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[硕士论文] 董烨
信息与通信工程;通信与信息系统 东南大学 2017(学位年度)
摘要:本学位论文的研究课题来自于国家电网公司科技项目“面向电力移动互联应用的4G多业务承载关键技术研究”(SGRIXTKJ[2015]349号),针对电力移动互联应用中远程监测传输系统的业务需求,对远程监测系统中的多模异构融合终端进行优化设计与实现。本文给出了多模异构融合终端的总体优化设计方案,并基于Linux平台实现了3G、4G和WiFi网络模式的融合及远程业务数据与视频数据的传输。该多模异构融合终端优化硬件平台为嵌入式Cortex-A9Exynos4412,在该平台上移植定制编译的Linux内核并完成各模块的驱动,实现对3G通信终端、4G通信终端和WiFi无线网卡的支持。软件平台的优化主程序基于socket通信实现数据收发、数据处理和网络资源管理等功能,同时优化视频数据编解码、传输和显示的功能,实现远程视频监测传输。最后,系统联调和测试结果表明,多模异构融合终端可以支持多模网络异构融合来提高链路传输速率,同时实现远程视频传输功能,完成了对多模通信终端的优化,满足了远程监测传输系统的应用需求,适用于电力传输系统及其他类似场景。
  本文一共包含六章内容,各章节的主要内容如下:
  第一章阐述了本文的课题背景、研究意义以及国内外发展现状,并简要介绍了文章各章节的内容安排。
  第二章主要分析了现有远程监测传输系统中多模通信终端已实现的功能与弊端,设计多模异构融合终端的总体优化方案,包括硬件优化、软件优化和功能优化,并且重点介绍了视频传输功能的优化设计方案。
  第三章根据第二章的总体优化方案,给出了多模异构融合终端硬件平台的优化设计方案,并基于嵌入式开发平台编译移植了Linux系统内核,完成了3G、4G和WiFi无线数据传输终端的驱动开发与移植工作,完成了硬件优化平台的搭建。
  第四章给出了软件系统优化架构设计方案,分别介绍了管控中心程序、多模异构融合终端程序、数据监测终端程序的优化设计方案。详细阐述了系统数据传输方案和socket通信过程,并根据功能模块重点阐述了数据接收、数据处理、网络资源管理和数据发送功能的实现。
  第五章重点完成了对多模异构融合终端视频传输优化设计与实现验证。根据对主流编解码方式的分析对比,综合评估选用最适用于本系统的编码标准和编解码器,设计并实现了视频监控中的编码压缩、视频传输和解码环节,完善并优化了多模异构融合终端的系统功能。
  第六章搭建了多模异构融合终端的硬软件测试环境,根据模块功能,分别验证了3G、4G和WiFi的通信功能,以及数据通信功能、视频数据硬编码功能、视频图像数据传输等功能,验证了多模异构融合终端在网络融合与视频数据传输功能上的优化实现。
[博士论文] 李国栋
控制科学与工程;控制理论与控制工程 华北电力大学;华北电力大学(北京) 2017(学位年度)
摘要:Internet的迅速发展推动了计算机网络领域和机器人领域的融合,使网络技术和远程控制技术的结合成为必然趋势。通过建立跨地域的连接,Internet环境下的机器人已开辟出新的应用领域,主要包括:远程治疗,远程监控、分布式作业、基于网络的协同工作、智能家居等。与局域网和专网不同,Internet的开放性意味其网络性能更具有动态可变性,所提供的网络服务质量更不具有保证性,因此,Internet环境下的遥操作机器人系统将更多地受到网络延时、延时抖动、丢包和链路可用带宽资源可获性的影响,这些网络性能参数既受网络技术体制的影响,也受网络负载变化的影响,具有较大的不确定性。这些因素直接影响遥操作机器人系统的稳定性和透明度,限制了遥操作机器人系统在Internet环境下的发展。
  本文从网络体系本身及控制领域出发,研究Internet网络的特性,尤其是网络时延的规律,并通过统计分析进行建模以及模型预测,在此基础上进一步与先进控制策略相结合,确保在Internet网络传输环境下的遥操作机器人系统性能。本文首先全面研究Internet网络各种性能参数,尤其是Internet网络随机时延对遥操作机器人系统的影响。通过建立统计学与数据分析基础上,逐步建立网络时延的隐马尔科夫模型和时延生成模型,对Internet网络时延进行建模分析和预测,并通过模型训练验证了得到的时延模型预测结果的精准性。其次对遥操作机器人主从端多自由度机械手臂和移动机器人两种机构分别进行动力学和运动学建模,特别在模型中加入了非线性摩擦部分,使模型更加接近实际机器人特性。在此基础上,针对网络随机变时延环境,利用无源理论中的时域无源控制方法进行系统变时延环节无源稳定性控制。对时域无源控制加入了时延变化率预估器,提高无源观测器和无源控制器精度,仿真实验验证了该方法的有效性。波变量法是无源理论另一重要方法,通过对波变换法的基础上加入基于时延生成模型的改进史密斯控制补偿器,在从端形成位移追踪闭环控制结构,利用时延前馈补偿消除网络环境下遥操作机器人通讯环节随机时延对控制系统性能的影响,仿真实验验证这种方法的有效性。随后针对复杂的多自由度主从端异构机器人,尤其是从端机械手臂与移动平台结合的机器人结构,基于被控对象的欧拉-拉格朗日动力学模型,利用李雅普诺夫函数以及变结构控制方法,对从端机器人进行分散控制。最后通过仿真和实验手段,在模拟Internet网络变时延环境下,实现了对遥操作机器人的可靠控制,结果表明本文提出的控制方案对网络环境下,系统从端的移动平台可以实现准确地轨迹跟踪,机械手臂也可以稳定地完成预定动作指令,遥操作机器人系统具有较好的控制效果。
  本文所提出的控制领域的解决方案,不仅可以降低Internet网络服务质量不确定性对遥操作机器人系统的影响和限制,还可以作为进一步开展Internet环境下遥操作机器人研究的依据,与网络领域的研究成果互补,通过跨学科的努力,缩短遥操作机器人系统与实用化的距离,为遥操作机器人技术提供更加广阔的应用空间。
[硕士论文] 孙飞
机械工程 电子科技大学 2017(学位年度)
摘要:在某些高危环境下,作业人员无法进入现场作业环境中,需要以无线遥控的方式对现场作业车辆进行操作,同时需要实时回传现场视频,以辅助作业人员了解作业车辆周围的环境情况。本文从实际需求出发,通过对现有遥控技术进行优劣比较,提出了一套基于网络标准协议的可视化无线遥控系统数据收发方案;网络标准协议即广泛应用的TCP/IP协议,本文旨在实现可视化无线遥控系统中的数据收发功能。
  可视化无线遥控系统包括遥控端和车载端两个部分,两端各是一个嵌入式系统,二者处于同一个无线局域网中,依靠无线局域网进行数据通信。本文在基于ARM架构的微处理器S5PV210上移植嵌入式Linux系统,然后基于嵌入式Linux系统开发满足数据收发功能需求的应用软件。
  可视化无线遥控系统数据收发功能实现过程如下,本文首先对可视化无线遥控系统数据收发功能进行需求分析,接着对系统所涉及关键技术进行详细研究,并对所涉及关键技术对应的应用方法进行研究。然后完成了可视化无线遥控系统的总体设计,为后续系统软件开发平台的搭建以及软件实现提供一个可参考的框架。再者在完成系统软件开发平台选择的基础之上,对系统软件开发平台的搭建方法进行详细研究,并完成了平台的搭建工作。最后实现基于网络标准协议的可视化无线遥控系统数据收发功能,除此之外,本文还对系统数据收发功能进行测试,对数据传输时延进行分析,并将视频在不同压缩比下的传输效果进行比较。
  基于嵌入式系统具有良好的扩展性、丰富的接口,可视化无线遥控系统最大程度利用系统资源,使各部分发挥最大性能,在高数据传输压力下具备一定的容错能力和鲁棒性。
[硕士论文] 马文姬
信息与通信工程 中北大学 2017(学位年度)
摘要:作为一种重要的研发手段,遥测常用于飞行器的研制设计和飞行试验中以获取飞行器运动姿态信息和内部各部件的工作状态参数他。如今的遥测系统不仅包括普通传感器感知的遥测数据,还有图像传感器获得的相对直观的图像信息,但随之带来了图像数据量大以及两种数据传输导致的信道资源浪费的问题。针对上述问题,本文探讨了基于图像隐藏的多通道遥测数据混合传输的方法。
  针对遥测图像数据量增长与有限信道容量之间冲突的问题,采用了操作相对简单且算法容易实现的JPEG图像压缩技术对图像数据进行处理。在研究了标准JPEG图像压缩编码算法的基础上,考虑压缩过程中固定量化表造成的压缩率不够高、图像质量不够好等问题,提出了一种根据DCT变换后的高低频系数分布以自适应调整量化表的方法对标准JPEG优化处理。经过仿真验证,优化之后的JPEG压缩编码算法在压缩率相同的情况下会获得更好的压缩性能。
  针对遥测数据和图像信息分别传输导致的信道资源浪费问题,考虑借用图像数据的信道来传输遥测数据,即采用LSB图像隐藏技术以实现对信息(遥测数据和图像数据)的混合传输。首先,从数字图像的位平面分析出发,引出标准时域的LSB图像隐藏算法,然后,基于JPEG压缩图像,本文提出了在压缩域中通过量化后的DCT系数来隐藏遥测数据的算法,并基于矩阵编码的思想对其优化处理。结果表明,基于JPEG图像的LSB优化算法有着更好的性能。
  研究表明,本文提出的基于图像隐藏的多通道遥测数据混合传输的方法,节约了信道资源,减少了系统的复杂度,实现了遥测数据的混合传输,并保证了遥测数据的不失真恢复。
[硕士论文] 石威
机械设计及理论 集美大学 2017(学位年度)
摘要:近年来,随着我国城市化进程的加快,城市的供电传输方式逐渐由传统的高空电压电缆架设传输转为地下电缆敷设传输。通过地下电缆敷设的方式进行电力传输,有着不占用地面空间,不影响城市建设美观等诸多优势。但电缆敷设于电缆沟中,电力是否能正常有效的传输与电缆沟内的环境状态息息相关。在过去,对电缆沟的监管方式主要通过人工巡检电缆沟的办法来对位于不同位置的电缆沟进行检查、记录与分析。但该种方法不仅不能实时的反映出电缆沟内的环境状态,且会耗费大量的人力资源,效率低下。所以充分的利用计算机网络技术,设计出对电缆沟环境状态实时远程监测的系统,实现实时掌握电缆沟内的环境状态是非常有必要的。
  本文通过对电缆沟环境状态的实际监测需求分析,创新性的结合组态技术、GPRS技术、太阳能供电技术等,提出了基于GPRS网络技术的电缆沟环境状态远程监测系统。在该监测系统中,主要由环境状态数据采集装置、GPRS DTU及监测中心计算机中的组态王6.55软件组成。在环境状态数据采集装置中,选择满足实际需要精度的传感器,实现对不同位置电缆沟内环境状态指标,如温度、湿度、可燃气体浓度、液位的检测,所采集到的数据通过基于MODBUS-RTU协议的模拟量采集模块传送给GPRS DTU。GPRS DTU将数据进行协议的封装,通过GPRS网络进行数据的传输,在组态王6.55软件的控制下,实现对GPRS DTU所传输来的数据进行接收与处理。在数据的传输过程中,需满足不同设备间的协议的匹配。监测中心利用组态王较强的通用性,较好的可开发性与可扩展性等诸多优点,实现不同设备的组态,完成对电缆沟环境状态远程监测的软件设计。在软件系统中,开发出的组态王工程实现实时监测到的环境状态数据显示,工作人员可实时了解电缆沟内的实际情况。同时设计了趋势曲线功能,报表功能、越限报警功能,GSM报警短信功能,GSM短消息统一发送平台功能,数据库功能,诸多功能有效的对数据资源进行整合,便于工作人员对位于不同电缆沟内的环境状态数据的管理与分析。在系统供电方面,通过论证不同的供电方案的优缺点,采取了太阳能电池板与胶体电池相结合的硬件供电方案,该供电方案可有效的保证对硬件系统的持续稳定供电。通过实验调试,该系统具有实时性好,传输效率高,布线较少且故障率低等特点,能够满足对电缆沟环境状态实现实时远程监测。
[硕士论文] 褚建平
仪器科学与技术 中北大学 2017(学位年度)
摘要:遥测振动数据、冲击数据等速变通道的数据量较大,遥测带宽限制了遥测数据的传输。设计遥测振动及冲击数据谱分析卡,在飞行器上将遥测振动及冲击数据的时域信息转换成频域信息,实现3路高频振动数据的功率谱密度转换及2路冲击数据的冲击响应谱转换,增强回传信息有效性,减少回传信息数据量,节省回传通道遥测带宽。
  本文首先描述谱分析卡的方案设计。根据功能要求与技术指标对谱分析卡的数据流及硬件框架结构进行分析,采用DSP和FPGA架构实现方案设计,并对其内部逻辑设计、通讯方案选择、参数管理模块设计进行说明。其次,对谱分析硬件电路设计进行详细描述,包括数据输入输出接口设计、EMIFA接口设计、供配电模块电路设计以及参数管理模块电路设计等。再次,对谱分析内部逻辑设计进行详细介绍,设计数据筛选模块利用坐标法完成对遥测数据帧结构重构,以及原始振动数据及冲击数据的筛选;设计数据管理及仲裁模块,完成对DSP和FPGA芯片内部多路FIFO的管理、EMIFA接口控制以及数据处理优先级控制;设计功率谱密度算法模块,完成对振动数据的功率谱密度分析;设计冲击响应谱算法模块,完成对冲击数据的冲击响应谱分析;设计谱分析结果发送模块,按照发送协议完成对谱分析结果的发送。最后,搭建测试环境,通过对相同数据的谱分析卡计算结果与Matlab软件计算结果进行拟合对比,证明谱分析卡的计算正确性。
  通过大量的试验证明,该谱分析卡可以完成振动数据的功率谱密度分析及冲击数据的冲击响应谱分析,满足设计功能要求及各项性能指标。
[硕士论文] 杨毅
通信与信息系统 重庆大学 2017(学位年度)
摘要:飞行器遥测是对高速运动的飞机、导弹、航天器等物体的参数进行远距离测量的技术,遥测数传是遥测系统的核心部分。脉冲编码调制/调频(PCM/FM)技术抗噪声性能强、发射机效率高、具有较强的抗尾焰效应能力,在航天遥测中有广泛应用。
  论文结合PCM/FM遥测接收机实际应用需求,对其基带信号处理技术进行研究,重点对FM信号的多符号检测(MSD)技术、Turbo乘积码(TPC)译码、时频同步等关键技术进行分析设计与实现。主要工作有:
  ①结合实际PCM/FM遥测接收机设计要求,给出了PCM/FM遥测接收机基带信号处理总体方案。研究了时频同步对系统误码率的影响,通过仿真对TPC译码器参数、MSD解调算法参数对系统性能影响进行了研究。
  ②针对现有 MSD检测算法对码元同步要求高而带来控制复杂的问题,提出基于样点滑动的 MSD简化实现方法,一方面降低 MSD实现复杂度,同时降低MSD算法对码元同步的要求,并为后续定时同步算法性能提升提供条件。针对MSD检测算法实现时硬件资源消耗过大的问题,根据 MSD本地波形特点,优化本地波形,在不降低检测性能的情况下大大降低实现复杂度。
  ③为提升PCM/FM遥测系统中定时同步算法性能,兼顾性能和复杂度,提出一种基于MSD软信息的定时误差检测方案,利用MSD软信息本身所带来的解调增益,提升定时误差检测性能。针对PCM/FM系统在低码率大频偏时载波频偏估计困难的问题,设计实现了一种延迟-相乘的频偏估计方案。论文还对系统帧同步方案进行了设计与分析。
  ④结合MSD检测、TPC译码、时频同步等关键技术的研究,完成PCM/FM接收机系统中的基带信号处理技术的设计和实现,并对系统中的基带信号处理各项指标进行了测试验证。测试结果表明,整体系统功能正确,能稳定、可靠工作,与传统检测方案相比,设计方案在高斯信道下有6.5dB增益,满足6dB设计要求,为设计方案的实际应用提供了保证。
[硕士论文] 张浩
控制工程 西南交通大学 2017(学位年度)
摘要:随着工业4.0时代的到来,智能化、自动化已成为助推工业发展再次腾飞的关键因素,由其是在水泥产业。预均化堆场作为分散及存储水泥的仓库,在水泥的生产过程中起着至关重要的作用,但由于预均化堆场内物料流动性强,变化性大,并且工业环境恶劣,粉尘密布,其体积测量技术很难达到自动测量的程度。因此设计一套适用于预均化堆场内物料体积自动测量系统显得尤为关键,使其准确、快速、高效的完成物料体积测量结果与模拟三维成像图的显示。
  在预均化堆场物料体积自动测量系统中,将从点云数据采集子系统中采集到的数据,包括激光测距仪采集到的距离信息、水平步进电机的距离信息、垂直步进电机的角度信息及轨道段位信息,通过ESP8266无线模块发射端按照一定的通信规约传输至数据转发及显示子系统,在子系统的ESP8266无线模块接收端接收后,将其按照约定的通信协议由以太网传输到远程服务器,并将其实时存入数据库中,当点云原始数据采集完成后,调用三维空间坐标转换公式对其进行处理,得到三维空间点云坐标集,再经散乱点插值算法拟合出扫描的整个曲面,并得到相应的模拟三维成像图及物料的体积信息,随之将其存入MySQL数据库中,以方便企业员工进行查询。
  论文主要完成了该系统的整体设计,在硬件方面实现了系统机械结构设计、硬件电路组成模块、芯片选择、电路图及PCB的设计;在软件方面采用C语言编写了点云数据采集子系统、水平电机驱动子系统、数据转发及显示子系统的程序,同时完成了系统通信协议设计、服务器程序设计、数据库设计及客户端软件设计,并采用Linux系统实现了数据转发端的数据库访问及界面显示,采用Matlab完成了点云数据三维坐标的转换及空间散乱点插值算法的仿真与研究。
  为系统搭建了测试平台,进行功能测试,测试结果显示,本系统实现了对物料堆表面信息的数据采集、传输、处理、存储、查询及系统控制等功能,在实验室环境下该系统的准确性、稳定性均能满足水泥企业的生产需求。
[硕士论文] 佘春涛
电子与通信工程 电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:随着科技的进步,人们对电力的需求不断增加,电力系统正发生着日新月异的变化,变电站系统也在向着复杂化、自动化和智能化方向发展。目前大多数城市均已实现了变电站无人值守和远程控制。只需要在电力调度室就能实时监测和控制各个变电站,了解当前变电站运行的状态,监测各条线路的负荷情况等等。
  在每个变电站都会有一个设备,专门负责变电站信息的上传下达,这就是远动工作站。它负责收集变电站内的电压、电流、功率、开关量等庞大的数据采集量和计算量,同时也接收调度中心对变电站设备的遥控指令。由于变电站系统不断的发展,设备越来越多,通信规约越来越复杂,传输的信息也越来越大,所以一个速度更快,功能更强的远动工作站成为当前的迫切需求。
  本文设计并实现了一种基于Cortex-A8处理器,使用实时Linux操作系统的高性能嵌入式远动工作站硬件平台。主要研究内容分为硬件和软件两部分。硬件设计部分重点讲述了整个系统的硬件组成,设计原理和电路实现。在软件部分讲述了对Linux实时性的优化,驱动的移植和编写。
  在硬件设计上,首先考虑了信号完整性、电源完整性和EMC电磁兼容能力的设计。为了增强电源的可靠行,特别设计了双电源电路。远动工作站的硬件结构采用了CPU+FPGA结构,通过总线依次扩展了出了B码,千兆和百兆以太网,串口。每一种外设都有其自身的特点和功能,本文针对每种模块的电路设计做了详细的介绍。
  在软件设计上,远动工作站的编程都是基于实时Linux操作系统的,所以软件工作的第一步是让 Linux具有实时性。本文通过 RT-Preempt补丁的方法让 Linux具有了硬实时性,以满足远动工作站对实时性的要求。在做好系统之后,针对每种功能模块都编写了相应的驱动程序,本文对驱动程序的编写过程也做了详细说明。
  论文的编写过程也是实际的设计过程,随着论文的完成,整个远动工作站的硬件也已经设计、焊接完成。通过驱动程序的调试,每个功能模块都通过了验证,这也印证了整个设计思路和方法的正确性。
[硕士论文] 丁泽宇
软件工程 北京交通大学 2016(学位年度)
摘要:在现代工业制造领域,生产设备正在向着复杂化、自动化的方向发展,设备的机械结构越来越复杂,维护周期越来越长。一旦设备出现故障,会严重影响生产效率,给企业带来巨大的损失。针对现代生产设备,传统的故障诊断和维护方式因为体系结构相对封闭,故障诊断与维护会受到人力、技术以及地域的限制,已难以保证设备的稳定运行和及时维护。为了解决传统诊断方式的弊端,建立远程设备控制诊断系统已成为现代工业制造领域研究的热点问题。
  本论文来自西门子中国研究院的开发项目,其内容是设计并实现基于移动Web的伺服驱动器远程诊断控制系统。该系统能够适配当前主流的移动终端,满足系统跨平台的需求,能够实现对伺服驱动器的远程诊断控制。根据项目的要求,该系统采用B/S(Browser/Server)结构设计,并应用基于MVC(Model-View-Controller)模式的Django框架完成开发。笔者作为该项目的主要参与者,参与系统架构的设计,实现系统后台服务端的搭建,完成系统信息管理模块、驱动器管理模块的设计与实现,并将系统与驱动器诊断程序连接,完成诊断中心模块的设计与实现,并基于移动Web技术针对移动设备进行适配和优化,实现响应式的系统界面。
  本论文按照软件工程的设计规范,对该远程诊断控制系统进行需求分析、总体设计、详细设计、具体实现和系统测试。本文首先根据公司当前伺服驱动系统的实际情况和需求,结合目前远程诊断控制系统在国内外的发展状况,详细论述了该系统所涉及的相关技术;然后对远程诊断控制系统进行需求分析,分析了该系统的功能性需求和非功能性需求,并详细阐述了每个模块的功能用例;接着进一步描述系统的体系结构设计和数据库设计;然后通过类图、流程图和时序图展示了系统各个模块的详细设计和实现过程,最后对系统进行功能性测试,确保系统各项功能都可稳定运行。
  该系统具有良好的跨平台性,能够降低公司控制和检测设备的成本;同时该系统能够提高公司对于设备的信息化管理水平,提高设备维护和修理的效率,减少设备当机时间,增加公司的生产收益,对公司的长远发展具有非常积极的作用。
[硕士论文] 王鹏
机械工程 哈尔滨工程大学 2016(学位年度)
摘要:电力线载波技术是一种以电力线为数据传输媒介的通信方式,该技术在工程实践中有广泛的应用。然而电力线作为传输电能的媒介,具有信道特性复杂、信号衰减大等诸多不利于信号传输的特性。本文旨在通过电力线信道特性的研究与分析,建立一个抗干扰能力强、数据传输准确的电力线载波网络。
  首先,确定载波通信系统总体方案,根据系统任务要求选择抗干扰能力强、传输速率高的正交频分复用(OFDM)技术作为电力线通信的调制解调方案,完成基于 MAX2990和 MAX2991芯片为核心的载波通信模块、基于DSP28069的数据采集模块以及基于MySQL的Web数据库模块的软硬件设计,并通过载波通信模块、数据采样模块以及Web数据库模块等多个模块的协调工作实现电力线载波通信网络的多节点通信。
  其次,以同轴电缆和多芯电缆两种电缆作为电力线信道,通过实验分别对这两种电缆的背景噪声特性和衰减特性进行不同载波频段和不同信道长度情况下的实验分析,并在不同的OFDM信号频段下以及不同信道长度的下对两种电缆做误码率测定实验,实验证明同轴电缆更适合做电力载波的通信信道。
  最后,应用多节点电力线通信网络,以社区健康脉搏数据采集子系统的研究为例完成脉搏数据采集实验。分模块化建立操作简单、扩展性良好的脉搏数据采集数据库系统实现脉搏和压力采样数据的存储,同时通过Web页面向用户实时展示脉搏数据的采集信息,实现用户与信息之间良好的交互。
[硕士论文] 胡开文
电子与通信工程 湖南大学 2016(学位年度)
摘要:随着通信技术的日益发展,电力线载波通信的研究不断深入,同时电力线作为一种现成的传输媒介,拥有无处不在的覆盖面,因此国家电网提出了建设智能电网发展战略。
  电力线载波通信是指利用已有的电力线网络进行信号传输的通信方式,具有传输距离远、通道可靠性高、电网建设同步等优点。在低压电力线上实现高速数据传输有着广阔的应用前景和经济价值,但是由于电力线信道存在不可预期的高噪声、多径效应和信道选择性衰落,严重制约了高速数据的传输。因此,低压电力线载波通信的信道特征是整个通信系统研究不可或缺的一部分,其信道噪声的研究和仿真具有极其重要的意义。
  本文首先概括了电力线载波技术的发展,着重介绍了宽带电力线载波通信技术在远程抄表系统中的优势;然后介绍了HomePlug Green PHY协议规范,重点介绍了物理层和MAC层技术规范,以及OFDM的原理与实现,分析说明了OFDM技术以其抗干扰、抗多径、抗衰减能力强的特性很好的克服了电力线信道的恶劣环境对信号传输的影响,对电力线通信的发展具有非常重要的意义;再介绍了电力线信道的特性,重点分析了其噪声特性和多径效应,并通过matlab对其进行了PLC-OFDM系统仿真。接着本文通过对宽带载波通信单元的功能需求分析,采用Greenvity公司的GV7013芯片实现了宽带载波通信单元的硬件和软件的设计,并根据国家电网的相关规约和HomePlug Green PHY的协议要求,设计了部分测试方案,针对已经设计出的载波模块进行测试,给出了相应的测试数据,测试结果表明了设计的通信单元达到了预期的要求。
[硕士论文] 方立波
电子与通信工程 华北电力大学 2016(学位年度)
摘要:论文首先分析了故障信息系统的原理,链路结构和通讯协议。故障信息系统子站是将站内所有保护装置及故障录波器通过通讯协议与子站主机通讯,经过信息过滤,规约转换为统一的103规约,通过路由器将信息送至主站,主站接收到各个子站的数据后,实现数据分配,通讯服务器能够与各个变电站的子站主机实时通讯,分析数据,包括模拟量、开关量和故障录波器的录波信息。
  论文提出内蒙古电力故障信息远传系统设计方案,针对500kV超高压线路及设备的特殊运行要求,给出了设计思想,设计要求和功能要求。并针对要求,给出了解决方法,设计完成了信息系统的软件和硬件系统。变电站内故障信息子站与站内二次采集设备的连接满足行业的标准IEC60870-5-103通信规约要求,且基于Oracle数据库开发的双数据库服务器,磁盘阵列功能和双通信服务器及负载均衡服务器功能更能满足设计要求,具有一定的先进性。
  论文最后实现了故障信息系统的应用,基于银山电子公司的YS-3000系统,应用于内蒙古超高压供电局的某变电站内,深入研究YS-3000系统,根据网络拓扑图,选择硬件设备,编制软件程序,并建立了某变电站的模型,接入站内所有保护装置及故障录波器设备,模拟故障,验证了开发系统的实用性,取得了良好的效果,具有很深远的意义。
[硕士论文] 黄康宁
计算机技术 杭州电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:远程实验系统将计算机网络技术和实验教学进行融合,它使得教学当中的物力和人力资源的分配更加灵活、合理,同时也克服了传统教学中的地域和时间的限制。本文结合计算机网络、远程控制、数据采集和远程监控等技术,研究并设计了基于FPGA实验平台的远程实验系统。该系统基于FPGA实验平台,可实现数字电路、计算机组成原理、接口技术等课程的远程实验控制。
  本文针对远程控制实验系统的研究与设计,主要完成了以下工作:
  首先,通过对国内外远程实验系统的分析与研究,并结合FPGA实验平台和系统需求分析,提出了基于服务器、ARM客户端和PC客户端的系统架构。整个系统建立在C/S架构之上,并且为提高系统实时性、减轻服务器压力,在两种客户端之间对应建立了通信连接。
  然后,论文分析研究了服务器和客户端之间的交互信息,基于TCP协议设计实现了自定义应用层协议,进一步提高了系统的稳定性和安全性。为设计高并发的服务器,深入探索了异步I/O模型-完成端口(IOCP),包括其内部结构、线程调度、实现原理等,还对其应用的优化方案进行了深入的探索和研究。
  论文分别介绍了服务器和客户端的功能结构,对它们的功能设计、编码实现都进行了详尽的剖析。同时,对FPGA实验板的远程动态配置、数据采集和远程控制等技术进行深入的探讨和研究。为更有效地实现这些功能,论文详述了Linux设备驱动程序的设计与实现。
  最后,论文详细测试了系统的各个功能模块和服务器的性能,并对整个系统进行调试验证,分析了系统的不足之处,提出了改进方案。
[硕士论文] 郭斌
控制工程 杭州电子科技大学 2016(学位年度)
摘要:近年来,农业物联网的研究和应用逐渐受到人们的关注,将现代化的物联网技术应用到农业生产和管理的过程中已经成为一种趋势。目前蜜蜂养殖过程中缺乏对蜂箱进行智能监测和控制的设备,无法快速方便地获取蜂箱内部环境和蜂蜜产量信息,只能通过传统的开箱检测方式获取这些信息,不仅工作效率低还会干扰蜜蜂正常的繁殖和产蜜活动。针对目前蜜蜂养殖过程中存在的这种问题,本文设计了一种基于物联网技术的智慧蜂箱,将物联网技术应用到蜂箱环境采集控制及蜂蜜产量监测系统,从而实现了蜂群的智慧养殖,降低了蜂农的劳动强度,提高了企业的管理水平。论文的主要工作如下:
  1、论文针对智慧蜂箱的应用需求,搭建了以STM32F103VET6微控制器为核心的蜂箱温湿度及蜂蜜产量数据采集的硬件平台,通过温湿度传感器和测重传感器实时采集蜂箱的温湿度及重量数据,采集终端集成了串口WiFi模块和ENC28J60以太网模块,支持有线与无线两种方式的数据传输,蜂农可以通过智能手机和远程PC实现对蜂箱的远程监测。
  2、论文针对STM32F103VET6微控制器进行了FatFS文件系统的移植,设计了触摸屏驱动程序,基于STemWin图形用户系统设计了采集终端人机界面,并基于LwIP协议栈和BOA服务器搭建了嵌入式Web服务器,提供了丰富的人机交互接口。
  3、论文详细分析了智慧蜂箱数据采集终端的软件系统,实现了对蜂箱温湿度环境和重量的采集及无线传输,同时基于KMeans方法提出了一种基于蜂箱温度信息的分蜂行为判断算法。
  4、论文对本文设计的智慧蜂箱进行了测试验证和性能分析。功能测试的结果表明系统能够实现对蜂箱环境的数据采集并能通过WiFi和以太网两种方式进行实时数据的传输;性能指标测试表明系统的WiFi信号正常稳定,WiFi传输速率最高达20KB/S左右,温湿度及重量的测量精度都较高,能满足蜂箱数据采集及分析的要求。
  论文的研究结果表明本文所设计的智慧蜂箱能实现对养蜂环境和蜜蜂活动的智慧监测,实现既能通过智能手机实现对蜂箱的无线监控又能通过PC机远程登录和监控蜂箱,从而为后续基于大数据进行蜜蜂行为分析及蜂群智慧养殖进行指导。一方面可以帮助蜂农减轻养蜂工作负担,提高他们的工作效率,实现科学养蜂、智慧养蜂。另一方面还可以把对蜜蜂活动的影响降到最低,并且可以基于监测结果进行通风控温及时地为蜜蜂提供舒适的繁殖和产蜜环境,提高蜂蜜的产量和质量。
[硕士论文] 周洋
电子与通信工程 上海交通大学 2016(学位年度)
摘要:轨迹的分析与识别在很多应用场景都非常重要。在本文中,我们提出了一种新的具有高度信息量的原始轨迹表征方式——三维管状模型,并利用其特征进行轨迹运动模式的分析与识别。我们的方法首先利用训练数据提取出整个场景内分布的运动信息和不同轨迹之间交错产生的运动信息,并建立一个能够涵盖这些内容的传热系数分布场。接着,我们利用传热系数分布场来为每一个场景中的轨迹点构建热量扩散模型并获得其热量扩散图上的等高线。我们将原始轨迹上各个位置点对应的等高线连接起来获得最终的三维管状模型表征方式。这样的三维管状模型表征能够在保证自己本身原始轨迹运行路线的基础上,有效的包括场景中及周围轨迹与本身对应原始轨迹之间的交互信息,并且还可以在三维空间中清楚的展现出来。此外,针对提出的三维管状模型的高维特性,我们的方法还提出了与之对应的基于粘滞液体模型的高维特征提取方法,以高效准确的提取其特征用作识别与分析。最终我们将整套原始轨迹表征方法和对应的高维特征提取方法应用在不同的轨迹识别与分析场景中,包括轨迹聚类,轨迹分类与异常轨迹检测,并拓展我们的方法至三维空间,如三维空间人体骨架动作序列识别。各个应用场景中的实验验证了我们提出方法的有效性。
[硕士论文] 孙永帅
通信与信息系统 南京航空航天大学 2015(学位年度)
摘要:本文简要介绍了无人机遥测数据处理系统的研究背景和发展现状以及在无人机系统中的重要地位,分析了导致目前使用的遥测数据处理系统相互独立、通用性差的原因,叙述了设计一种无人机遥测数据综合处理系统的必要性。
  针对遥测数据综合处理系统实时和事后处理遥测数据的需求,将抗野值卡尔曼滤波算法应用于遥测数据的实时处理,采用了莱特准则与小波软阈值降噪法相结合的遥测数据事后处理方法,并对该方法和抗野值卡尔曼滤波算法进行了MATLAB仿真,给出了仿真结果及分析。
  在对遥测数据综合处理系统进行需求分析的基础上,提出了一种无人机遥测数据综合处理系统的设计方案。该方案将遥测数据综合处理系统划分为若干功能模块,对每个模块进行了需求分析和详细设计。
  在Windows7系统下,使用VisualStudio2010集成开发平台,基于C#语言进行了软件研发,运用ODBC数据库技术实现遥测信息的存储与管理,运用动态链接库技术实现系统的通用性,运用虚拟仪表和电子地图的二次开发技术实现遥测参数的直观显示。完成了每个模块的详细设计和调试,系统联调结果表明,遥测数据综合处理系统能够满足遥测数据处理的要求,并且具有良好的通用性和扩展性。
  在无人机遥测数据综合处理系统研制的基础上,研制了某靶标干扰诱饵投放提示系统。在干扰诱饵投放提示系统中,增加了设置管理功能和数据计算方法,采用了线性插值和反距离权重插值相结合的插值算法。该系统成功参加了3个序号的靶场大型试验保障任务,适时给出了投放提示,并记录了工作过程中的界面显示信息和原始数据源信息,工作正常,技术状态稳定。
[硕士论文] 蒋富旭
电子与通信工程 杭州电子科技大学 2015(学位年度)
摘要:智能遥控器由于需要传输的数据量大,其无线传输方式目前多采用2.4GHz频段的传输技术及相关协议,如2.4G私有协议、蓝牙低功耗(BLE)协议等,但各自存在一定的不足。带宽、传输距离上表现俱佳、又是标准协议而不需要附加额外硬件成本的Wi-Fi传输技术作为智能遥控器的传输技术,已成为当前研发的一个热点。
  本论文研究基于Wi-Fi传输的智能遥控器软件设计与实现,并开发相关的智能遥控器测试软件,论文的主要工作有:
  1、设计了整个Wi-Fi智能遥控器软件(包括遥控器端和智能电视端)的系统框架及工作流程;
  2、实现了遥控器端软件中FreeRTOS系统任务调度、按键处理、语音/音频的SBC编解码、音频播放的音效处理、Wi-Fi通信等,并介绍了智能电视端的语音识别实现流程;
  3、针对智能遥控器在研发后期和小批量试产中需要经常对智能遥控器进行测试的需求,开发了三款遥控器测试软件的开发,用于测试智能遥控器的按键、语音、触摸滑环的功能和性能。
  对智能遥控器软件的相关测试结果表明,设计达到了预期的目标;对遥控器测试软件的实际应用表明,测试软件可以发挥其应有的作用。
[硕士论文] 张涛
电子与通信工程 西安电子科技大学 2015(学位年度)
摘要:在日常生活和工业控制领域的发展中,对一些物理量数据的采集、实时的远程传输是非常重要的。在我国乃至世界的工业发展体系中,特别对一些地域较为分散、较为偏僻,往往人们无法长时间从事工作的工业现场,需要对一些现场数据进行定时的采集和实时的传输,以使技术工作者及时的了解掌握现场情况。从传统的技术发展过程中,远程的数据采集传输往往要耗费大量的人力或物力,还不能满足工业生产的需求。随着科技技术的日益月新,对于解决远程数据的采集及实时通信有了更好的解决方案,那么如何利用这些新技术、新思路去解决我们目前所面对的技术困难,应用什么样的技术去解决这些困难,设计出一款施工便利、成本低廉且系统更加稳定的方案就是这次课题研究的主要目的。
  笔者通过对通信电子技术的一个系统的了解,选取了一种基于GPRS的远程数据采集传输系统,来解决目前煤炭行业中,对野外水文钻孔、地表水等水物理量参数的采集和传输,也就是设计出一套采集终端利用GPRS网络的数据传输功能及移动互联网的接入功能,实现对水物理量参数的即时采集和数据的实时传输,使工程技术人员及时准确的掌握现场这些物理量的变化情况。这次课题所研究的基于GPRS的水文参数要求系统依附于GPRS通信网络,现有的GPRS电信通信网络几乎已经普及到全国每一处地理位置,这样我们就不需要搭建新基站,后期维护相对简单,GPRS的收费标准是按照数据传输的流量计费,这就大大降低了日常的资金投入;本水文遥测系统将采用锂电池或太阳能电池两种方式供电,可以用于不能日常供电和我们的煤矿工作者难以到达的一些地方。本论文首先在原有 GSM网络遥测系统的基础上,通过对GPRS网络技术、工作原理等知识的学习、升级再改进的过程,解决了GSM遥测系统和其他采集通信方式的部分缺点;然后对GPRS网络无线模块SIM900做了简单介绍;在采集终端部分重点介绍了ADuc845单片机、GPRS网络通讯模块SIM900和其构成的外围电路的设计;对水文遥测系统的采集软件和数据采集终端分站软件也进行了论述和设计;对系统设计的完成情况做了论述,并且在本次课题的设计过程中出现的问题作了总结,发现了很多不足和需要继续研究的地方。
  本课题主要用于煤矿等地下、地表水的水位、水温等水文物理量参数的采集和监测,还可用于地表河流水位等参数的测量,具有广阔的应用前景。
[硕士论文] 刘天成
控制工程 西安电子科技大学 2015(学位年度)
摘要:随着社会和科技的发展,人类开始探索和开发空间资源。太空中恶劣的环境和大量的信息资源要求我们建设一个高性能、高可靠的信息处理平台。宇航级处理器的可靠性虽高但性能较低,且高端芯片的交易存在限制。商用处理器的性能虽好但无法满足太空环境下对可靠性的要求。因此如何评估和提高一个系统的可靠性成为了一个重要的研究课题。评估系统可靠性的方法主要有故障注入法和ACE位分析法,相比于故障注入法ACE位分析法具有成本低、周期短、精度高等特点。
  本文首先先介绍了一些基础知识。然后针对TI的Xxx系列DSP处理器研究了重要存储部件上AVF的计算,并利用AVF计算了系统的可靠性。最后分析了常见的防护方法对系统可靠性的影响。本文的主要工作如下:
  (1)针对Xxx系列DSP完成了常用存储部件上AVF的计算。针对特定的处理器模拟其指令的读取执行情况,并分析指令流水线上的Un_ACE位;根据指令对寄存器和DRAM上数据的读写情况,识别寄存器和DRAM上数据的生存周期,利用生存周期计算这些部件上的AVF;对于PRAM则通过分析程序的执行流程,识别PRAM上程序的生存周期。
  (2)为方便计算,引入了本征可靠性的概念。然后推导了用AVF计算程序本征可靠性的公式,并用本征可靠性推导出了MTTF、FIT、可靠度等常用的可靠性评价指标。通过本征可靠性即可以很方便的推出其他的可靠性评价指标,又能够很方便的用于防护模型的推导。
  (3)针对三模冗余、刷新和汉明码三种防护方法。首先介绍了这三种方法的基本概念,然后分析了他们各自的防护原理与适用情况,最后推导了防护后程序可靠性的变化情况。
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