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关键词： 地铁   刚度特性   嵌入式轨道   高低温循环试验   温变特性  

摘要： 嵌入式轨道因高分子材料属性呈现显著温变特性,极端气温条件下会影响轨道结构的安全性和稳定性。为探明嵌入式轨道在复杂温度环境下的服役性能,开展嵌入式轨道高低温循环试验,测试不同温度条件及循环次数下的轨道系统刚度,结合有限元模型分析温度对嵌入式轨道刚度的影响规律。研究表明,相较于20°C左右的常温环境,-30°C~-20°C环境下轨道的竖向刚度降低8.8%~20.4%,横向刚度增大44.7%~64.6%,纵向刚度增大35.9%~60.1%;40°C~50°C环境下的竖向刚度降低2.4%~19.5%,横向刚度降低29.4%~44.1%,纵向刚度增大5.9%~25.9%,针对长期高温作用下小半径曲线地段,应采取横向稳定性加强措施;相较于初始状态,高低温循环30次后,竖向刚度降低约31.2%,横向刚度增大约33.0%,纵向刚度增大约4.1%;在-30°C~50°C、30年使用寿命内,嵌入式轨道仍然具备较好的服役性能。

关键词： 嵌入式系统   智能服装   单片机技术   消防服   模式识别  

摘要： 目的针对消防救援中高温、浓烟和有毒有害气体等危险,以及传统消防服防护方式单一、缺乏主动监测等问题,建立一套可实时监测和预警的智能消防护服系统。方法以单片机为控制核心,将温湿度、姿态、血氧和心率、环境气象、激光测距、温度和一氧化碳等多种传感器集成在消防护服中,通过分层设计和数据融合,设置多级预警条件。结果系统能够同时监测周围环境和消防员身体及动作状态,及时发现环境恶化、身体负荷过大或姿态异常等情况,并发出预警提示。结论该智能消防护服可实现从单纯“被动防护”向“主动监测和提前干预”的转变,有助于降低救援风险,提升消防员作业安全,具有较好的应用和推广前景。

关键词： 嵌入式系统教学   四旋翼飞行器   CDIO教学模式   教学改革  

摘要： 针对嵌入式系统传统教学中实践载体单一、产教脱节等问题,文章提出以四旋翼飞行器为实践项目载体,基于CDIO模式重构课程教学的改革方案,并探索其实施路径。通过分析传统教学痛点与改革需求,论证四旋翼飞行器对嵌入式教学改革的适配价值;实践中甄选正点原子MiniFly微四轴飞行器为实践平台,结合企业产品开发流程,设计“构思-设计-实现-运行”四阶段教学路径,并以矩阵方式明确各阶段教学目标与内容;文章也研究教学实施过程采用的教学方式、教学方法和考核方式并观察实施成果。实践表明:该方案有效提升学生工程素养与学习效能,对嵌入式系统课程教学改革具有借鉴意义。

关键词： 桥梁异常检测   深度学习   嵌入式系统   可视化平台  

摘要： 为满足我国典型类型的桥梁安全监测与智慧运维的迫切需求,不同于传统的低效率、高成本的桥梁人工巡检方式,本文构建一种基于多传感器时空协同学习的桥梁异常监测系统。为了保证系统的持续稳定和有效泛化,提出一种基于DBSCAN的轻量级聚类异常数据检测算法,实时高效地检测桥梁传感器异常数据。同时构建基于LSTM的多传感器数据修复网络,协同挖掘不同时空条件多传感器的关联信息以修复传感器故障导致的异常数据空值与不准确测量。在桥梁异常检测过程中,采用基于朴素贝叶斯分类器的桥梁结构异常判定方法,生成准确的桥梁结构安全判别结果。考虑到实现异常检测软硬件一体化原型系统,本文综合利用嵌入式端的实时采集处理与上位机丰富计算资源的互补性优势,将异常检测方法进行解耦划分并有效部署至嵌入式与上位机,并通过GUI界面实现全程可视化。实验结果表明,系统能够有效识别和修复异常数据,提升桥梁结构的安全性评估准确度,在实际应用中的异常检测准确率和修复效果均表现良好,能够为桥梁的智慧运维和结构安全预警提供可靠保障。

关键词： 全纯式嵌入   快速潮流计算   新型电力系统   智能调度  

摘要： 为实现配电网多时间断面电压幅值和相角的快速求解,提出了一种基于全纯嵌入驱动的新型电力系统多时间断面潮流高效解析方法,能够在保证较高计算精度的同时显著提升计算效率。首先,对全纯嵌入法中的电压幂级数系数进行了深入的数值分析,系统揭示了其收敛特性及计算规律,并在此基础上推导出一种基于线性关系的高效计算方法。该方法能够降低计算复杂度、提高计算稳定性,为潮流计算的快速收敛奠定了理论基础。然后,进一步提出了两种适用于多时间断面潮流计算的优化策略,分别针对不同的应用场景和计算需求,提供更加灵活且高效的求解方式;最后,通过配电网测试系统的仿真验证,在整个时间段内,配电网测试系统的节点电压相对误差和相角相对误差都有所缩小。研究结果充分证明了所提方法在新型电力系统分析中的有效性和实用价值。

关键词： 场景理解   YOLOv5   语义SLAM   模型轻量化   嵌入式系统  

摘要： 移动机器人在嵌入式平台上的实时精细场景理解极具挑战。文章提出了一种融合改进YOLOv5与RTAB-Map的语义同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)方案。通过引入GhostNet与坐标注意力机制对YOLOv5进行轻量化改进,在降低复杂度的同时增强对小尺度目标的特征提取能力。系统将改进模型的检测结果与RTAB-Map生成的稠密点云进行配准,动态构建二维语义占据网格地图。实验结果表明,改进模型平均精度达87.5%,推理速度较基准提升约40%;整套系统能以约20 fps的帧率稳定运行,生成的地图能准确标识物体语义与位置。该系统有效平衡了精度与速度,为资源受限的移动机器人实现实时环境感知提供了可行解决方案。

关键词： 人工智能   嵌入式系统   全栈设计   实验设备   实验教学  

摘要： 为解决嵌入式人工智能实验教学中存在的教学链不完整、平台适配性不足以及软、硬件协同难度大等问题,设计并构建了一套“三维全栈”嵌入式人工智能实验教学系统。该系统从纵向知识链、横向平台集成和虚实融合3个维度展开,集成Jetson Nano、STM32及半物理仿真平台,构建覆盖“感知-推理-控制”全过程的实验平台,并配套图像识别、语音交互、人机对抗、数字孪生和具身智能等典型实验场景,可基本满足多层次学生的能力培养需求。教学实践结果表明,该系统不仅提升了学生在算法部署与系统设计方面的综合能力,同时具备良好的模块化、开放性与推广价值,在促进人工智能与嵌入式教学融合中具有较好的应用价值。

关键词： 嵌入式系统   多通道通信   数据传输   协议栈   性能优化  

摘要： 为解决工业控制、智能交通等领域多协议数据并发传输效率低、通道冲突频发、实时性不足等问题,文章设计了一种基于ARM Cortex-A9处理器与双DMA控制器的嵌入式多通道数据通信系统。该系统采用多协议融合架构,集成CAN总线、RS485、以太网等通信协议,构建统一数据交换平台;同时融入动态优先级调度算法与通道冲突智能检测技术,实现多通道数据的高效协同传输与冲突预判。为验证系统性能,搭建实验平台进行测试,结果表明:在8通道并发传输场景下,系统数据吞吐量可达125.2 Mbit/s,通信延迟控制在1.9 ms以内,可用性高达99.9%,误码率低于10^(-8);DMA传输效率稳定保持在85.8%以上,通道冲突检测算法对潜在冲突的预防率超过95%。该系统兼顾传输效率、实时性与可靠性,可广泛适配工业控制、智能交通等多领域的多通道数据通信需求,具有较高的工程应用价值。

关键词： 嵌入式系统   内存安全检测   模糊测试架构   AddressSanitizer(ASan)  

摘要： 在嵌入式系统开发中,内存安全是确保软件稳定性和功能完整性的重要保障。但传统的内存检测工具,如AddressSanitizer(ASan),由于其巨大的资源消耗,在嵌入式系统中面临诸多限制。为此,本文提出了一种控制端-执行端分离的嵌入式系统模糊测试架构,旨在通过优化ASan的内存管理模型和灵活的代码插桩策略,解决嵌入式设备资源受限、内存架构独特以及高性能要求的问题。该架构通过将模糊测试分离为控制端与执行端,把生成测试用例、变异数据等计算密集型任务交由资源充足的控制端处理,从而使资源受限的执行端可以专注于运行测试用例并集成轻量级的内存监控功能。这种分工有效平衡了嵌入式设备的运行时性能与内存安全检测的需求。通过实验验证,本文所提方案显著提升了资源受限环境下内存检测的效率和准确性,为嵌入式系统的内存安全提供了有效保障。

关键词： 气象发布   绿智城轨   MQTT   Mod Bus   嵌入式系统  

摘要： 随着社会的发展,轨道交通客流量日益增长,地铁运行模式朝着自动化、智能化的方向发展,绿智城轨逐渐从概念畅想走向落地实施,乘客的舒适度和运营检修的便携性愈发凸显重要性。气象信息作为环境监控的重要参数,与通风空调节能策略、车站灯光照度以及客流密集度具有较大相关性,其直接影响着当前的客流密度以及对未来客流量的预测。本文提出一种基于MQTT的轨道交通气象信息发布系统设计方法,通过搭建气象信息服务器获取实时信息,采用基于嵌入式系统的MQTT终端完成订阅发布,消息交互过程使用AES进行数据加密,同时运用GZip压缩技术对数据流进行实时压缩,以降低通讯带宽。系统具有安全性高、消息发布准确、分布式订阅节点容量大等特点。