课程文献中心 更多>>

关键词： 车联网   嵌入式系统   卷积神经网络   人脸检测   人脸识别  

摘要： 近些年,随着深度学习技术的快速发展,人脸检测与识别技术在诸多重要场景下得到了广泛应用。本文主要面向自动驾驶场景与未来车联网设计,充分考虑了边缘节点的计算资源受限性与实时处理等现实挑战,重点研究了轻量级的实时人脸检测及识别相关算法,并完成嵌入式系统设计与实现。本文研究将有助于提升车联网的智能监控与目标发现能力,具有重要的理论意义和实践应用价值。本文的主要工作如下:本文研究了复杂采集环境下的可靠检测问题。充分考虑了车联网场景下,由于非理想的图像获取视角和复杂的采集环境而导致的人脸检测漏检/误检问题,深入研究了MTCNN(Multi-task Cascaded Convolutional Networks)人脸检测算法,提出了改进的非极大值抑制算法,降低人脸漏检率和误检率。融合了基于上下文信息训练的小脸(Tiny face)检测网络,构成多分支级联神经网络,提高了小脸的检测准确率。经过实验分析,本文中设计的人脸检测算法有效地提高了复杂车联网环境下人脸检测准确率。本文基于人脸深度特征设计了人脸识别算法。为了应对车联网边缘终端的计算资源严重限制的难题,本文优化设计了人脸深度特征提取的轻量级网络模型Lightened CNN。利用批归一化机制,分散了不同身份人脸特征向量分布,增加了相对特征中心距离,使所提取特征具有更优的分类聚集特性;在此基础上,依据人脸识别算法的设计流程,研究人脸对齐与相似度度量方法,设计完成了适应于车联网场景的人脸识别算法。经过实验分析,本文设计的轻量级人脸特征提取网络占用较小的嵌入式系统资源。结合轻量级的人脸特征提取网络和人脸对齐及相似度度量方法设计的人脸识别算法准确率较高。本文在嵌入式开发平台上实现并验证了面向车联网的多路视频人脸检测与识别系统。该系统采用了模块化设计理念,涉及了5个关键模块,最终将系统搭载于嵌入式开发平台。通过模块间数据共享、视频调度、任务管理等方法充分利用嵌入式资源,并模拟车联网场景进行系统验证。实验结果表明本文所设计的人脸检测及识别系统具有良好性能,在检测和识别的准确率及实时性方面均可以满足车联网场景的应用需求。

关键词： 密码技术   网络安全   密码应用  

摘要： 密码是保障网络安全的核心技术和基础支撑,在维护国家安全、促进经济社会发展、保护人民群众利益中发挥着不可替代的重要作用。"云物移大智"的蓬勃发展,5G、智慧城市、互联网+政务服务的全力推进,离不开用密码技术来保障网络安全、保护数据安全、保证网上诚信。实现网络安全需要密码学与其他学科深入合作,需要密码产业与其他产业的深度融合,需要产学研管用的真诚协作,更需要全社会共同传播密码知识与政策、研究密码应用技术、推进密码应用方案。

关键词： 嵌入式系统   羊群检测   羊群计数   4G   YOLO  

摘要： 内蒙古是我国重要的畜牧业生产基地,但肉羊养殖产业自动化水平较低。在养殖环节中投入大量的劳力进行管理,不仅生产效率低,影响整体养殖效益,而且制约了产业的快速发展。针对羊的养殖管理环节中,牧民或养殖场需要每日耗时、费力地统计入栅和出栅羊群个数的实际问题,本文设计的羊群个数检测系统能够实时查看羊群数量信息,方便牧民和管理者及时了解羊群数量,对肉羊养殖产业的智能化发展具有一定的实际意义和应用价值。主要工作包括以下几个方面:1.系统总体架构设计。分析系统需求,设计系统各部分的框架结构。搭建系统开发的软硬件环境,选择系统所需硬件,如开发板,4G网络通信模块,摄像头拍摄模块,为进一步的开发设计做铺垫。2.图像采集系统设计。配置移植嵌入式系统,包括搭建交叉编译环境,配置编译Linux内核,制作根文件系统。设计实现图像采集、图像传输和图像接收功能,运用关键性技术,编写各部分程序,满足设计的功能需求和性能需求。对图像采集系统进行测试和分析。3.基于YOLO算法的羊群检测系统设计。使用回归检测算法YOLO,通过提取整张图像的特征,利用卷积运算与非极大值抑制处理,预测出输入图像中羊的位置信息。统计检测完毕的图像中检测框个数,即羊的总数。设计用户图形化界面,实现图像的载入和检测计数功能。对检测系统进行测试和分析。

关键词： 第五届   密码技术  

摘要： 2019年11月23日至24日,第五届全国密码技术竞赛决赛和颁奖典礼在北京邮电大学圆满落下帷幕。本次竞赛由国家密码管理局指导,中国密码学会主办。西安电子科技大学团队和武汉大学团队获得特等奖。国家密码管理局副局长徐汉良、北京邮电大学校长乔建永、中国工程院院士蔡吉人、中国科学院院士王小云等出席颁奖典礼并致辞。

关键词： 温室农业   嵌入式系统   GPRS   Web   SSH   远程监控  

摘要： 随着互联网的飞速发展和快速普及,其重要价值更是迫切的需要被广泛应用于中国改革的焦点:农业问题上。2016年中央一号文件指出,“大力推进‘互联网+’现代农业,应用物联网、云计算、大数据、移动互联等现代信息技术,推动农业全产业链改造升级”。国家希望依托“互联网+”的强大驱动力,大力助推及改造传统农业,实现智慧农业、精细农业、高效农业、绿色农业的发展目标,切实提高农业产出、农民效益和行业竞争力,实现由传统农业向现代农业的转型升级。温室农业不同于传统的农业的的生产方式。现代的温室生产具有高度的集约化。同时温室农业的科技含量越来越高,现在已经融入了自动控制技术,传感器技术,无线通信技术,人工智能技术等先进技术。温室农业的产量高,质量好,大大的提高了农作物的产量,节约了大量的生产资料,是未来农业发展的必然方向。本系统是根据分析农业生产过程中的真实工作场景,针对目前温室生产环境信息数据采集领域存在的问题,提出的一套基于ARM(Advanced RISC Machines)嵌入式技术、GPRS(General Packet Radio Service)无线通信技术、现代传感器技术、互联网技术,以web服务器为载体,高效可靠且易于维护的智能温室小气候监测系统解决方案。本系统的设计主要从硬件、软件两部分出发。首先硬件部分是温室现场控制器,其设计主线是以三星S3C2410X为微处理器,基于ARM9嵌入式平台,利用无线传感器网络采集温室现场数据,并结合GPRS远程通讯技术,实时温室现场数据和Web服务器端的数据信息通信。其次,作为本系统核心功能的系统软件设计,其底层采用B/S(浏览器/服务器)技术构建系统后台的数据库管理系统,其表现层则是由Java编程语言和SSH框架结构联合开发,业务处理层和数据持久化层,让温室生产过程中产生的数据信息更全面有效,Web云端技术,让用户只要连通网络,就能随时随地便捷管理、实时查看温室环境参数及发送指令对温室设备进行远程控制。

关键词： 物联网   智能照明   LoRa   嵌入式系统  

摘要： 随着物联网技术的不断推进,人们对照明的需求已经不再是简单的照明,节能、便捷、智能等要求为新一代照明提出了挑战。目前,智能家庭照明已经得到了迅速的发展,人们可以通过无线技术控制室内灯具。但是受传输距离的限制,户外照明的智能控制始终得不到很好的发展。目前的无线智能照明技术主要有蓝牙、ZigBee、GPRS等。蓝牙和ZigBee技术受自身传输距离的限制不能进行远距离工作,而GPRS不断持续累计的流量费用也使得其成本负担增大。电力载波技术近年来也暴露出抗干扰能力差、布线复杂等问题,远距离路灯控制问题始终没有得到更加有效的解决。本文提出了一种基于LoRa技术的智能照明系统的设计,LoRa技术是由美国Semtech公司提出的一种适用于远距离和超远距离无线数据传输的新一代传输技术。通过LoRa模块可以实现在社区内的路灯控制,本系统能够实现远距离开关控制、定时控制、分组控制、调光控制、自动控制等多种功能。同时,本系统也可以通过无线传输功能进行数据上报,故障报警,并将有关数据保存在PC端。系统的硬件设计采用模块化设计,使整体布局清晰明了,减少了日后维护的复杂性。本文的研究主要包括以下内容:1、分析智能照明的研究背景和国内外发展现状,通过对智能照明的发展现状提出本文的设计思想。对当下主流的控制技术和照明技术进行介绍和对比,选择本系统各个模块应用的技术和控制策略。2、设计系统的总体架构,整体分析系统的工作流程,对相关的通信协议进行说明。硬件电路设计,分别对LoRa模块、终端节点控制模块、控制节点模块、电源模块、LED电源驱动模块进行设计,对各个模块的电路原理进行详细的分析。软件设计,各个模块单独配置编程,最后通过多种通信方式进行信息传递,构成一个整体软件系统。3、最后进行系统的功能测试,根据测试来判断系统能否达到预期的设计需求。

关键词： 工控机   嵌入式系统  

摘要： 当前,新工业革命浪潮风起云涌,从全球制造业来看,智能制造正在向网络化、智能化、绿色化转变,"信息集成"是其中最为核心、最为基础的问题,而工控机因其天然所具备的开放性成为打造智能制造系统的核心设备,其所承担的功能也正在发生改变。2019年11月刊"工控机与嵌入式系统"专题特别邀请西门子、研华科技、贝加莱、华北工控、德国倍福等自动化企业探讨工控机与嵌入式系统的发展与应用。

关键词： 深度Q网络   卷积神经网络   嵌入式系统   机械臂抓取控制系统  

摘要： 随着机器人在实际生活中的应用越来越广泛,机器人的智能化发展也在人们对生活中起到了十分重要的作用。在控制机械臂进行物体抓取的动作中,传统方法大多是教会机械臂到固定的位置抓取物体,这样的机械臂自身并没有任何感知外部环境状态的能力,因此,在执行抓取任务的过程中特别容易受到外界不确定的因素影响,从而影响抓取的效果,如果物体的位置发生变化,机械臂很有可能无法准确的完成抓取动作。在机器臂的实际应用中,面对复杂度工作环境,机器臂可以随时适应环境的变化是十分重要的。然而,实际的环境状态是动态变化和无法确定的,这给机器臂的实际应用带来了很大的障碍。深度强化学习因为其对环境的高包容性,利用深度强化学习控制机械臂的运动,会很大程度上提高机械臂对于未知环境的适应性。针对传统机械臂抓取控制问题,本文通过引入深度相机,运用卷积神经网络的特征提取能力对图片中的目标进行预检测处理,将带有预检测框位置信息的状态图片作为抓取控制网络的输入,利用深度强化学习中的布莱曼最优策略对预检测框进行选择,再利用深度强化学习中的Q值网络对选择的预检测框内的每个像素点进行计算处理,设置网络的输出为每个像素点的抓取成功率,选择其中的最大值作为机械臂执行抓取的位置坐标。通过对算法整体架构的设计,提高了抓取控制算法的训练效率,并设计抓取结果的评价机制来对整个抓取系统进行反向更新与学习。本文控制系统算法部分的实现是在Ubuntu操作系统下配置TensorFlow环境,利用python语言对整体算法进行编写,并使用基于ROS系统的V-REP软件完全模拟了一个真实的机械臂抓取系统。通过软硬件结合的方式将算法移植到了嵌入式系统中验证其在硬件中的可操作性,并设计便于操作的界面,通过界面就可以成功使用该算法控制机械臂进行抓取操作,具有直观易操作的特点。最后将本文提出的深度强化学习的抓取控制系统与传统的抓取控制系统进行对比,证明了深度强化学习控制方法的合理性和有效性。

关键词： 现代远程教育   流媒体技术   嵌入式系统   QoS保障   实时传输  

摘要： 随着计算机和网络信息技术的飞速发展,以互联网、多媒体等技术为基础的现代远程教育正逐步成为一种新兴的教育方式。同时,流媒体技术的日益成熟也促成了现代远程教育对资源共享的优势,这也为解决城乡、区域间教育发展的不均衡以及实现更公平的教育资源共享提供了条件。本文基于RTP/RTCP协议、多slice编码数据传输技术、拥塞控制技术及流媒体数据缓冲等技术,提出一种以软硬件相结合的方式来实现流媒体技术与远程教育的有效融合。采用海思Hi3531A作为核心处理器的嵌入式服务架构,实现了身份验证登录模块、控制台模块、实时数据采集模块、互动教学模块、信息存储模块以及通信传输核心模块。通信传输核心功能采用基于RTP/RTCP协议的具有QoS保障功能的实时传输技术,首先应用多slice编码并实现AAC-LC音频和H.264视频编码数据RTP封装的方式来减小数据量的传输。其次为提供更好的QoS保障功能,提出镜面伸缩策略以及改进的RAP拥塞控制策略,并将两种策略相结合,同时基于RTCP协议完成对QoS的实时监测。最后为提高嵌入式系统的整体性能以及确保数据解码顺序的正确性,在接收数据时完成自定义排序缓冲区的建立。测试结果表明嵌入式系统可以提供有效的流媒体实时传输功能,且在网络状况不良的情况下,能保障音视频传输的服务质量,降低延时,减小丢包率。该远程教育嵌入式系统良好的解决了异地教育的网络化、信息化,具有巨大的实用价值和可推广性。

关键词： 视频监控   嵌入式系统   网络传输设备   远程监控   移动性  

摘要： 为提高远程视频监控系统的可移动性和灵活性,提出了一种基于嵌入式Linux的4G网络远程视频监控系统。基于Atheros AR9331嵌入式微处理器扩展了4G网络传输设备、视频采集设备等,搭建了系统前端嵌入式平台的硬件电路。通过移植OpenWrt操作系统到嵌入式平台实现了任务调度和资源管理,在OpenWrt系统中安装和配置了4G网卡驱动,并编写了应用程序实现了视频数据的采集、传输和远程监控。与传统的视频监控系统相比,该系统摆脱了线缆的束缚和网络覆盖面积的限制,增加了系统的可移动性和灵活性。