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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： 体电阻检测   物联网   嵌入式系统   生物电阻抗   蓝牙通信   LCD1602  

摘要： 针对目前生物电阻抗测量设备成本高昂、不便携的问题,提出了一种基于模块化集成方案的便携式体电阻检测系统,实现面向个人健康管理的低成本生理参数便携化与物联化监测。该系统以STC12C5A60S2单片机为主控制器,集成生物电阻抗测量模块、LCD1602液晶显示模块与HC-05蓝牙通信模块;单片机通过串行通信协议控制生物电阻模块采集数据,处理结果通过LCD本地显示并经由蓝牙无线传输至移动终端。实验结果表明,100~10 000 kΩ量程内平均相对误差为1.034%,最大误差不超过1.06%。本系统硬件结构简洁,软件逻辑清晰,为面向个人健康管理的低成本生理参数监测终端开发提供了可行的技术参考。

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。