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关键词： 新工科   教学改革   工业4.0   个性化培养  

摘要： 本文探讨了在新工科教育背景下对“嵌入式系统原理与应用”课程进行的教学改革,旨在解决传统教学模式无法满足工业4.0时代对工程技术人才实践能力和创新精神需求的问题。本文通过更新教学内容、采用混合式教学方法、实施模块化课程设计以及创新综合评价体系,提升了学生的实际操作能力和问题解决能力。本文引入虚拟仿真实验和个性化学习模块,使学生能够更有效地将理论与实践结合,激发了学习兴趣和创新能力。教学改革的实践成果表明,这些措施显著提升了学生的职业技能和市场适应性,为培养能够引领未来技术变革的新工科人才提供了有力支持。

关键词： 嵌入式系统   内存管理   内存池   最先适应算法  

摘要： 为克服嵌入式系统软件应用中因频繁申请和释放内存带来的系统性能瓶颈,弥补现有内存管理机制的不足,提出了一种基于内存池的嵌入式软件内存申请和释放方法。阐述了现有嵌入式系统内存池分配现状,分析了现有内存池数据结构和算法存在的弊端,优化了内存池的数据结构,给出了在内存池中寻找匹配节点和向内存池中归还节点的具体方法。该方法将内存节点采用列编号的方式进行存储,不仅极大提高了内存节点释放的效率,实现了快速内存释放,而且减少了内存碎片的产生。同时,根据项目需要灵活配置每个内存池的容量大小,可以很好地满足嵌入式系统中操作内存空间的各种需求。

关键词： 嵌入式系统   实时推理   模型优化   异构计算   边缘协同  

摘要： 嵌入式系统在智能边缘计算中的广泛应用对机器学习推理提出了高实时性与低功耗的双重要求。为满足有限算力环境下的推理性能需求,研究聚焦于模型压缩、编译器优化、软硬协同以及边缘协同推理等主流加速策略的可行性与技术路径。通过典型应用场景试验,验证多平台部署下的推理延迟、资源利用效率及能耗表现,结果表明多维优化措施能够有效提升嵌入式系统中的实时推理能力。

关键词： 窄带物联网   多传感器融合   卡尔曼平滑算法   嵌入式系统  

摘要： 针对农作物种植环境信息在大面积采集时存在传感器节点多、不同区域环境波动大的问题,搭建了基于5G标准的智能窄带物联网(NB-IoT),设计了一种动态的环境检测系统。采用定点传感器搭配NB巡检车移动采集,减少节点的数量;使用改进的滤波算法对环境数据进行处理,提高准确性。以温度数据为例进行仿真。结果表明:改进的滤波算法均方误差(MSE)相比于卡尔曼滤波(KF)算法下降81.8%。对系统进行实地试验,结果表明:NB无线数据传输平均丢包率为0.39%,系统通信稳定。

关键词： 虚拟现实技术   肢体康复   嵌入式系统   ESP32   阿里云物联网平台  

摘要： 本文设计了一种基于虚拟现实技术的肢体康复嵌入式系统,旨在通过智能硬件与软件协同优化康复训练流程。系统采用ESP32主控芯片,结合MPU6050传感器、射频通信模块及电源管理模块搭建便携式传感设备。依托阿里云物联网平台结合软件实现虚拟现实交互与跨平台管理。系统采用互补滤波提升姿态解算精度,并通过MQTT协议保障数据传输实时性。经功能测试,系统满足室内康复场景需求,显著提升了患者康复训练的效果与积极性。

关键词： 瞳孔中心定位   平均合成精确滤波器   对比度增强   三庭五眼   投影运算  

摘要： 针对瞳孔中心定位时存在反射光斑干扰而导致定位准确率低和鲁棒性差的问题,本文提出了一种面向嵌入式系统的瞳孔中心精确定位算法。首先,通过对人眼图像进行对比度增强等预处理,标注了瞳孔中心位置,构造了平均合成精确滤波器(Average of Synthetic Exact Filters,ASEF);接着,使用平均合成精确滤波器确定单目瞳孔位置,同时结合“三庭五眼”人脸比例算法确定双目瞳孔位置,实现瞳孔的粗定位;然后,以粗定位坐标为中心,多次选取感兴趣区域进行投影运算,减小反射光斑的干扰,从而修正瞳孔中心坐标,最终实现双目瞳孔中心的精确定位。使用拟合椭圆法、Starburst模型法和本文算法在模拟人眼和真实人眼上进行检测,实验结果表明:本文算法能够有效避免反射光斑对瞳孔中心定位的干扰,准确获取瞳孔中心位置,运行时间达到0.035 s,检测误差控制在1像素范围内。相比于椭圆拟合法和Starburst模型法,本文算法在检测速度和精度上表现更佳,能够满足眼科仪器实时性和嵌入式系统部署等实际应用需求。

关键词： 嵌入式系统   机械自动化设备   数据处理技术  

摘要： 探讨了数据处理技术,运用相关公式与算法,从原始数据中提取出设备运行状态、生产效率、故障预警等重要信息,为设备的优化控制与维护决策提供科学依据。通过实验研究,对比了嵌入式系统方法与传统方法在数据采集精度、数据处理速度、故障诊断准确性以及设备优化效果等方面的性能,实验结果充分证明了基于嵌入式系统的数据处理技术在提升机械自动化设备性能方面的显著优势,为该技术的推广应用奠定了坚实基础。

关键词： ARM   嵌入式控制   电机设备   远程监控系统  

摘要： 为解决传统监控系统在地域局限性、实时性与可扩展性方面的不足,文章设计了一种基于高级精简指令集机器(ARM)嵌入式控制的机电设备远程监控系统。该系统采用分布式与分层相结合的架构,包含传感器层、嵌入式控制层、通信网络层、应用管理层和用户交互层。硬件方面,对传感器与数据采集模块、ARM处理器、通信模块、电源模块及外部接口进行了设计;软件方面,涉及设备驱动程序、远程监控应用软件、数据传输与远程控制协议以及人机交互界面的设计。系统测试围绕资源占用、响应时延、通信稳定性展开,测试结果符合工业级监控实时性要求。针对测试中发现的问题,通过数据通路压缩与异步优化、调度机制改进、内存管理重构、功耗控制与异常自恢复等措施进行优化,优化后各项性能指标均达到工业部署要求,有效提高了机电设备的监控精度与响应速度。

关键词： 嵌入式系统   树莓派   运动检测   跟踪算法  

摘要： 随着物联网和嵌入式系统的快速发展,低成本、便携式的运动检测与跟踪系统在安防监控、智能家居及工业自动化等领域展现出重要的应用价值。基于树莓派嵌入式平台与OpenCV计算机视觉库,设计并实现了一套高效的运动检测与跟踪系统。阐述了系统的整体架构与嵌入式开发框架;结合OpenCV的图像处理算法,详细分析了运动检测与跟踪的核心技术,并通过数学公式推导验证了算法的有效性。实验结果表明,该系统能够实时、准确地完成运动目标的检测与跟踪任务,为相关领域的应用提供了可行的技术方案。

关键词： 循环水养殖系统   异源四倍体彭泽鲫   苗种培育  

摘要： 为探讨池塘内循环水养殖模式下异源四倍体彭泽鲫的生长性能和养殖效益,开展了四倍体彭泽鲫苗种养殖试验。在池塘嵌入式集装槽循环水系统放养四倍体彭泽鲫2500尾,平均规格12.5 g/尾,平均体长7.46 cm,初始放养密度123尾/m^(3)。结果显示:试验82 d后,彭泽鲫总产量120.44 kg,平均体重53.6 g/尾,单位产量8.90 kg/m^(3),成活率达89.88%,饵料系数1.18,全程无病害发生、基本上实现了无养殖尾水排放。该养殖系统可以实现水产养殖环保、节能、经济效益好的目标,可为池塘循环水养殖新模式和新品种选择提供参考。