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关键词： 嵌入式系统   研发管理   软件二次开发平台   敏捷开发  

摘要： 在工业化与信息化双融合、科学技术迅速发展以及客户个性化需求不断增加等多种因素的共同推动下,嵌入式系统的应用市场快速扩张。作为一家专注于嵌入式系统研发与生产的国家级高新技术企业,S公司在面对市场蓬勃发展的同时,也面临着产品研发管理方面的挑战。 本文以S公司的嵌入式系统研发管理为研究对象。首先,通过深入的访谈调研,指出公司存在“内部沟通不顺畅”,“产品应用开发效率低、质量差”,“新产品研发严重拖延”等研发管理问题。其次,综合运用工程管理、软件开发平台和软件开发方法等相关理论,从嵌入式系统的控制对象、开发人员、开发工具、开发流程及组织结构等不同维度,分析了导致研发管理问题的内部和外部影响因素。指出产品应用开发的软件开发平台的技术门槛高、效率低,对开发人员的技术要求过高等内部影响因素,以及客户需求的定制性、易变性和不确定性等外部影响因素,导致软件工程师疲于产品的应用开发,进而影响新产品的研发进程。最后,针对研发管理问题的内外影响因素提出了解决方案。通过搭建面向用户的嵌入式软件二次开发平台,降低应用软件开发的技术门槛,使一般技术人员和客户能够全面承担产品的应用开发工作,让软件工程师专注于新产品的研发工作,再结合敏捷开发方法,调整研发人员结构及管理流程。从而,实现对产品研发管理的全面优化。 本文提出的优化方案在实际应用中取得了显著效果,为S公司的研发管理带来了积极的变革和提升。面向用户的嵌入式软件二次开发平台与敏捷开发方法相结合的方案不仅可以解决嵌入式软件应用开发对人员的高要求问题,还可以有效应对客户需求多变的问题,提升开发的效率与质量,实现公司研发管理的全面优化。本文将嵌入式系统的层次架构增加了“用户层”的定义,拓展了嵌入式软件的架构及开发平台管理的理论体系。研究成果对嵌入式系统行业具有借鉴与推广的价值,并为类似案例的研究提供了有益参考和启示。

关键词： 嵌入式系统   数据采集   实时处理  

摘要： 阐述一种面向电子信息工程的嵌入式系统大数据实时处理优化框架。针对嵌入式系统的硬件约束、动态数据流特性和异构计算需求，设计分层优化架构，整合数据流压缩、异构并行计算和动态调度算法。该框架在数据采集、预处理、计算和反馈环节实现协同优化。

关键词： 嵌入式系统   自适应卡尔曼滤波   加权融合   模糊综合评价   故障库  

摘要： 随着设备的复杂性不断提升,并且可能应用于多种环境和工况,其运行状态受外部条件影响,即使是相似设备,在不同环境下运行时,其关键指标也可能发生变化。因此,需要设计并实现一种能够适应不同条件下的故障诊断终端,以确保终端能在尽可能多种场景下提供快速可靠的诊断结果。该终端需要有较好的集成性从而实现采集、处理、通讯的一体实时诊断,并且构建的诊断终端能够动态的进行关键参数调整,具体如下: 搭建基于嵌入式系统的故障诊断终端的平台。本文根据故障诊断终端在硬件层面的需求,基于STM32H743ZIT6微控制器搭建处理核心,结合高精度模拟量采集模块ZAM5404实现多通道标准工业模拟量采集,通过USART与RS485等接口组合,构建了兼具短距离与长距离传输能力的通信方式,满足抗干扰的远程监控的需求。通过对应用设备分析,在本研究的诊断模型下,可通过对终端实现关键参数调整,具有一定的灵活性。 数据的实时处理方法。本文根据数据流实时输入的特点,采用基于滑动窗口与拉依达准则的错误值检测方法,剔除瞬态异常值;采用线性插值法修复缺失值,保证数据的连续性。针对多通道的实时数据,对每个通道布置自适应卡尔曼滤波算法,通过计算残差与预测误差的对比,动态调整过程噪声与测量噪声协方差矩阵,从而有效应对敏感变化,能在不同应用场景下进行自适应调节,减少不必要的过度平滑同时保留数据特征。 基于嵌入式系统的故障诊断方法研究。本文构建了从通道健康度、部件健康度到设备整体状态的多层级模型与故障库寻源方法。单个采集通道根据偏移量基于高斯函数特性映射得到单点健康度;利用加权融合将单通道健康度与部件相关联,综合反映测量点对部件的影响程度,得到部件健康度,并据此进行异常部件定位,为后续诊断提供依据;运用模糊综合评价方法,将部件健康度映射为设备整体状态,基于设备状态与部件序号实现初步诊断。为实现故障溯源,系统结合历史工况与经验建立了故障库,通过比对部件偏移量及故障特征信息,定位异常原因。若检测到未知故障类型,系统还可根据初步诊断信息,辅助故障排查。

关键词： 计算机系统   物联网技术   传感器   嵌入式系统  

摘要： 阐述计算机物联网中的传感器技术和嵌入式系统技术的特点。探讨物联网技术的应用路径，包括在智能交通、智慧物流、智能电网、智能制造领域中的应用，以促进物联网技术的快速发展和应用。

关键词： 嵌入式系统   图像处理   智能驾驶  

摘要： 随着汽车电子技术的飞速发展，嵌入式图像处理系统广泛应用于智能驾驶、辅助驾驶、车辆监控等领域，嵌入式图像处理技术可显著提升汽车的安全性、智能化水平和管理效率。本文分析了嵌入式图像处理系统在汽车领域应用的意义，阐述了实时目标识别与跟踪、多传感器图像融合处理、车道偏离与障碍物检测等关键技术，并针对这些技术在嵌入式系统实现存在的瓶颈，从算法优化、硬件加速、系统集成、精度提升等方面提出了设计与实现策略。

关键词： 嵌入式系统   室内照明自动调节   自适应控制  

摘要： 室内照明系统作为建筑能耗的重要组成部分，长期面临调节灵活性不足、能源浪费严重等问题。传统照明控制方式依赖人工干预或简单定时策略，难以适应动态环境变化与用户个性化需求，导致光环境舒适度与能效水平难以兼顾。嵌入式系统凭借其低功耗、高实时性及多任务处理能力，为智能照明调控提供了新的技术路径。文章就嵌入式系统与多源环境感知技术的融合应用展开探讨，以期望构建一种自适应、低功耗的室内照明自动调节装置。

关键词： 嵌入式系统   设计与布局   仿真模型   仿真方法  

摘要： 阐述嵌入式软硬件设计特点，包括需求分析与规格说明、系统级设计、硬件设计与布局、软件设计与开发、集成测试与验证等关键环节。同时，介绍嵌入式系统仿真工具及其应用，包括仿真工具特点、仿真模型建立方法、仿真环境搭建与配置、仿真参数优化与结果分析、嵌入式系统设计与仿真评价。

关键词： 电子信息技术   嵌入式系统   物联网  

摘要： 阐述嵌入式系统原理和主要技术，分析嵌入式系统的应用特点，包括实时性、周期性、设计性、软件存储和无开发功能，其中实时性是嵌入式系统非常明显的特征之一。从产业一体化、物联网搭建、建立智能化平台方面，探讨嵌入式技术在电子信息技术领域的应用。

关键词： 森林火灾   嵌入式系统   边缘计算   NB-IoT   风险因子监测  

摘要： 森林火灾的实时精准监测是森林防火的关键环节,但现有技术存在显著局限性:卫星遥感存在空间分辨率与重访周期矛盾,大范围火险因子监测具有时延,且难以获取林下火险因子信息;基于无线传感网络的火险因子监测,存在通信距离短、抗干扰能力差,难以满足复杂林区需求。 本文针对高强度森林火灾风险因子的动态监测需求,设计并实现了一种高强度森林火灾风险因子集成监测设备,通过结合人工巡护、遥感监测与4G/NB-Io T通信技术,构建了“边缘感知-云端协同”的智能化监测系统。研究内容与成果如下: (1)提出多源异构数据融合的火险动态评估架构,设计并研制了风险因子集成监测设备。该设备采用国产化RK3568核心板作为主控单元,集成高精度温湿度传感器、北斗/GPS双模定位模块及NB-Io T/4G双通道通信模块,实现了林区温湿度、可燃物载量及地理位置等关键因子的实时采集与边缘计算。通过构建“边缘感知--云端融合--可视化预警”的全流程闭环系统,融合历史遥感数据与实时环境参数,为森林火灾监测提供了智能化、低功耗的解决方案。 (2)验证了集成监测设备在室内外多场景下运行的稳定性与可靠性,结果表明:该设备在复杂林区环境下表现优异:温湿度监测精度达±0.2℃/±2%RH,定位模块静态误差≤5m,软件层面基于Qt框架开发跨平台可视化系统,支持本地数据缓存与云端同步,断网场景下本地存储数据完整率100%。其国产化设计、低功耗特性及“边缘--云端”协同架构,不仅为森林火灾风险评估提供了高价值数据支撑,还为后续智能化预警系统开发奠定了技术基础。 系统支持“实地采集-算法评估-可视化预警”全流程闭环,为森林火灾“早发现”提供了可靠的技术工具。尽管林区环境复杂性暴露了部分设计局限,本研究通过硬件国产化、软件智能化与通信协同化设计,解决了传统监测手段的覆盖盲区与时效性问题,为高强度森林火灾风险管理提供了可推广的技术范式。

关键词： 错边管道打底焊接   嵌入式系统   焊接模型  

摘要： 焊接机器人在管道盖面、填充及其他材料焊接中已取得显著成效,但在管道打底焊环节仍面临严峻挑战。管道组对过程常因人工误差、装配偏差及热变形等因素产生错边,导致焊缝几何形态偏离理想状态。这使得固定焊接参数的打底焊方法难以保障熔透质量,必须依据实时错边量动态匹配焊接电流与送丝速度等关键参数。然而,现有焊接模型多基于理想工况,缺乏针对错边影响的专用模型,致使焊接参数自适应调节缺乏理论支撑。同时,当前打底焊自动化程度有限,多聚焦于机器人轴系与焊枪控制,而工艺参数调节仍依赖人工操作,缺少智能化的实时调控系统。为解决上述挑战,本文设计了一套嵌入式系统,并提出一种错边管道打底焊工艺自动矫正方法,主要研究内容包括: (1)本文设计了一套基于嵌入式平台的焊接参数自动控制系统,旨在解决参数依赖手工调节问题并提升自动化水平。该系统设计并实现了包含图像处理、上位机数据处理及核心嵌入式控制(STM32)的软硬件架构。针对模块间通讯,采用了Socket与USART协议确保了关键焊接数据(焊缝图像、焊缝关键点坐标、焊接参数)的可靠传输。在嵌入式控制设计层面,通过硬件PWM精准调控直流电机实现送丝速度控制,并利用SPI通讯驱动数字电位器完成焊接电流的动态调节。实验表明,该嵌入式控制系统能够协同实现关键参数传输、送丝速度与焊接电流的实时自动调控,达成了打底焊执行的全流程自动化。核心焊接工艺参数(送丝速度、焊接电流)在嵌入式调控下的精度误差均保持在10%内,满足工艺要求。 (2)本文系统研究了错边管道焊接环境参数获取与焊接工艺参数建模方法,旨在解决管道打底焊接中错边现象导致焊接参数失配的问题。在环境参数获取方面,通过对Mobile Netv3-Small架构的轻量化改进,实现了多任务焊接关键点检测网络优化,将16层结构压缩至6层,在保持0.35mm检测精度的同时,计算复杂度降低75.1%,参数量压缩88.2%,推理速度提升185%,满足工业实时性要求。在焊接工艺参数建模方面,基于熔池受力机理分析,建立了引入错边量补偿项的焊接电流和送丝速度模型,确定了环境参数与焊接工艺参数的定量关系。本文构建了从环境参数获取到工艺参数建模的完整技术路径,通过轻量化网络获取关键点信息,经坐标转换计算错边量等环境参数,基于熔池受力机理建立焊接工艺参数模型,最终确定环境参数与焊接电流、送丝速度的定量关系,为错边管道焊接的工艺参数建模提供了理论基础和技术支撑。 (3)本文提出了对焊接速度、焊枪角度等变量的实验矫正方法。以熔池成形、根部透度及X射线探伤结果对焊接模型关键参数进行优化,提升嵌入式焊接系统的实际焊接质量。焊接实验结果表明,该矫正方法可对管径DN237、DN457,错边量范围在0-2mm的错边管道进行自动焊接,焊缝内部质量已经达到该类型管道焊接工艺要求。 综上,本文提出的嵌入式自动控制系统、焊接模型及焊缝关键点视觉检测方法在焊接现场能够协同作用,有效解决管道错边引起的焊接参数失配以及焊接工艺调控自动化程度低的问题,为错边管道自动打底焊提供实际应用价值。 图[44]表[8]参[76]