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关键词： 磁编码器   多圈解算   齿轮传动   直线舵机   嵌入式系统  

摘要： 为满足直线舵机研制过程中对高集成度、高精度角度传感器的需求,设计了一种基于单圈绝对式磁编码器与小模数减速齿轮相结合的多圈角度解算方法;该方法通过设计齿轮传动机构与磁场检测装置,转化转子旋转角度信息为舵机线位移数据,将解算功能直接嵌入舵机控制器,从而降低系统硬件复杂度并提升控制精度;在算法设计方面,利用编码器输出计数与齿轮传动比之间的数学关系建立多圈解算模型,实现角度检测的连续性与单调性;在验证环节,开展了仿真计算与实物试验,实现最大 64 圈多圈计数,线位移定位误差不超过 0.3%;试验结果表明,该方法能够在常规硬件资源条件下覆盖直线舵机的全行程范围,且在角度解算过程中未出现圈数跳变或丢失现象,实现位移检测的准确性与实时性;该方法已应用于直线舵机工程研发项目,为直线舵设计提供了一种低成本、高分辨率和可扩展的设计参考。

关键词： 直流断路器   失灵保护   故障隔离   外特性  

摘要： 作为清除直流故障电流的关键设备,直流断路器(DC circuit breaker,DCB)拓扑结构复杂、组部件众多,在工程应用中失灵概率更高、失灵场景也呈现多样化。为此,提出针对DCB失灵的故障隔离方法并分析其在嵌入式柔性直流系统的适用性。首先,分析三种不同DCB拓扑结构,归纳总结出不同组部件失灵时的DCB外特性。提出DCB运行状态监测算法及失灵工况分级判据,将DCB运行状态分为正常动作、微弱失灵和严重失灵。其次,根据DCB运行状态,提出包括换流器短时闭锁、跳交流断路器等的差异化后备故障隔离方案。然后,结合江苏电网发展特色,分析嵌入式直流系统的特征及所提方法在该直流系统中的适用性。仿真表明,所提DCB运行状态监测方法能够准确区分DCB的运行状态,后备故障隔离方案能够及时清除故障电流并完成功率转供,保证系统在直流故障下的安全运行。

关键词： 激光器   峰值功率   现场可编程门阵列   光电检测技术   高速比较器  

摘要： 针对高重频纳秒级脉冲激光器的峰值功率监测需求,文中设计了一种基于现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)的实时测量系统,旨在解决传统测量设备体积大且难以在线集成的问题。系统选用BPX61光电二极管作为传感单元,经跨阻放大与巴特沃斯低通滤波实现信号调理。为降低系统成本与复杂度,提出了一种延时捕捉采样方法:利用TLV3501高速比较器将光脉冲转换为同步触发信号,FPGA根据该信号进行精确延时控制,驱动低速A/D转换器在脉冲峰值时刻进行采集。在系统标定阶段,通过逻辑分析仪与示波器对比调整延时参数,并结合线性拟合方法确定了功率转换系数。实验测试表明,该系统在完成校准后,测量结果的相对误差小于2%,重复测量误差控制在±1.5%以内。该系统有效实现了对窄脉冲激光峰值功率的准确获取,具有硬件结构简单、成本低、实时性强的特点,适用于激光器的工业化集成与在线监测。

关键词： 商用密码算法   电子签名   医疗数据安全   中医信息化   身份认证  

摘要： 本研究以北京中医药大学东直门医院为实践载体,创新性提出一种基于商用密码算法的密码应用安全支撑模型。该模型通过构建覆盖全院角色的技术框架,支撑USB Key与移动端的双因素身份认证、医务人员及患者可靠电子签名、跨院区医疗数据安全传输与共享3大关键功能,显著提升了信息安全防护能力,为医疗业务流程优化及无纸化转型提供核心技术支撑。

关键词： 数据泄露   网络安全   计算机硬件  

摘要： 随着信息技术的迅猛发展,网络安全问题日益突出,计算机硬件安全尤为重要。本文深入探讨网络环境下计算机硬件的安全隐患及其维护策略,通过分析计算机硬件遭受的主要安全威胁,如物理损害、数据泄露和恶意软件攻击等,提出一系列具体的安全保障措施。这些措施包括加强物理安全防护、实施定期硬件维护检查以及使用先进的安全技术防止未授权访问。此外,还要建立完善的硬件安全管理体系,提升技术人员的专业技能,有效降低硬件故障和安全事故发生的概率。通过综合施策,能够显著提高计算机硬件的安全性和可靠性,确保其在复杂的网络环境下稳定运行。本文研究结果有助于提升组织对计算机硬件潜在风险的防范意识,促进硬件资源的高效与安全使用。相关发现对网络信息安全领域的理论研究与实践均具有重要价值。

关键词： 危险品运输   驾驶员监控   树莓派4B   多传感器信息融合   嵌入式系统  

摘要： 针对当前道路危险品运输驾驶员监管落后的问题,开发了一套驾驶员车载监控系统。系统选用树莓派4B作为核心主控制器,开发嵌入式监控终端,监控终端集成了多线程并行工作的传感器信息采集模块来采集驾驶员的状态信息。采用CMOS高清摄像头采集人脸实施疲劳监控,采用GPS/北斗模块监控车辆及驾驶员的位置信息,采用MQ-3酒精测试模块监控驾驶员是否酒驾,采用红外温度传感器模块监控驾驶员是否带病发烧开车,各类传感器与车载终端之间通过蓝牙、I2C、UART等多种通信方式实现数据传输。系统同时开发了具有信息分析及处理功能的后台监控中心,车载终端采集的信息通过5G发送到后台监控中心并进行信息分析和处理,监控驾驶员是否有疲劳驾驶、公车私用、酒驾、带病发烧开车等行为并发送预警信息。该系统可实时有效地监控驾驶员状态,提升行车的安全性。

关键词： 智能遥控车   STM32   MPU6050   姿态遥控   蓝牙通信   嵌入式系统  

摘要： 为满足嵌入式系统教学与实验实践对多样化人机交互控制实例的需求,设计了一种基于STM32的智能遥控车系统。系统由车载端与手持端组成,手持端采用MPU6050姿态传感器采集手持姿态信息,并将姿态数据映射为车辆运动控制指令;车载端基于STM32微控制器实现指令解析与电机驱动控制。通过模块化的硬件设计与软件流程,实现了车辆前进、后退及转向等基本功能。实验结果表明,该系统在体感操作过程中响应及时、控制逻辑清晰,能够较好地完成从姿态指令到车辆运动的映射,可为嵌入式系统及相关课程的教学实验提供参考。

关键词： 大语言模型   OBE   元认知   单片机   嵌入式系统  

摘要： 随着大语言模型在教育领域的广泛应用,基于成果导向教育理念的教学模式将面临新的挑战。特别是在模型强参与的课程场景中,学生可借助生成式技术快速完成任务,却往往弱化了对知识结构与思维路径的主动建构与主动梳理,导致教学评价失真、学生认知能力发展受限等问题。为解决上述问题,文章提出以元认知导向教育为核心的教学范式重构路径,旨在通过“认知表达—过程监测—策略修正—反思建构”四个阶段的教学结构,引导学生将自身的学习思维过程显性化,提升自身的自我调节与认知成长能力。文章以单片机课程为例,构建了涵盖任务重构、模型交互、过程记录与多元评价的教学实施体系。初步教学实践表明,该教学范式在提升学生知识理解深度、程序调试能力与学习主动性方面具有显著成效。研究结果为大语言模型深度嵌入背景下的工程类课程教学改革提供了理论支撑与实践参考。

关键词： 智能垃圾桶   满溢状态估计   ESP32   状态感知   嵌入式系统  

摘要： 针对智能垃圾桶在实际运行过程中垃圾形态不规则、投放行为随机等因素导致满溢状态难以稳定识别的问题,文章以ESP32微控制器为硬件平台,提出了一种智能垃圾桶满溢状态估计方法。该方法综合利用垃圾桶内部距离与重量等感知信息,对原始观测数据进行归一化处理,并引入基于不确定性的加权估计机制,实现对垃圾桶填充状态的连续估计。同时,为抑制短时波动对状态判断的影响,文章在估计结果基础上引入一阶时序滤波,提高满溢状态识别的稳定性与可靠性。基于ESP32平台搭建实验系统,文章对所提方法进行了对比实验验证。实验结果表明,该方法在满溢识别整体稳定性和实用性上优于单一感知方式,具有较好的工程实用价值。

关键词： 嵌入式系统   软件IP   智能合成   知识   形式模型  

摘要： 软件IP(intellectual property)是具有知识产权的可复用的软件知识实体,是软件智能合成的基石.针对嵌入式系统的关键特性,提出了面向嵌入式系统的软件IP通用模型,包括知识模型、形式模型和实现,并且讨论了它们三者之间的一致性关系.与目前的主流模型相比,该方法充分考虑了嵌入式系统的关键特性、系统对环境和平台的假设、软件中间知识的表示和使用、模型组装的正确性,以及模型与实现之间的关系,因此具有明显的优势.提出的嵌入式软件IP通用模型在一定程度上揭示了软件构成的本质,即软件并非代码的集合,而是知识、规约和代码的三位一体.此外,为了简化软件IP的使用,根据不同的使用目的(关注点),将软件IP表示为不同的视图.最后,提出从存量嵌入式软件资产提取软件IP的方法,并且通过实际案例展示了提取方法的有效性和可行性.