一种小型化的低功耗短波红外成像组件设计

短波红外兼具可见光与热红外的成像优点,近年来得到了快速的发展。现有的短波红外相机多应用于机载或车载平台,可以对快速移动的目标进行跟踪识别,但是存在尺寸重量较大、功耗成本较高等问题,限制了其在民用方向的推广。针对这一问题,提出了一种低功耗、低成本、小型化的短波红外成像组件解决方案,降低帧频以精简信号处理架构;选择国产低功耗现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)芯片;提高电源效率,在保证信噪比的前提下,单板面积减小到38 mm×38 mm,正常工作状态下功耗为2.8 W。在短波红外相机的尺寸和功耗方面都有了显著优化,降低了成本及装载要求,提升了续航能力,为民用方向的推广起到了一定的推动作用。     

基于FLUENT/MATLAB联合优化的移动终端功耗预算分配方法

移动终端的功耗预算分配是其热设计的重要环节,而传统方法却面临着效率低下和效果不佳等一系列问题.为此,本文提出FLUENT/MATLAB联合优化方法以实现功耗的高效分配.其中,FLUENT提供精确的功耗-温度热模型,MATLAB提供可靠的优化算法函数库,并通过WinSock网络编程技术实现FLUENT和MATLAB间的数...     

终端设备环境温度检测算法及实验研究

环境温度对于终端电子设备的功耗和温度管理至关重要,而设备内部的温度传感器受内热源影响无法直接检测所在环境的温度。因此,针对含有多个瞬态内热源的终端设备,本文提出基于传热反问题迭代求解的实时环境温度检测算法。通过简化热容热阻网络模型建立系统传热方程,提出双传感器预测偏差修正策略解决由于已知量不足产生的不适定性。此外,基于实际智能手机的实验结果表明算法对实时动态环境温度的检测相对误差在10%以内。     

电子能量对收集极中电子束能量沉积的影响北大核心CSCD

理论分析了收集极中运动电子的失能机制和电子能量对电子束能量沉积的影响,用蒙特卡罗方法计算了不同能量下入射电子的能量沉积分布,分析了电子能量对电子束在收集极中能量沉积的影响,并据此提出了提高收集极耐电子束轰击能力的两种途径。结果表明:激发和电离是收集极中入射电子的主要失能机制;电子的能量越高,在材料中的穿透能力越强,收集极中被收集电子束的最大能量沉积密度越低。综合考虑束流密度分布对能量沉积的影响,可通过两种途径来提高收集极耐电子束轰击的能力:一是通过结构设计增大电子束的收集面积,减小收集极上被收集电子束的束流密度;二是设计高阻抗器件,增大被收集电子束的电子能量,减小收集极上被收集电子束的束流密度。     

无线功率优化的穿戴式人体健康监护系统设计

传统的可穿戴式健康监护终端多采用恒定的无线发射电平,普遍存在较为严重的功耗问题。研制了以MSP430F149微控制器和低功耗蓝牙通信为核心的人体监护终端,能在不同环境下无创、实时监测和记录人体心电、血氧、血压等特征数据;采用改进的无线功率调控方案优化无线通信和数据传输,以最优服务质量QoS、信号强度RSSI和最小误包率PER为指标,优化监护终端的功率消耗。测试结果表明,监护终端功耗差别不超过1.58mW时,改进的无线功率调控方案具有更强的信号强度RSSI和更小的误包率PER。     

CCD功耗分析与计算

在CCD内部结构的基础上,分析了CCD的动态功耗和静态功耗两部分.静态功耗是CCD片上输出放大器所消耗的功率;动态功耗是由于CCD驱动时钟对时钟电极的串联等效电容或极间电容进行充放电,充放电电流流过多晶硅电极电阻或串联等效电阻引起功率耗散.分别给出了二者的估算方法,其中动态功耗的估算方法有集总模型估算法、分布式模型估算法及PSpice仿真估算法三种.结合具体项目,在对CCD47-20的工作模式和工作时序分析的基础上,采用集总模型估算法对其功耗进行了估算,并通过实验估测验证了估算方法的有效性.     

基于Tiny OS2.0和Android4.2的可燃气监测系统

为了有效地减少由可燃气泄漏导致的损失和加强对可燃气使用的安全监测,提出了一种基于无线传感网络的可燃气监测系统;该系统主要由可燃气体无线监测节点和移动监控终端构成,其中无线监测节点是以8位超低功耗微处理芯片ATmega1281、2.4 GHz射频芯片AT86RF230和通用可燃气体传感器MQ-2为核心器件,基于tinyos2.0平台利用nesC语言设计完成节点感知程序;移动监控终端选用ARM处理器S5PV210,并基于安卓4.2平台设计实现实时报警、移动监控、动态显示等功能;试验结果表明,该系统具有布设简单、测量精度高、功耗低等优点,误警率不超过0.5%并可持续工作180天。     

智能手机普及下思考型大学物理课堂教学方法的实践

由于能提供便捷的信息和娱乐获取方式,智能手机的使用已相当普及。校园中,智能手机的使用占据学生大量时间,影响了学生持续思考和分析问题的能力。本文主要介绍笔者在《大学物理》课程教学实践中应对智能手机负面影响和发挥智能手机协助教学功能的几种方案：(1)设置一些检测物理知识点掌握情况的课堂小问题;(2)引入与讲授知识点相关的科技动态和生活中的物理现象;(3)选择一些国际青年物理学家锦标赛(IYPT)试题课堂化;(4)课堂上学生通过智能手机和“雨课堂”将问题的解答或疑问反馈给教师。由此激发学生对物理知识进行深入思考和培养学生应用物理知识的能力,以削弱智能手机对学生学习的负面影响。实践结果显示这些方案有助于学生加深物理知识理解的深度和构建物理图像,并提升应用物理知识解决问题的能力。这些方案可服务于智能时代国家创新型人才的培养。     

基于移动agent的WSN低能耗数据融合策略设计

为了解决无线传感器网络中LEACH协议中传感器节点需要耗费大量能量,导致节点过早死亡,在LEACH协议的基础上,将移动agent引入到数据融合策略中,提出了一种基于移动agent和LEACH协议的数据融合策略;首先,改进簇头选举机制,考虑剩余能量和与基站的距离等因素;其次,为了避免访问冗余节点而耗费能量,确定了访问节点集合,并通过改进的遗传算法来获得访问节点序列;最后,通过仿真实验并与LEACH协议、AF-LEACH协议进行比较,文中方法节点死亡时间在470s才出现,延迟了节点死亡时间,从而延长了网络的生命周期。     

基于空时联合稀疏重构的红外小弱运动目标检测方法

提出了一种基于空时联合稀疏重构的红外小弱运动目标检测算法。通过学习序列图像内容而构建的空时联合字典能同时刻画目标或背景的形态特征和运动信息;利用多元高斯运动模式从空时联合字典中提取出目标空时字典和背景空时字典,目标空时过完备字典描述移动的目标,背景空时过完备字典表征背景噪声。将连续多帧图像在空时联合字典上进行稀疏分解,然后分别利用目标空时字典和背景空时字典中的最大稀疏系数及其空时原子重构信号,获取重构残余能量差异来区分目标和背景。试验结果表明,由同源的空时字典重构的残余能量小,而由异构的空时字典恢复的残余能量大,该方法不仅能提高序列信号表示的稀疏度,还能有效提高小运动目标的探测能力。