摘要：为解决微小型防御设施中红外运动入侵目标检测追踪算法的部署问题,降低防御设施的虚警率,提出基于zynq架构的红外运动目标入侵追踪技术。该技术以中波红外相机拍摄的多序列红外图像为基础,利用双边滤波算法、帧间差算法、形态学算法等红外运动目标追踪算法,重点对恶劣环境下入侵目标的数量与运动轨迹进行标取追踪处理,并基于zynq实验平台对算法进行硬件逻辑设计。实验结果表明,该算法对红外运动入侵目标的标取与追踪具有较高的准确性与鲁棒性。

摘要：针对爆炸场中弹药爆炸零时难以获取以及多个测试设备难以同步触发、时间同步性差等问题,文中设计了一种基于zynq+GPS的爆炸零时获取系统。该系统使用zynq芯片作为控制核心,采用GPS同步技术对系统进行同步授时,为系统提供了高精度时钟。此外,针对恶劣的爆炸环境,系统采用了DDR+EMMC存储结构和磁耦隔离技术,有效地提高了系统的存储效率与可靠性。理论分析并验证了在GPS正常工作条件下,系统之间的最大时间误差为2μs。实验结果表明,该系统具有良好的时间同步性,能获取到精确的爆炸零时,为构建弹药爆炸威力场提供了有效的时间数据。

摘要：针对传统水分检测系统存在的功耗高、精度不足和分辨率低等问题,设计了一款基于zynq的微波水分检测系统。提出了一种基于线性调频(linear frequency modulation,LFM)信号的微波水分测量方法,使用脉冲压缩技术对测量数据进行处理,并将其应用于海绵的水分检测。实验结果表明,系统的测量精度高且误差小,平均绝对误差和均方根误差均在1%左右;系统待机和运行时的功耗分别为0.96 W和4.26 W,满足低功耗的需求。在低含水率区间(10%以下),含水率每变化1%微波功率损耗变化约为4.5%,证明该检测系统成功提高了微波水分测量的分辨率。

摘要：针对电子对抗干扰效果评估实验、通信设备性能测试以及电子对抗战术协同训练等过程中都需要向通信侦察设备和通信设备提供特定的各种样式干扰信号,且干扰信号样式的参数灵活可调的要求,设计了一款灵活性高、扩展能力强、方便携带的多样式干扰信号模拟器。以zynq芯片为硬件控制核心和基带信号生成器件,AD9361捷变频芯片作为射频前端,将硬件结构小型化。根据干扰任务由上位机编辑产生干扰策略指令控制整个系统工作,可灵活调整所需干扰信号的顺序、样式、频率、功率、带宽、持续时间等参数。经测试证明,该多样式信号模拟器能够产生各种样式的通信干扰信号和导航干扰信号,且信号频率在70 MHz~6 GHz内可变,干扰信号方案可灵活编辑,在复杂电磁信号环境构建、通信设备性能测试和电子对抗专业教学中具有一定的应用价值。

摘要：传统视频监控系统在实时运动目标检测时,存在目标检测不完整和目标检测错误的局限性。本研究基于体积小、实时性高的需求,提出了一种将动态三帧差分法与Sobel边缘检测算法结合的实时目标检测方法,并基于zynq构建了视频采集模块、图像处理模块、图像缓存模块、视频显示模块和目标地址读取程序,可提高检测的准确性与实时性。在CDnet数据集与实拍场景上进行实验验证,结果表明该系统能够在不同场景下有效、准确地检测实时运动目标。

摘要：针对高密度水位监测的水利工程资金有限、工况复杂等难点,文章利用可闻一维声波能量大、衰减少且可均匀地沿管道传播等特性,设计了一种多级趋近反馈式可闻声波水位计。在垂直高度10m的范围内得到优于5mm的测量误差。解决了传统水位计存在的安装繁琐,测量精度易受温度漂移等问题,使水位监测达到“精确、可靠、安装简易”的要求。提出了创新性的声波激励方式,实时声速测量方法,异常回波的识别机制,渡越时间的线性拟合求解等算法。

摘要：由于CMOS工艺的限制,图像传感器输出的原始数据往往带有噪声,需要进行滤波处理。双边滤波算法在图像降噪的同时也可以一定程度上保持边缘细节。效果优于均值滤波、高斯滤波等降噪算法。但是由于双边滤波的权重不仅考虑了窗口内像素的位置对中心像素的影响,还考虑了像素范围域中的辐射差异,导致算法的计算复杂度相对较高,对视频显示处理等高实时应用带来严峻挑战。针对此问题,该设计以Xilnx公司的zynq系列ARM+FPGA异构SoC作为实现平台,充分发挥异构SoC的架构优势进行算法的加速设计,使用Vivado HLS进行接口为AXI4-Stream的双边滤波处理算法IP核的开发。在zynq7020平台,时钟频率50 M,处理400^(*)400@30 fps的OV6946内窥镜摄像头输出的视频流,延时约为3.7 ms,实时性较高,并且在保留细节的同时较好地实现了去噪效果。

摘要：为了保证物联网设备数据安全,面向资源受限的物联网设备,提出了一种基于SM4-CCM算法的软硬件协同实现架构。首先,提出了内部流水线型SM4架构,相比现有轻量级SM4架构,大幅降低了逻辑资源的消耗;在此基础上,设计了CCM模式软硬件协同架构,软件部分完成了密钥扩展和数据预处理,硬件部分完成了加密的实际运算;最后,基于zynq平台实现了软硬件协同架构。实验结果表明,与硬件架构相比,所提出的架构硬件部分的逻辑资源消耗减少了约43%,具备接收可变长度的数据输入的数据预处理功能,并可单独应用于ECB和CTR模式,具有更高的灵活性和可扩展性。与ARM处理器上以软件方式实现的SM4-CCM算法相比,在100 MHz的工作频率下该架构的吞吐率达到了17.64 Mb/s,性能提高了约93.8%,满足了主流物联网通信协议的速率要求。

摘要：在传统无人机视频传输系统的开发中,常常面临着开发周期长、集成难度大等问题。针对这些问题,该文以集成现场可编程门阵列(field programmable gate array,FPGA)和ARM处理器的zynq开发板为平台,设计一种简易、便于移植的小型化无线视频传输系统。该系统通过Petalinux在ARM架构上搭建小型Linux嵌入式系统,利用Wpa_Supplicant实现网络连接,并借助推拉流技术实现硬件平台与客户端之间的无线视频传输功能。实验表明,该系统可以流畅、平稳地传输实时图像,没有明显的卡顿现象,可实现炮射无人机的无线视频传输功能。

摘要：数据采集系统是电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)的重要组成部分。本研究针对ICP-MS需要同步采集脉冲和模拟信号,且信号信噪比低的问题,提出了一种基于zynq芯片的数据采集处理解决方案。利用zynq集处理器和可编程逻辑于一体的特性,在ARM端搭载了用于流程控制及以太网通讯的FreeRTOS实时操作系统,在FPGA端基于FIR compiler和MCDMA IP核实现了数据的采集、缓存、动态滤波及传输。脱机测试结果表明,脉冲计数误差率小于0.0005%,模拟计数线性度高达0.99998,数字滤波幅频特性曲线与理论基本一致。在本团队自行研制的ICP-MS仪器中,利用本系统测试标准调谐液TUNE D,数据采集满足仪器需求,配置64阶低通滤波后,模拟计数中^(115)In谱峰信噪比提高了49.59%。该系统FPGA端各资源占用率均小于50%,片上总功耗仅为2.28 W,有利于推动质谱仪小型化、智能化发展。