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关键词： 大数据   嵌入式系统   嵌入式软件   物联网技术  

摘要： 大数据时代是嵌入式系统的技术服务时代,物联网时代是嵌入式系统的后技术时代。为了实现物联网技术的不断创新,应将大数据与嵌入式软件有效结合,增强嵌入式软件的数据分析能力。文章结合嵌入式软件体系结构,对大数据嵌入式软件在物联网技术中的应用进行研究。结果表明,通过大数据嵌入式软件的周期性事务切换机制、负载均衡功能,能够实现物联网技术对事物的高效管理。

关键词： 嵌入式系统   嵌入式开发   集成开发环境   MCU   生态合作   IAR   集成电路   全球领导者  

摘要： 嵌入式开发软件和服务的全球领导者IAR与中科芯集成电路有限公司(以下简称中科芯)达成生态合作,IAR已全面支持CKS32系列MCU的应用开发。这一合作将进一步推动嵌入式系统的发展,并为开发者提供更完整、高效的开发解决方案。

关键词： 目标检测   YOLOv4-tiny   嵌入式系统   CSPRDWConv模块   Mosaic数据增强  

摘要： 为解决部署在嵌入式设备上的目标检测中特征提取速度较慢、检测实时性不足和算法移植性较差的问题,以YOLOv4-tiny为基准网络,提出一种基于CSPRDWConv(cross stage partial residual depthwise convolution)模块的轻量级网络YOLOv4-tiny-CSPRDWConv,并使用改进的Mosaic数据增强来提升检测模型精度。CSPRDWConv模块中适当缩减算力规模,使得整个模块在保持精度的同时大幅提升推理速度;改进的Mosaic数据增强方法,节省数据增强进程的时间,充分利用每个图像块,并且过滤掉物体过小的目标,使得模型更易于训练。在此基础之上,主干网络的卷积层全部选用小卷积核,只在最后一次压缩特征图时使用5×5的深度可分离卷积,以确保模型低延迟和高准确度的特性;在Neck中引入弱SPP模块,利用局部特征和全局特征来提高目标检测的精度;通过NEON指令对训练后的检测模型进行优化,将卷积层与BN层融合,加快模型的推理进程。改进的YOLOv4-tiny算法在1080Ti的硬件上达到1 308 FPS的实时检测速度,在RK3288开发板上的推理速度约为8 FPS,检测速度约为YOLOv4-tiny基准网络的4倍;mAP达到22.31%,相比于基准网络提升0.61个百分点。实验结果表明,改进的YOLOv4-tiny算法在嵌入式设备上的检测效果更为流畅和高效。

关键词： 工业互联网   5G   无线路由器   嵌入式系统  

摘要： 工业经济领域的快速发展,使工业数据互联成为行业发展新需求,本文对工业路由器在工业领域的应用需求,提出了5G工业路由器的体系结构,以微处理器IPQ8064和5G工业模组MH5000-31为核心,给出了路由器的软件结构,以及应用层并行模块处理框架、设计方法,针对工业路由器的安全提出解决措施,完成工业路由器的联网对通测试,具有硬软结构可扩展性好等特点。

关键词： 嵌入式系统   远程更新   多平台   智慧农业设备   DSP   ARM  

摘要： 针对智慧农业设备分布范围广、所处位置偏远引起的现场软件更新工作强度大、难度高的问题,提出一种用于智慧农业设备的多平台嵌入式程序远程更新系统设计方法。该方法利用智慧农业设备中主控芯片DSP的SCI引导加载程序更新原理、ARM的IAP更新程序原理及智慧农业设备组网运行的特点,使用智慧农业设备唯一设备识别码可以指定更新某一个组网设备,并且应用程序和更新程序并行运行,对于重要数据无感更新,且在更新成功后可人为选择合适时机启动使用最新程序,将由于程序更新带来的数据丢失影响降到最低。该方法省时、省力、稳定、效率高、操作简便,具有一定的通用性,可以推广应用于组网运行环境下的嵌入式程序远程更新,具有较高的工程应用价值。

关键词： 根系   微根管   实时监测   嵌入式系统  

摘要： 为实现不同深度下作物根系的实时监测与图像采集,设计开发了作物根系生长监测微根管装置,图像采集后可以通过上位机软件进行实时显示与存储。装置由监测管与控制箱组成,监测管使用亚克力材料制作透明外壳,同时在管内通过丝杠和导杆架设滑动轨道,利用步进电机实现摄像头在导轨上的运动控制;控制箱以STM32单片机为核心控制板,并根据实际需求选取了相应外设模块。以番茄根系为研究对象进行持续98 d的图像采集,借助软件RhizoVision Explore对根系图像进行分析,试验结果表明,前70 d番茄根系整体生长速度较快,后28 d逐渐趋于稳定,在深度6~10 cm处分布较为密集,根长密度在深度10 cm处于第91天达到最大值(1.22 cm/cm^(3)),分析结果与番茄根系生长规律一致,表明本根系生长监测微根管装置能在不影响根系持续生长的情况下完成对作物根系的长期在线监测,满足作物根系监测要求。

关键词： 窄带物联网   低功耗   全球导航卫星系统   北斗   定位   嵌入式系统  

摘要： 针对智慧养老领域对低功耗GNSS(全球卫星导航定位系统)定位报警器的需求,借助NB-IoT(窄带物联网)的低功耗特性,提出一种基于NB-IoT的GNSS定位报警系统的设计方案。包含了三种信息交互方式,通常由GNSS定位报警器接收导航定位卫星信号,使用微控制器将采集的数据通过NB-IoT传输至中国电信CTWing物联网平台,平台解析之后再推送至终端应用管理平台。此外,还支持终端主动按压按钮进行数据上报及终端应用管理平台主动查询终端状态。重点分析了GNSS定位报警器的硬件电路,主要包括GNSS卫星定位模组、NB-IoT无线通信模组以及微控制器;设计了系统低功耗运行流程及下位机软件运行流程;实现了终端上报结果在终端应用管理平台的展示。通过实验表明,终端平面方向定位精准度较好,内符合精度为0.74 m,圆概率误差为0.62 m;系统运行稳定,可实现从终端到终端应用管理平台数据通信,在智慧养老市场具有一定的应用前景。

关键词： 嵌入式系统   CAN总线   传感器   通信技术  

摘要： 传统船用阀门存在智能化程度低、控制精度低、通信技术弱、操作体验差等缺陷,为解决以上问题,该文采用STM32F107VCT6为主控芯片的嵌入式系统,结合总线技术、传感器技术、工业控制来精确实现对阀门的远程通信控制。从硬件层面出发,设计了电源电路模块、CAN通信电路模块、电机互锁电路模块、模拟量采集电路模块;从软件层面出发,设计了软件编程思路、上位机操作界面、自定义通信协议。通过上位机与主板的串口通信,主板与子板的CAN通信,实时地控制阀门开关角度并采集各种传感器数据,在船舶领域实际应用过程中取得较好效果。

关键词： 结构健康监测   嵌入式系统   高斯混合模型   损伤预警  

摘要： 传统结构健康监测软件大多需要Windows操作系统运行环境支持,这种软件很难移植到嵌入式结构健康监测系统上。针对这个问题,在C语言环境下设计了基于高斯混合模型迁移的结构损伤预警软件。在将损伤预警软件集成到嵌入式结构健康监测系统后,通过变化载荷下飞行器典型耳片结构的损伤监测实验对软件监测功能进行了验证。验证结果表明所设计的软件可以在载荷变化下对耳片结构上出现的裂纹进行可靠高效的预警。

关键词： 新工科   嵌入式系统   工程实践能力   实验教学   改革  

摘要： 伴随着国家经济和社会的发展,企业对工程人才的要求也发生了变化,企业更加注重学生的解决复杂工程问题能力、创新能力和跨学科交叉融合能力等。高校要培养出满足时代要求的工程人才,就必须进一步加强工程教育改革。本文深入地分析了“嵌入式系统”传统教学中存在的不足,积极探索实验教学的改革路径,提出教师应该从实施单元整体教学设计、以岗位需求为导向设计实验内容、更新实验教学手段、采用“翻转课堂+问题驱动+案例实践”的线上线下混合式教学模式、健全实践教学评价方式等方面入手,落实实验教学改革,以提升学生的工程实践能力、团队合作能力、创新能力和综合素质。本文提出了“嵌入式系统”实验教学过程的改革和优化方法,以期为其他新工科专业实验教学改革提供参考。