设计应用-AET-电子技术应用

基于双锁相环的高分辨率步进频探地雷达设计[模拟设计][其他]

步进频探地雷达（Ground Penetrating Radar，GPR）因其宽带宽的优势在浅表层高分辨率探测中得到了广泛的发展和应用。然而，传统的步进频GPR硬件实现较为陈旧，无法同时满足高分辨率、小体积、低成本、稳定可靠和使用灵活的现代化要求。针对上述要求，设计了双锁相环发射机和数字固定中频结构接收机，实现了一套新型的高分辨率步进频GPR硬件系统。为解决超宽带步进频率信号谐波干扰问题，设计了新型的带通滤波器组。多组环回和实地探测实验的结果表明，该系统分辨率优于5 cm，探测深度至少2.5 m，能够满足现代GPR的多重要求，为步进频GPR硬件的研发提供了有价值的参考。

发表于：7/24/2025 5:39:26 PM

基于FMEA的多电力设备故障预测维护算法[模拟设计][智能电网]

针对大型电厂多个异常运行开关柜的维修问题，当前维护方案往往忽视了设备内部复杂部件间紧密相连的相互作用，这对于包含各种运动和固定的零部件的开关柜而言，其适用性显得尤为不足。鉴于此，提出了一种预测性维修调度策略，此方法旨在双重目标下寻求最佳平衡点。首先，采用FMEA技术，得出更为贴近实际的失效概率预测。随后，设计了一套综合风险评估体系，该体系不仅考虑了开关设备故障可能给电网带来的损失，还全面评估了维护活动所伴随的成本与效益。为验证该方法的实效性，选取一个10千伏变电站作为研究案例，通过数据分析发现，相较于传统的基于时间间隔的维护策略，提出的方法在成本效率上实现了36%的显著提升。

发表于：7/24/2025 5:27:24 PM

一种M.2固态硬盘热插拔和RAID功能的创新设计[模拟设计][工业自动化]

M.2固态硬盘因其自身的优势得到了越来越广泛的应用，企业级的产品也普遍使用M.2固态硬盘作为操作系统的启动盘。但是由于其不具备热插拔功能，难以满足企业市场对高可用性、24小时不停机、数据保护以及在线维护的特殊需求。提出了一种新颖的综合设计方案，在载板、FPGA、BIOS和BMC的配合下，实现了热插拔功能和RAID功能。同时，依靠M.2固态硬盘引脚定义的不同实现了在M.2接口上PCIe和SATA总线的自动识别和兼容，利用FPGA和MOSFET引入了一种新的动态时钟信号控制方式。该综合设计方案不需要额外的硬件投入，以极高的成本效益实现以上功能，并提升系统的可靠性和可用性。

发表于：7/24/2025 5:13:22 PM

一种电缆终端头红外识别算法的FPGA实现研究[可编程逻辑][智能电网]

针对在电站巡检中电缆终端头识别准确率低、实时性差等问题，设计一种基于粒子群算法（Particle Swarm Optimization，PSO）优化反向传播（Back Propagation，BP）神经网络的现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，FPGA）红外识别系统。红外识别算法实现包括使用改进区域生长算法对红外图像进行分割，随后计算Hu不变矩作为神经网络输入特征。对于PSO-BP神经网络，选择7-10-1的网络结构，训练后均方误差为0.085，优于BP神经网络的0.136。在FPGA上实现时，采用定点数据量化、流水线结构及并行计算方法，同时对Sigmoid激活函数应用二次方程多段拟合。最终经过仿真验证，该系统识别率达到了92%并且算法速度提高了约6倍。

发表于：7/24/2025 5:02:21 PM

基于组件复用的可重构I²C总线读写控制电路设计[可编程逻辑][工业自动化]

现代软件无线电架构中通常为了满足软件实时性而采用FPGA作预处理功能，但随着软件无线电系统不断朝综合化和智能化方向发展，如何应对各类复杂使用场景给系统设计者带来越来越多的挑战。面对不断激增的需求，FPGA设计中经常暴露出可移植性差、平台依赖性强、程序对开发人员的依赖度高、系统集成与整合度难度大等问题。选取电子装备中常用的I²C总线控制部分，借鉴软件工程中“高内聚、低耦合”的模块化设计思想，提出一种总线控制电路的优化策略，即基于组件复用的方法设计了一种可重构I²C总线读写控制电路。该电路具备按需配置波特率功能，同时具有可选的APB接口以及中断功能，提供读/写数据位宽分别为1 B/2 B/4 B系列控制组件，并通过配置系列组件的方式重构读/写数据位宽。该电路具有实际的工程价值且已成功应用于不同项目以及TPAFEA008、ADT75和LTC2991等常用器件上。

发表于：7/24/2025 4:50:20 PM

基于人脸检测跟踪和输入噪声过滤的rPPG信号实时提取方法[模拟设计][医疗电子]

远程光体积描记是非接触式生理信号检测领域的重要研究方向。现有算法主要从人脸部分区域提取脉搏信号，存在信号获取不全面及噪声过大的问题。提出了一种基于人脸检测、跟踪、分割和输入噪声过滤的实时rPPG信号提取方法，旨在提高心率检测的准确性和鲁棒性。首先，通过小型深度神经网络实现视频帧中的人脸检测和跟踪，准确定位人脸区域。其次，通过人脸分割算法提取皮肤信息。最后，采用输入噪声过滤策略，去除与心率无关的频率成分和信噪比较低的信号，从而优化rPPG信号。实验在自建数据集上进行，结果表明，该方法在信噪比、平均绝对误差和均方根误差等指标上均表现出色。综上所述，所提出的方法在rPPG信号实时提取中表现出优异的精度和稳定性，为非接触式生理信号检测提供了一种新的解决方案。

发表于：7/24/2025 4:39:19 PM

基于机器视觉的监控视频移动目标轮廓提取算法[模拟设计][安防电子]

在监控视频中，移动目标易受到边缘模糊和背景噪声干扰等影响，使得目标轮廓提取结果不准确。为此，提出基于机器视觉的监控视频移动目标轮廓提取算法。采用机器视觉技术处理图像，结合图像背景模型建立像素高斯分布，并计算各个像素值与背景模型中高斯分布的匹配度，将匹配度低于阈值的像素视为前景像素，由此完成前景分割，结合链码对前景目标边缘进行编码，标识与预设阈值最接近的闭合边缘，以此作为目标轮廓粗定位结果，基于此，将目标区域的统计分布参数融合到灰度光流图像中，得到灰度差分图像，进而提取移动目标轮廓。实验结果表明，在所提方法的应用下，目标轮廓毛刺数始终控制在50以下，轮廓提取精度较高。

发表于：7/24/2025 4:29:18 PM

基于广义Jaccard系数的稀疏自适应匹配追踪水声信道估计方法[通信与网络][通信网络]

经典稀疏自适应匹配追踪（Sparsity Adaptive Matching Pursuit，SAMP）算法可以通过设置迭代步长，不断逼近真实的稀疏度，以提高稀疏重构的精度。然而，该算法使用内积匹配准则，存在原子丢失的现象，同时由于无法精确估计信号中存在的真实稀疏度，导致重构的精度依然无法达到满意的效果，信道估计结果不佳。提出了一种基于广义Jaccard系数的稀疏自适应匹配追踪水声信道估计方法。该算法使用了广义Jaccard系数匹配代替了内积匹配，然后利用DFT对信号进行稀疏度预估计，同时用可变步长代替固定步长，可以精确、快速地逼近真实稀疏度。实验结果表明，该信道估计方法优于SAMP和其他传统方法，并且可以用于实际水声信道估计。

发表于：7/24/2025 4:19:16 PM

基于等概率同步功耗补偿的ECC抗侧信道攻击方案[通信与网络][通信网络]

针对资源受限的椭圆曲线密码算法芯片抗侧信道攻击往往以牺牲芯片性能为代价的问题，提出一种基于等概率同步功耗补偿的椭圆曲线密码抗侧信道攻击方案。首先，根据密钥猜测产生的中间数据的汉明距离特征生成概率分布差异函数；其次，根据生成的函数构建可同步补偿功耗的等概率映射模型；最后，利用模拟退火算法求出该模型的最优解。仿真验证结果表明：与其他传统基于随机化方式的抗侧信道攻击方案相比，在防护能力相当的条件下，所提方案的运算性能几乎没有损失，非常适用于资源受限的椭圆曲线密码算法芯片。

发表于：7/24/2025 4:10:15 PM

一种基于PPO算法的低空基站优化模型[通信与网络][通信网络]

通过优化现有地面网络基站来实现低空网络服务具有成本低、建设快等优点，面对低空基站优化过程中存在的无线环境复杂、配置参数多样、优化目标互相影响等问题，提出了一种基于近端策略优化算法的多维低空网络基站优化模型：通过射线追踪技术计算不同类型、不同角度基站的低空覆盖能力，并构建支持多目标优化和多参数配置的低空网络基站优化模型，利用PPO算法得到基站配置策略。在仿真环境中进行训练与结果验证，证明该模型可有效生成基站优化方案，且相较于基于A2C方法的模型具有更快的收敛速度和更好的基站优化效果。

发表于：7/24/2025 3:58:12 PM