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关键词： 嵌入式系统原理   BOPPPS教学   双循环协同   OBE理念   教学质量   考核评价  

摘要： 针对传统教学中存在的知识体系碎片化、教学理念陈旧化以及考核方式单一化等问题,以电子信息科学与技术专业“嵌入式系统原理”课程为实践对象,依托“数字孪生”与“硬件在环”相结合的实验平台,创新性地将BOPPPS教学模型引入课程建设。通过构建“OBE-BOPPPS双循环协同”教学模式,对课程的教学目标设定、内容组织及实施过程进行了系统性改革与实践探索。研究结果表明,将OBE理念与BOPPPS教学模型有机融合,能够显著激发学生的学习动机,增强其自主学习能力,有效提升教学成效;促进课程的持续优化与健康发展,增强教学质量与效果;全面革新教学过程以及多元化的考核评价机制,对于学生的创新能力、素质能力与工程实践能力具有较高的提升价值。

关键词： 高光谱图像   异常检测   窗口重构   协同表示   实验验证  

摘要： 高光谱异常检测是指从包含多类地物混合、光谱特征重叠及噪声干扰的场景中识别出与正常背景分布偏离、概率低且尺度小的地物，近年来受到广泛的关注。基于协同表示的异常检测算法在高光谱图像异常检测中具有良好性能，但其计算时间太高，无法广泛应用。为了解决这一问题，本文提出了一种基于窗口重构协同表示的高光谱图像异常检测算法，主要包括两个阶段。首先，对包含多类地物混合、光谱特征重叠及噪声干扰场景的高光谱背景像素进行窗口重构，采用K-means聚类算法，将具有相似特征的异常像素分离出来，得到重构的背景字典矩阵。而后，结合重构背景像素中，背景像素可以用其空间邻域像素近似表示而异常像素则不能被表示的协同表示思想，对聚类得到的背景字典矩阵进行异常检测，能够更加精准高效的检测出异常。该方法在三个真实的数据集和一个合成数据集上与其他算法进行对比实验，实验结果表明，无论是在时间上还是异常检测效果上都有较好的结果。

关键词： 异构双核   ARM+DSP   IPC通信   嵌入式系统   人机交互  

摘要： 异构多核处理器是现代处理器设计的重要趋势，通过集成不同类型的核心，能够更有效地处理多样化的计算任务。这种设计使得多核MCU能够根据任务的特性分配到最适合的核心上，能够满足不同应用场景对性能和效率的需求。为应对这一需求，设计一种异构双核微控制器，充分发挥DSP+ARM双核的优势，能够结合DSP高效的数据处理分析能力与ARM在人机交互、通信控制及多任务管理方面的优势满足实际工程需要。阐述双核微控制器的硬件组成及双核间的协同工作机制部分。仿真测试阶段设计具体程序流程，在CCS环境下设计了双核程序流程，并在nc-verilog下DSP和ARM分别按照150 MHz及100 MHz通过了双核联合测试验证，将异构双核DSP+ARM结合为MCU整体，从而为各种应用提供更加灵活和高效的解决方案。

关键词： 嵌入式系统   自组织映射   深度学习   残差网络   流式细胞术  

摘要： 流式细胞术是一种广泛应用于生命科学研究和临床诊断的高通量检测技术,然而传统流式细胞仪在面对复杂的数据维度和噪声干扰严重的情况下表现不佳,为了提高流式细胞术处理多参数,高维数据的能力,同时保证数据的及时性和准确性,提出了一套智能流式细胞分析系统。该系统涵盖流式细胞系统硬件设备设计、流式细胞系统软件设计和智能流式细胞分析系统算法设计。硬件层面设计了一个基于FPGA和ARM协同工作的实时数据采集系统,软件层面构建了一个嵌入式Linux架构,提出了一套预处理、解析、和批次归一化方法,在流式数据智能分析层面中,引入自组织映射算法进行数据降维,结合深度学习领域的改进残差网络,构建了一种SE-ResNet-50深度卷积神经网络模型。实验表明,SE-ResNet-50模型与原模型ResNet-50相比,总体准确率提升了4%,精确率提升了3.8%。通过SOM与SE-ResNet-50的协同工作流程,有效地处理流式细胞仪采集的大量高维数据。实验结果证明了该方法的优越性。

关键词： 电厂   智能照明控制器   嵌入式系统   硬件设计   软件设计   人机交互   控制算法  

摘要： 为解决电厂恶劣环境下的照明控制难题,设计了智能照明控制器嵌入式系统,利用多传感器数据融合与双模冗余通信架构,实现光照度自适应调节与设备状态实时监控。该系统采用分层式设计,硬件采用工业级抗干扰设计,软件支持远程监控与故障自愈。测试验证结果表明,该系统在抗干扰能力、控制精度和能效水平上满足工业标准,为电力行业智能化升级提供了可行方案。

关键词： 道路病害   RK3588   YOLOv8   嵌入式系统  

摘要： 近年来,基于深度学习的视觉检测技术为道路病害智能化检测提供了新的解决方案,但现有算法在嵌入式设备上的部署仍面临计算资源受限、实时性不足等挑战。针对这一问题,文章提出了一种基于C-YOLOv8模型的嵌入式道路病害检测系统,并集成于高性能RK3588硬件平台。通过优化网络结构和部署策略,该系统在保证精度的同时显著提升了检测速度,实验结果表明,其准确率达到98%,mAP@50和mAP@50-95分别达到98.2%和98.1%,帧率稳定在100 FPS,能够满足实时检测需求。此外,文章设计了一套高度集成化的硬件开发平台,具备优异的可移动性和可扩展性,可适配多种道路检测场景,为道路病害智能化检测提供了可靠的技术支撑,对提升道路养护效率、推动智慧交通发展具有重要意义。

关键词： 辐射监测系统   Modbus协议   嵌入式系统   现场总线   故障诊断  

摘要： 辐射监测系统是核电厂保障运行安全的一道重要屏障,提高其通信故障诊断与处理效率尤为重要。鉴于辐射监测系统各通信设备工作环境复杂性,为提高设备故障监测的实时性和便携性,设计了一种基于嵌入式系统的通信故障诊断装置。该装置可分别作为主站、从站及监听机实现对任意设备的通信诊断。其设计具备可视化诊断,通信记录和地址扫描等功能,可推广应用于同类核电厂。

关键词： 实时任务调度   优化策略   嵌入式系统  

摘要： 本文针对嵌入式系统实时任务调度算法优化的需求及其挑战,提出了多种优化的策略途径,并对优化后的性能进行了全面评估。通过改进调度算法机制、引入多核式调度模型和优化资源分配等策略,切实提高了任务调度效率、资源合理利用效率、动态适应能力、调度准确性以及系统稳定性。

关键词： 无绝缘轨道电路   补偿电容   故障诊断   灰色关联分析   嵌入式系统  

摘要： 为应对我国铁路网络快速扩展及高速铁路技术发展的需求,针对无绝缘轨道电路中补偿电容故障检测成本高、效率低等问题,设计并实现一款专为轨道电路检测小车量身定制的补偿电容检测及故障诊断装置。首先,深入分析综合检测车对补偿电容的检测原理。基于电磁感应原理,提出一种适用于轨道电路检测小车的补偿电容检测方法,其核心思想是以串联电感线圈的方式补偿闭合回路中的电感,实现对补偿电容的检测;其次,基于均匀传输线理论和二端口网络理论建立无绝缘轨道电路传输模型,并以电阻、电容和电感等电子元件分模块搭建轨道电路的电路模型,验证了传输模型的准确性;然后,仿真得到各故障模式下的反馈信号电压数据,使用Fisher Score确定最优特征参数,构建样本故障特征序列集,确定最佳灰色关联度模型,完成了嵌入式设备与故障诊断算法的结合;最后,装置以STM32F412RGT6芯片为核心,集成了激励信号产生、反馈信号接收、滤波、电压采样、实时通信和故障诊断等多项功能。实验结果表明,装置能稳定生成激励信号,有效接收反馈信号,经滤波电路和电压采样电路处理,能滤除干扰信号,获取目标检测数据,准确判定补偿电容的故障类型,并将检测结果实时发送给上位机。装置搭载配套的轨道电路检测小车,能有效降低人力成本,提高检测效率,对铁路信号部门及铁路建设单位日常维护具有较强的实际应用意义。

关键词： 算力网络   密码技术   数据安全   防护体系   国密算法  

摘要： 随着算力网络成为数字经济的核心基础设施,数据安全面临异构节点互联、智能调度复杂、隐私泄露风险加剧等挑战。基于此,提出以密码技术为核心构建算力网络数据安全防护体系,通过分析算力网络三层架构的数据安全风险,设计了覆盖“云-边-端-网”的密码应用框架,包括基础设施层的可信接入与链路加密、编排管理层的密钥协同调度与安全能力度量、运营服务层的隐私计算与交易签名机制。结合国密算法应用与密钥全生命周期管理,从标准规范、技术创新、产业生态等维度提出发展建议。研究成果为算力网络数据安全提供了系统化密码解决方案,助力构建安全可信的算网融合环境。