摘要：为了解决当前串口转以太网通信模块中传输速率慢、实时性差、实用性不高等问题,文中设计了一种高速实时以太网通信方案。该方案以FPGA作为驱动平台,结合以太网协议栈芯片CH395Q的特性优化了SPI通信协议,提高了数据传输速率;设计并实现了一种高速串行通信转低速串行通信的技术,极大地提高了数据传输的实时性。通过UDP数据组帧的形式进行网口数据收发,测试结果表明,该系统进行数据传输时SPI的实际传输速率能够达到15 Mbit/s,而且以太网通信的平均丢包率为0.085 2%。

摘要：针对目前的串口到网口数据透传模块存在传输速度慢、稳定性差、串口参数无法远程配置等问题,设计了一种基于CH579型号单片机的高速串口转以太网服务器。该系统通过采用串口八级FIFO缓存方式提高数据传输速率,通过优化串口成帧机制降低丢包率从而提高系统稳定性,通过设计串口参数配置协议实现上位机对串口参数的远程配置。测试结果表明:系统进行透明传输时串口最高波特率能达到5 Mbit/s,平均丢包率为0.0650%。因此该系统在提高串口波特率,提升系统稳定性和通用性上有明显改善。

摘要：电动舵机是现代无人机飞控系统的关键组成部分。针对传统电动舵机系统抑制干扰能力差、跟踪精度低、响应速度慢的问题,提出一种改进优化的自适应滑模控制(SMC)算法。首先,在进行系统建模和实验平台搭建时考虑了外界扰动和摩擦间隙等非线性问题,以此为基础设计了新的滑模面函数;其次,通过重新设计切换控制函数,使舵面偏转角度更加准确,有效的提高了系统的跟踪精度;最后,在系统中引入一阶低通滤波器,有效的消除了控制量抖振问题。并通过FPGA芯片实现了该算法,设计实验加以验证。实验结果表明,与传统PID算法相比,改进的滑模控制算法具有较强的抑制干扰能力和较快的动态响应速度,跟踪误差也有明显的下降。由此可见该算法在解决电动舵机的非线性问题方面具有较强的优势,基本满足舵面偏转的精准控制需求,在无人机产品的生产实践中具有较强的实际应用价值。

摘要：为了满足机载雷达数据存储系统对数据存储器大容量、读写速度快的需求,提出一种基于ZYNQ的eMMC雷达数据存储系统设计方案。该系统以ZYNQ-7000系列芯片为主控芯片,通过PL端对接收的雷达数据和GPS数据进行解析和组帧,将乒乓缓存技术与AXI4总线结合后把组帧后的数据传输到PS端的DDR中缓存,然后写入eMMC存储单元,存储完成后进行回读验证数据。实验结果表明,存储数据速度可达到60 MB/s,系统运行稳定,存储数据完整。相比于其他雷达数据存储系统,该系统具有高容量、集成度高、存储速度快的优点。

摘要：针对目前临床治疗带状疱疹时的用药量大、周期长、存在副作用等问题,设计了一种带状疱疹超声治疗仪.该治疗仪以单片机STM32F103ZET6作为主控芯片,采用AD9833芯片以DDS方式生成高频激励信号,通过功放模块进行功率放大来驱动超声波换能器,输出满足设计要求的超声波;同时,采用乐鑫公司的ESP32模块,完成设备的上云,实现APP对设备的远程控制;本文还进行了电源模块、空载保护模块等硬件设计,以及系统软件设计;通过实验对治疗仪的输出频率、输出功率和远程控制性能进行了测试.测试结果表明,本治疗仪的技术指标达到我国医药行业标准的要求,具有市场应用价值.相比传统的超声波治疗仪,本文设计的治疗仪具有多种频率选择、多档强度调节、空载保护及远程控制等功能.

摘要：高光谱成像因光谱分辨率高、图谱合一、可实现快速无损检测等特点现已广泛应用于农业、医学、遥感等领域。现有的对可回收生活垃圾检测与分类的方法,都存在检测时间长,分类效率低,而大量多种垃圾无法同时快速分拣等问题。考虑到不同类别的生活垃圾由于其主要组成分子结构的差异,对不同波长的光有不同的吸收特性。高光谱图像在记录待分类垃圾的空间信息的同时,可以获得垃圾对不同波长的光的反射率光谱信息,通过建立识别分类模型对反射率光谱信息进行分析可以实现对高光谱图像中待分类垃圾的识别与分类。收集常见纸质、塑料、木质三种材料的可回收的垃圾样本,包括塑料瓶、食品包装袋、塑料玩具(饰品)碎片、一次性筷子、雪糕棒、木制家具碎片、木制包装盒、废旧课本、广告纸、办公用纸等多种物品共30个样本,进行清洗和裁剪处理,避免样本表面污渍对样本反射率产生影响。利用高光谱成像系统采集样本在近红外(780～1 000 nm)范围内的高光谱图像,其中18个样本做训练样本集, 12个样本做测试样本集。对采集的样本图像数据做预处理,包括去噪声以及黑白校正反演反射率信息等处理;通过主成分分析(PCA)方法对训练样本集感兴趣区域(ROI)进行分析,提取到的特征波段为795.815, 836.869, 885.619, 916.409, 929.239, 934.37, 957.463, 972.858和988.253 nm;在特征波段下分别提取这三种类别垃圾的参考光谱,通过光谱角度填图法(SAM)对测试样本ROI区域内提取的测试样本点集在特征波段下与参考光谱进行匹配,由匹配程度进行样本点归类,分析结果表明,测试样本集中纸制样本(A类别)、塑料样本(B类别)、木制样本(C类别)的分类准确度分别为100%, 98%和100%,测试样本点集整体的分类准确度为99.33%;通过Fisher判别方法分析训练样本集得出判别函数式和判别准则,对测试样本点集分类,评价结果为A, B和C类样本分类准确度分别为100%, 100%和97%,测试样本点集整体分类准确度为99%。通过SAM和Fisher两种判别方法对测试样本集的光谱图像进行目标物的检测与分类,结果表明,利用SAM判别方法在可回收垃圾的高光谱图像中实现检测与分类有更高的分类准确度,可达到99.33%。同时,也验证了使用高光谱成像进行可回收垃圾快速分类的科学性以及可行性,对未来系统化、机械化、智能化地解决生活中可回收垃圾的分类具有一定的实用意义。

摘要：针对火药生产过程中要实时检测其含水量,设计了电容式水分检测传感器,并设计了自平衡电桥及其水分检测电路。由于要求检测的火药含水量低,约为0.5%~3%,且检测精度为0.1%,因此对影响含水量的温度、湿度、重量容积比和电压幅值等因素分别进行了研究,并根据多个参数建立了多元线性回归模型。经过大量物料实验,推导出本系统下仅与物料密度和物料重量容积比相关的通用公式,经过多次不同物料实验验证,该系统性能稳定可靠、测量准确,适合于多种物料的低含水量,高精度的快速测量。

摘要：针对信号调制与传输特点,设计搭建了一种由两个不同驱动频率声光调制器组成的外差干涉系统,双路光强调制避免了由声光调制引起的衍射级次混叠和频移漂移等影响,采用双路调制最后输出由两个+1级衍射光干涉形成的拍频信号,消除了级间干扰;同时系统良好的共线性和对称性,极大地减小了外界环境噪声对测量精度的影响,提高了检测精度。基于折射率改变引起的相位变化信息进行检测及处理,通过测量不同百分比浓度的溶液,并对系统的相位特性进行了研究,提出一种溶液浓度检测的新方案,并对激光漂移和调制强度对测量系统的影响进行了分析。实验结果表明,该检测系统能够较好地通过对信号相位差改变信息的处理完成对溶液浓度的检测,在0.1%~0.5%范围内,最大相对误差约为8.0%,为光外差干涉溶液浓度测量系统小型化设计和制造提供了参考。

摘要：为探究双涡旋光干涉图样对微测量精度的影响,基于双涡旋光干涉原理,提出一种测量涡旋光自干涉图样的方法。分析了双涡旋光干涉图像的影响因素,设计并搭建了测量双涡旋光剪切干涉图样特性的光学系统。通过采集同一条件下物体移到不同距离后的双涡旋光干涉图像,利用图像相关法计算分析涡旋光相位奇点位置与拓扑荷数对双涡旋光干涉图像的影响,将实验结果与理论值对比发现条纹倾斜角和宽度分别为0°和0.1714 mm时,两相位奇点像素位置分别为(351,251)和(151,251)、拓扑荷数为1的双涡旋光干涉图像测量偏差值最小,即两光束相位奇点位于图像中心且连线方向正交于条纹方向的低拓扑荷数双涡旋光干涉图像更适用于微测量领域。

摘要：为了测量大靶面立靶坐标,提出了一种激光光幕靶的坐标测量方法,该方法采用4个90°扇形激光器作为发射光源,高灵敏度的光电二极管阵列作为接收装置。4个激光器发出的光相互交叉形成一个矩形激光光幕,当子弹穿过激光光幕时,会分别在x方向和y方向挡住一部分激光,促使相应的光电二极管产生信号;经过信号的采集和分析得到弹着点坐标,最后经过实弹试验得到子弹的坐标。结果表明,该立靶系统具有高精度和高灵敏度的特点。