制往往会占用实时性资源,危害车辆安全,因此必须在保证系统实时性的同时提升安全性.为此,本文提出了一种基于强化学习的任务映射和调度算法(Reinforcement Learning-based Task Mapping and Scheduling Algorithm,RLMS),将任务映射建模为马尔科夫决策过程,结合资源感知机制以ECU利用率为约束优化方案,在满足实时性约束的前提下减少CAN FD总线消息数量,并为消息提供4字节MAC的基础安全保护.为进一步提升系统安全性,设计安全增强机制(Security Enhancement with Balanced Rounds,SEBR),利用系统空闲时间逐轮扩展消息的MAC字节.最终,通过真实案例和模拟实验验证了所提方法的有效性.

关键词： 访问控制   BLP模型   Biba模型   RBAC模型   嵌入式操作系统   系统加固  

摘要： 嵌入式操作系统在工业控制、物联网及关键基础设施等领域的广泛应用,使其成为网络攻击的重要目标。然而,传统嵌入式操作系统普遍存在访问控制机制薄弱、权限管理粗放等问题,难以应对越权访问、内部威胁等安全风险。针对上述问题,深入研究了访问控制模型对嵌入式操作系统安全的加固原理,提出了一套融合贝尔-拉帕杜拉(BLP)机密性模型、Biba完整性模型与基于角色的访问控制(RBAC)模型的综合加固方案。该方案通过构建基于RBAC的权限分离管理架构与强制访问控制机制,实现了对系统主体与客体的精细化权限管控。同时,设计了一套覆盖身份鉴别、权限执行与安全审计的完整访问控制流程。分析与评估表明,所提方案能够在满足嵌入式环境资源约束的前提下,有效提升操作系统的内生安全能力,为构建高安全等级的嵌入式操作系统提供了可行的技术路径。

关键词： 搬运机器人   PID   运动平衡   嵌入式系统  

摘要： 门框式搬运机器人采用门框式结构,通过高精度伺服电机实现对目标的抓取、搬运和摆放。该机器人具备稳定性强、体积小,可扩展性高、结构新颖的特点,适用于中小型工厂或仓储环境。本文通过PID控制实现了该机器人的基础运动平衡功能,并基于嵌入式控制技术,搭建了机器人的软硬件实验平台,对所提方案进行了验证。

关键词： 情感交互   模拟拥抱   触觉反馈   OpenCV   柔性气囊   压力传感器   功能服装   嵌入式系统  

摘要： 围绕触觉交互需求,针对现有拥抱模拟服装反馈模块定位模糊、压力输出模式固化及互动形式单一等问题,选取具有高情感表达强度的拥抱行为作为研究对象,对亲密关系人群的拥抱姿势展开系统研究,并集成柔性可穿戴设备,设计并开发了一款拥抱模拟压力自适应服装。选取手部位置与躯体姿态作为关键拥抱特征,采用可逆感温变色涂层面料实验服装,结合拍摄记录法采集拥抱图像,通过OpenCV图像处理获得正、背、双侧和肩部共18张成色平均图像,并结合主观数据生成的压力感知热力图,最终划分得到拥抱综合区域定位。在此基础上,以ESP32为核心控制器,电阻式压力传感器作为感应输入单元,气囊作为压力反馈执行单元,开发了具备自适应压力调节功能的拥抱模拟服装。经功能测试,该服装的压力自适应识别在实际预设、系统识别与个人感知三者间完全一致率达60%。本研究不仅为拥抱模拟服装中反馈模块的布局提供了方法与图像依据,也为触觉交互服装与情感可穿戴设备的产品化开发提供了技术参考与实践路径。