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关键词： 智能农业机械   控制系统   传感器网络   嵌入式系统  

摘要： 本研究面向农业机械智能化需求,设计并实现了一套基于电子信息工程的控制系统,重点解决传统设备在环境感知精度与动态响应速度上的技术瓶颈。系统采用STM32与FPGA协同的嵌入式架构,集成多模态传感器网络实现对土壤湿度、作物生长状态及机械姿态的实时监测,构建LoRa与5G双模物联网通信链路,保障数据传输可靠性。硬件层面开发了具备过载保护功能的电机驱动电路,软件层面提出融合自适应PID与决策树算法的控制策略,通过边缘计算节点实现对施肥量、行进速度的自主决策。田间实验表明,系统在土壤含水率突变场景下闭环响应时间优化至210 ms,横向偏移误差标准差降至1.3 cm;系统的亩均能耗为0.36 kWh,相较于传统机械作业(0.54 kWh)降低了33.3%。本研究验证了异构处理器协同优化方法在复杂农业场景中的有效性,为高精度农业装备研发提供了可扩展的技术方案。

关键词： 嵌入式   云计算   远程实验   云服务器  

摘要： 通过微控制器与云服务器相结合,利用波形拟合、云计算等技术,提出嵌入式测量方式,用云服务器实现示波器、毫伏表、失真度测试仪等仪器的功能。该技术应用到远程实验系统,可做到实验中不连接真实仪器仪表,但数据测量精度高、信号还原度高且传输速度快。远程在线实验不受时间、空间限制,通过浏览器或者客户端远程使用实验室资源,提升教学效率的同时降低成本,为教学科研活动提供一个不断优化的平台。

关键词： 水质监测   物联网   嵌入式系统   长短期记忆网络   环境预测   LoRa  

摘要： 为了保障人民生命健康与社会经济发展,监测内陆河湖水质成为一项重要任务。目前我国水质监测多采用人工采样、固定监测站和移动监测站等方法,这些方法存在系统资源不均衡,远距离数据传输效率低,无法预测未来的水质趋势,对于水污染状况的监控处理存在一定的滞后性等问题。文中针对上述问题,提出一种基于LSTM-GRU的水质监控系统,该系统由自主导航无人艇、边缘计算网关及岸基监控平台三部分组成,通过无人艇自主运行至指定监测点采集多种数据,边缘计算网关进行数据处理与中转,在岸基监控平台上进行显示的同时,利用LSTM-GRU模型对多种水质数据的趋势进行预测。

关键词： 课程思政   产教融合   嵌入式系统   项目化教学   教学改革  

摘要： 随着“中国制造2025”等国家战略的推进,智能制造产业迅猛发展,对实践能力强、综合素质高的应用型人才需求激增。本文针对“嵌入式系统”课程的特点和教学痛点,构建了以产教融合为核心的教学模式,重点通过以下路径推进实施:(1)搭建校企协同育人平台;(2)重构项目化教学内容体系;(3)全过程融入思政元素;(4)改革多元化、过程性评价体系。该模式旨在提升学生解决复杂工程实际问题的能力,为应用型本科机器人工程专业课程改革提供理论依据与实践参考。

关键词： 鸿蒙嵌入式系统   对比实验   现象驱动   知识挖掘  

摘要： 针对鸿蒙嵌入式系统课程实验技术复杂、实践要求高的特点,提出了一种多模块协同驱动的创新实验教学策略,其主要创新如下:(1)采用小熊派Hi3861和STM32F407两种开发板,通过不同开发思路和代码策略实现相同功能,设计出特色鲜明的鸿蒙训练项目;(2)提出三大教学方法:对比实验教学法,让学生直观体会平台差异;现象驱动教学法,激发学生主动探究问题根源;知识挖掘与创造发现法,引导学生构建关联知识体系。通过统计量分析、均方差检验、直方图和箱线图等方法对近3年教学数据进行实证分析,表明该策略显著提升了学生知识运用能力、问题解决能力和创新能力,有效培养了学生的自主学习意识,为物联网工程专业实践教学提供了新思路。

关键词： 嵌入式系统   硬件资源   测试方法   最小处理系统  

摘要： 硬件资源测试是嵌入式系统设计的重要环节,本文以FT-2000/4最小处理系统为例,开展航空嵌入式系统背景下的硬件资源测试方法研究。本文首先阐述常见嵌入式最小处理系统的基本硬件资源组成,其次以FT-2000/4最小处理系统为例,按照硬件资源类别逐项对比分析相应的测试方法,并论述整套测试方案在航空嵌入式系统背景下的科学性,随后设计实验,在FT-2000/4最小处理系统上验证测试方法可行性,并分析测试结果合理性,最终得出研究结论。

关键词： 嵌入式系统   目标控制   自动追踪   STM32   PID   图像处理  

摘要： 针对无人机能更准确和无误的实现监控,设计了一种基于嵌入式技术的运动目标控制与自动追踪系统。本系统由STM32单片机、树莓派、二维电控云台、摄像头模块、OLED屏和声光提示模块构成。采用摄像头模块拍摄获取屏幕角点、激光点等的坐标,利用树莓派进行摄像头实时图像特征提取并将提取的数据打包至单片机,单片机根据图像处理后的特征信息通过PID算法控制二维电控云台驱动舵机完成相应的目标控制或追踪动作,并将有效信息显示在显示屏上和发出声光提示。经测试,本系统能实现高精度的运动目标控制及自动追踪,在自动化控制领域具有广泛应用。

关键词： 色盲辅助   HSV颜色空间   图像处理   嵌入式系统  

摘要： 针对色盲人群中多对红、绿、蓝、黄四色区分的视觉感知障碍,而现有色盲辅助眼镜易导致非冲突颜色失真、重新着色技术引发物体颜色认知混淆等问题,提出一种基于嵌入式平台的计算机视觉辅助方法,通过HSV颜色阈值分割、形态学优化与多特征视觉符号编码技术,将颜色信息转化为形状-填充-轮廓的多维视觉特征:采用白线绘制出目标颜色的轮廓,使用不同形状的图案填充易混淆的颜色区域来帮助色盲患者区分.实验表明,在Jetson Nano嵌入式平台下,该方法实现实时处理,可为色觉障碍群体提供一种实时、准确且符合自然认知习惯的辅助解决方案.

关键词： CDIO模式   高级语言程序设计   嵌入式系统   性能优化  

摘要： 随着嵌入式系统应用的不断发展,构思-设计-实施-运作(conceive-design-implement-operate,CDIO)模式为嵌入式系统开发提供了系统化、全过程的工程管理方法。高级语言程序设计在嵌入式开发中面临实时性、资源限制及功耗管理等挑战,如何在这些约束条件下进行性能优化成为当前的重要问题。基于CDIO模式,探讨了高级语言(如C/C++)在嵌入式系统中的应用及优化策略,重点分析了需求分析、系统设计、实现与优化的各个环节。实验结果表明,经过优化后,系统的执行时间从优化前的1 200 ms减少至850 ms,减少了29.2%;内存占用由优化前的400 kB降至310 kB,降低了22.5%;功耗从45.6 mW降至35.1 mW,降低了23.2%。

关键词： 微波原子钟   自定义时序控制   分层架构   嵌入式系统   上位机软件   实时解析   逻辑配置   动态重构  

摘要： 为准确且高效地调控Hg^(+)微波原子钟探测时序,研发了一套高度集成化的自定义时序控制系统。该系统采用分层架构设计,通过上位机软件实现参数设定与时序配置下发,利用嵌入式软件实时解析接收的指令并生成高精度操作时序,最终驱动外围设备精确执行对应操作,实现时序逻辑的灵活配置与动态重构。实验结果表明:该系统生成的时序与理论设计时序一致,能够便捷高效地实现双共振探测、Rabi探测和Ramsey探测的时序调控。该系统为Hg^(+)微波原子钟的集成化研究提供了可靠的时序控制解决方案。