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关键词： 智能储衣   人工智能物联网   ClothingYOLO   嵌入式系统   人机交互  

摘要： 针对传统衣柜普遍存在的衣物堆放杂乱、易受潮发霉及滋生细菌等问题,设计并实现了一款智能储衣系统,以优化储衣环境、提升衣物管理效率与用户体验。项目融合人工智能物联网(Artificial Intelligence of Things, AIoT)、无线通信及自动控制技术,以STM32F103ZET6单片机为核心,集成PTC加热模块、DHT11温湿度传感器、LD3302语音模块、无线传输模块、LCD电阻触控屏及WiFi模块。系统通过传感器实时监测柜内环境,利用PTC模块智能调节湿度。通过WiFi实现远程监控与控制,支持语音交互。在智能化方面,STM32调用天气应用程序编程接口(Application Programming Interface, API)辅助决策,并采用基于C3k2_Ghost DynamicConv模块优化的ClothingYOLO算法,在Backbone引入交叉注意力融合模块增强细节检测,结合细粒度分类注意力机制提升区分度,采用轻量级共享卷积检测头降低计算量,进而实现衣物识别。算法部署于树莓派4B,与STM32通过串口通信协作。经测试,优化的ClothingYOLO算法在树莓派4B上实现了80.6%的识别准确率,参数量仅为2.49 M。系统成功实现了温湿度监测与自动调节、远程监控与控制、语音交互、天气信息获取及衣物识别等核心功能。测试表明,系统能有效改善储衣环境,显著提升储衣效率与用户体验,有效解决了传统衣柜的痛点。系统通过集成环境监控、智能烘干、远程交互、语音控制、天气感知及高效衣物识别(基于优化算法),为用户提供了智能化、便捷化的储衣与穿搭体验,充分展现了嵌入式系统在智能化管理、多样化交互及网络化应用中的优势。

关键词： 嵌入式实时系统   容器化技术   混合实时调度   动态资源分配  

摘要： 本文研究了嵌入式实时操作系统容器化架构设计,并进行了相关实验验证。嵌入式实时操作系统在工业自动化、智能驾驶等领域对实时性与资源效率的要求日益严苛。针对传统嵌入式实时操作系统在多任务隔离性差、资源分配僵化等问题[1],本文提出一种轻量级容器化架构,通过设计低开销轻量化容器引擎、混合实时调度算法及动态资源分配机制,实现任务级隔离与资源弹性管理。实验表明,优化后的系统任务切换延迟有效降低,内存占用大幅减少,截止时间命中率显著提升,各方面优于传统嵌入式实时操作系统与通用容器方案。

关键词： STM32单片机   智能消防   自动灭火  

摘要： 随着智能化技术的快速发展,传统消防系统因自身局限性已无法满足现代安全需求。为改变上述现状,本文设计了一款适用于中小型场所的嵌入式智能灭火系统。该系统以STMF32103C8T6单片机为主控芯片,并集成了无线通信、传感器、继电器等电路模块。软件部分以Keil MDK5为开发环境,完成程序编写与调试。该系统设计将传统灭火系统与远程控制相结合,实现智能显示、温度报警、自动灭火、远程控制等功能。在完成软硬协同开发后,经实物测试,证明该系统具备一定的实用价值。

关键词： 智能无人机   高精度控制   无人机控制   嵌入式系统   神经网络PID控制  

摘要： 针对传统无人机控制系统存在的控制精度低等不足,设计了面向智能无人机的嵌入式控制系统。以嵌入式结构作为控制系统总体框架,改进控制器和传感器,实现系统硬件部分的优化。在动力学模型支持下,根据无人机飞行任务求解控制目标。感知无人机的飞行参数作为初始控制值,考虑飞行环境感知结果,计算飞行参数控制量,利用神经网络PID控制算法生成并执行控制指令,实现系统的控制功能。结果表明,在所提的优化设计系统控制下,无人机在有、无风场干扰场景下的位置与姿态角控制偏差明显减小,且系统运行功耗得到有效降低。

关键词： 汽车显示屏音响   STM32H743   FreeRTOS   音频处理   触控响应   多任务调度机制  

摘要： 为解决汽车显示屏音响音频处理延迟长、显示刷新率不足以及多通道输出能力欠缺等问题,以某汽车电子企业车载多媒体控制终端项目为例进行分析。通过设计基于STM32H743微控制器的分层硬件架构和FreeRTOS实时操作系统软件平台,实现了音频信号高精度处理与显示界面流畅控制,并采用多任务调度机制和分步迭代算法优化了系统性能。实验结果表明,该系统显著提升了音频处理效率和显示刷新率,加快了触控响应速度,有效改善了车载娱乐系统的综合性能。

关键词： 轻量级桌宠系统   嵌入式系统   STM32芯片   语音交互   微控制器   多维度优化策略  

摘要： 在当今数字化快速发展的时代,技术鸿沟问题日益凸显,严重影响了数字弱势群体融入现代社会的能力。文中旨在通过开发基于STM32的轻量级桌宠系统,探索弥合技术鸿沟的有效途径。该系统以STM32微控制器为核心,结合语音识别与需求计算技术,设计出易于操作的硬件架构与软件功能。研究发现,该轻量级桌宠系统不仅能为特定群体提供便捷的技术体验,还能够显著降低技术使用门槛,提升数字弱势群体的数字技能与生活便利性,在促进技术普及、缩小技术鸿沟方面具有重要意义与价值。通过实际案例与模拟场景测试,验证了其在弥合技术鸿沟方面的显著成效,为未来相关领域的研究与实践提供了有价值的参考。

关键词： 船舶稳性   稳心测量   STM32   嵌入式系统   无线传输  

摘要： 针对船舶设备更新前后,因重心变化导致的稳性评估难题,以及传统倾斜试验成本高、耗时长、在中小型渔船上难以普及的问题,设计了一种基于嵌入式技术的船舶稳性自动测量系统。系统以惯性测量单元为核心感知模块,通过多源姿态数据采集、嵌入式实时处理及无线传输,实现船舶横摇姿态角的高精度测量与稳心位置的快速计算。系统采用主从式架构,以STM32F401微控制器为核心,融合加速度计及超声波测距模块,通过2.4GHz通信传输到上位机实现对船舶微倾状态下动态响应的多维感知。在模型船户外试验环境下,该系统通过自动化流程显著简化了测量步骤,单次测量耗时较传统手工计算与观测大幅缩短,稳心高度测量平均相对误差小于3%,验证了系统在数据采集与算法解算上的高效性。该系统为渔业船舶设备更新后的稳性安全评估提供了一种高效、性价比高、可现场操作的解决方案,满足海洋工程现场快速测量的需求。

关键词： 弹载记录仪   嵌入式系统   FPGA   GZIP压缩算法   实时数据压缩  

摘要： 为解决弹载记录仪在飞行试验中面临的数据实时存储与传输瓶颈,设计了一种基于FPGA的轻量级GZIP实时压缩器。通过缩减滑动窗口规模以降低存储开销,采用加权位移哈希与符号级并行输出以提升LZ77匹配效率与吞吐率;并引入动态/静态Huffman自适应编码机制以平衡压缩率与资源消耗。实验结果表明:该压缩器接收数据位宽为8bit,在200MHz工作频率下可实现平均吞吐量为191.7MB/s,峰值吞吐量可达200MB/s,对典型弹载数据的压缩率为32%,同时具备较低的片上资源占用。该设计满足弹载嵌入式环境下高实时、高可靠压缩的应用需求,具备良好的工程推广价值。

关键词： 测控设备   二次电源组合   嵌入式系统   ARM微处理器   Spartan-6 FPGA   以太网通讯  

摘要： 针对传统二次电源测控设备存在体积庞大、成本高昂、资源扩展性差等问题,提出并实现了一种基于ARM+FPGA架构的嵌入式测控设备设计方案。该方案充分利用高级精简指令集计算机(ARM)处理器在事务管理与网络通信方面的优势,以及现场可编程门阵列(FPGA)在并行处理与硬件逻辑控制方面的灵活性,构建了兼具低功耗、高性能、小体积与高可靠性的测控平台。系统具备低功耗、高集成度与强实时性。软件方面,ARM端采用C语言实现ADS1158高精度ADC的初始化与数据读取,FPGA端基于Verilog硬件描述语言(Verilog HDL)编写有限状态机,实现带先进先出(FIFO)缓存的全双工异步串行通信及开关量控制。测试结果表明,该设备以太网接口在15 ms指令间隔下无丢包,通信稳定;对八种二次电源电压的测量误差均小于3%,满足技术指标要求。目前该系统已成功应用于实际产品测试中,设计灵活、运行可靠,具备良好的工程推广价值。

关键词： 智能垃圾分类   YOLOv11-Seg   嵌入式系统   语音交互   目标检测  

摘要： 为解决现有嵌入式分拣系统在精度、实时性和成本方面的局限,提出融合实例分割与语音交互的嵌入式智能垃圾识别投放系统。该系统以改良YOLOv11语义分割(you only look once v11 segmentation,YOLOv11-Seg)模型为核心,引入可变形卷积(deformable convolution version 4,DCNv4)、空间金字塔池化快速(spatial pyramid pooling-fast,SPPF)模块及C2位置敏感注意力(C2 position-sensitive attention,C2PSA)模块,以增强特征提取能力,部署于Jetson Orin Nano平台,借助推理加速引擎(NVIDIA tensorRT?,TensorRT)与8位整数(8-bit integer,INT8)量化实现端侧实时加速;集成ESP32-S3语音控制模块,结合大型语言模型构建交互闭环,以驱动系统完成识别—定位—抓取—投放全流程任务。实验结果表明:本文所提系统在自建数据集上的整体识别准确率高达97.9%,分拣成功率达到了96.4%,在复杂环境下仍能稳定运行;语音交互测试识别准确率为93.3%,平均响应时间为3.2 s。该系统实现了高精度与低时延的有效平衡,通过图像智能与语义控制双通道接口形成了良好拓展性,提升了嵌入式系统的跨场景复用价值。