无线自组网语音通信终端设计

针对目前国内矿井下语音通信不够灵活或者通信系统成本过高的情况,设计了一种低功耗、低成本、使用灵活高效的手持式语音通信终端。通过采用ZigBee自组网技术灵活搭建通信网络,多跳延伸通信距离,并且针对ZigBee由于传输速率低的而不能很好传输语音的问题,本设计使用IMA-ADPCM算法进行语音压缩以保证高通话质量的前提下适应ZigBee的低传输速率特性。经试验证明,本语音通信终端功耗可低至0.63 W,在井下点对点通信距离可达到28.76 m,语音信号传输平均误码率仅为1.95%。     

基于压缩感知与能量聚合视觉传感器数据传输系统

为了保证视频数据的快速传输,并进行有效压缩,从而提升视频数据的传输质量,提出一种基于压缩感知与能量聚合的视觉传感器数据传输技术。该技术在提升视频数据传输率和压缩率的基础上,针对视觉传感器的高能耗问题,采用能量融合技术和能量约束方法来减少能量消耗,并采用了视觉传感器失真和功耗模型、视频数据传输模型,以及能量聚合模型进行分析。实验仿真数据结果表明：在提升视频数据的传输速率、压缩率,以及减少网络总体能量消耗上,提出的视觉传感器数据传输技术取得了较好的效果。     

矿井信号收发器通信模块设计

针对目前井下信号收发器存在信号传输距离短、传输速率低、抗干扰能力差、功耗大等问题,设计了一种基于RS485串口通信技术和无线WiFi技术的矿井信号收发器通信模块。该模块采用WinCE嵌入式系统,与井下监控终端通过RS485接口进行基于Modbus协议的数据通信,将监控终端采集到的数据通过WiFi网络以TCP/IP协议发送至无线接入点,并与井上监控中心服务器进行数据双向通信。测试结果表明,该信号收发器通信模块具有较高的数据传输实时性和可靠性。     

近钻头连续波反射分析和信号提取算法

连续波载波技术是实现井下随钻测量信息高速上传的有效途径,但由于连续波信号的本质特性使得这一信号在传输通道中的反射、叠加和回响更加剧烈,造成了信号的畸变,从而令井下随钻测量信息的有效提取变得困难。如何实现连续波反射信号的抑制与载波信号的有效提取,是核心内容。为实现这一目的,建立了井下信号传输通道模型,给出了反射过程的理论分析,推导了信号解析算法,明确了工程应用中信号的提取过程,并进行了仿真实验;完成理论分析后,在实地构建的风洞系统中应用所提算法进行了实验,结果进一步验证了算法的有效性,并说明了其在实际工程中推广的可行性。     

基于RapidIO技术的数据交换系统的设计与实现

RapidIO是一种基于包交换的体系结构,为高性能的嵌入式系统内部互连通信提供了良好的解决方案,其特点在于能提供多处理器系统点对点的对等通信能力,能够满足嵌入式系统对高速、高带宽、低延迟和低功耗的苛刻需求,在网络通信、存储网络、军事技术及工业自动化领域有着广泛的应用。设计了一种基于RapidIO技术的信号处理平台,具有可重构性的优点,算法工程师可以根据算法的具体需要,在不改变硬件平台的条件下,搭建出更加适合算法数据流向的的网络拓扑结构,从而提高平台的可复用性以及数据的传输速率。重新搭建出更加优化的DSP网络拓扑结构,从而提高数据的传输效率。     

一种5G上行数据压缩方法和系统

第五代移动通信技术（5th Generation Mobile Communication Technology,5G）系统中,当基站作为接收端接收及处理来自用户终端设备的上行数据时,为了提升传输速率以及带宽利用率,基站接收上行空口数据后一般会将空口数据压缩传输。提出一种频域压缩方法,有效减小上行数据的传输带宽。     

基于ZigBee的图像传输技术研究

新兴的IEEE802.15.4(ZigBee)技术主要用在低传输速率、低功耗、低成本的无线个人局域网中。由于图像数据信息量比较大,传输时需要的传输速率比较高,因此低速率网络中的图像传输技术已经成为一个热点问题。通常,ZigBee应用一个单一的信道来进行数据信息的传输,由于单信道传输模式受到带宽的影响比较大,如果多信道多射频芯片的构想能够实现,一定会使整个网络的性能得到提升。本文旨在设计一种应用多射频多信道技术来提高ZigBee网络中图像传输性能的方法,经验证,该方法是可行的。     

电力线窄带通信报文压缩算法研究

电力线载波通信报文传输易受噪声干扰从而影响传输效率,扩频技术的采用避免了信号的衰减但同时也降低了通信速率,因此提出通过对报文数据的压缩来提高通信速率、降低误码率.然而由于电力线载波通信报文短小,不易从统计模型角度进行压缩,因此探索了通用的顺序压缩算法LZ77在电力线载波通信报文压缩中的应用.     

离散余弦变换在心电信号压缩中的应用研究

目前心电（ECG）信号压缩是生物医学信号压缩的一个热门研究领域.临床诊断过程中,心电信号的存储与传输是一个有待解决的问题,由于采集到的原始信号数据量巨大,为了便于对大量的心电数据进行存储、分析和传输,对于这些数据的压缩处理是十分必要的.通过对心电数据压缩方法的概述与讨论,在研究国内外有关心电信号数据压缩算法及其研究状况的基础上,采用了离散余弦变换（DCT）算法对心电信号进行压缩,取得了较高的压缩比和保真度,具有一定的应用价值.     

基于IBIS-AMI的信号去加重仿真方法研究

随着芯片频率的不断提升，信号传输速率大幅度提高，受传输路径寄生参数以及趋肤效应的影响，信号质量管控困难陡增。在高速串行电路中，信道呈现低通特性，信号的高频分量损失远超低频分量，高低频损耗差会导致严重的码间干扰。工程师经常采用FIR高通滤波器来实现信号的预加重和去加重，从而减少信号高低频分量的损耗差距。由于传统基于matlab的加重技术仿真方法忽略了芯片电气参数的影响，提出一种基于IBIS-AMI的预加重/去加重仿真方法。方法采用LMS算法对FIR滤波器系数进行估计，建立基于IBIS-AMI的传输链路仿真模型，对不同芯片电气参数下高速信号传输结果进行比较。仿真结果表明，在发送端采用加重技术会使系统的传输性能得到提高。所提方法在仿真中引入实际芯片电气参数，相对于传统MATLAB仿真有所改良。     

基于无线传输的助力自行车中轴力矩测量系统的设计与研究

针对当前助力自行车力矩测量系统传感器体积较大、开发成本高、测量精度低以及中轴旋转过程中无法使用有线测量等问题,设计了一种基于应变检测原理和无线传输技术的新型力矩测量系统。该系统采用XKT-412高精度无线传输芯片及PIC12F1822单片机实现系统的软硬件设计,包括硬件电路设计、信号采集、信号处理及相关数据处理算法,且该系统体积小,成本较低。实验测试表明,输出频率与施加的力矩之间存在明显的线性关系,且实际输出频率与理论输出频率之间的误差小于0.5%,测量系统的输出特性符合设计要求,具有很好的推广及实际应用价值。     

旋转环境下弱小信号无线遥测系统研制

为了提高直升机风洞试验中桨叶载荷、变距拉杆载荷等旋转弱小信号的测量精度,研制了一套40通道的无线遥测系统.该系统成功解决了高精度测量技术,高精度同步触发技术、高速无线数据通信、大容量数据压缩等关键技术难题,构建了高精度、模块化、小型化、实时无线传输的遥测系统.通过性能测试及试验运行,证明该系统能够提高旋转信号的测量精度及传输的实时性,满足直升机风洞试验等旋转环境下弱小信号的测量.     

用于MWD遥传系统的联合编码调制方法

遥传技术是随钻测量(MWD,measurement while drilling)系统中的一项关键技术,目前大多数MWD系统均采用泥浆脉冲方式进行数据传输.随着井深的增加,单纯的脉冲调制的传输性能会快速恶化.提出了一种联合卷积编码与脉冲间隔调制,构造出一种网格编码脉冲间隔调制(TC-PIM)方法.TC-PIM最大化调制输出序列之间的最小时间距离,从而获得显著的编码增益.TC-PIM可以用于随钻测量系统,以提高泥浆脉冲遥传系统的传输距离.     

基于CAN总线的矿用语音广播对讲系统设计

综合考虑压缩速率、传输距离和音质还原等因素,利用合适的语音压缩编码技术G．729A,设计了基于CAN总线的广播系统。该系统能实现话音和高品质音频信号（MP3文件、WAV文件）在CAN总线网络中的实时传输,方便扩展系统的各项功能,设计成本低,实际安装维护方便,在煤矿井下得到了很好的应用。     

垂直钻井系统中纠斜推力的测量与控制

纠斜推力的测控是自动垂直钻井系统中的关键技术。简要介绍了自动垂直钻井系统的基本纠斜原理,设计了基于数字信号控制器（DSC）的纠斜推力测控系统电路。对系统的纠斜推力在不同环境温度和环境压力下进行了测试,并对测试数据作了解释。实验结果表明,所设计的纠斜推力测控系统能够满足垂直钻井系统对纠斜控制的要求。     

Zeroing for HW-efficient compressed sensing architectures targeting data compression in wireless sensor networks

The design of ultra-low cost wireless body sensor networks for wearable biomedical monitors has been made possible by today technology scaling. In these systems, a typically multi-channel biosignal sensor takes care of the operations of acquisition, data compression and final output transmission or storage. Furthermore, since these sensors are usually battery powered, the achievement of minimal energy operation is a fundamental issue. To this aim, several aspects must be considered, ranging from signal processing to architectural optimization. In this paper we consider the recently proposed rakeness-based compressed sensing (CS) paradigm along with its zeroing companion. With respect to a standard CS base sensor, the first approach allows us to further increase compression rate without sensible signal quality degradation by exploiting localization of input signal energy. The latter paradigm is here formalized and applied to further reduce the energy consumption of the sensing node. The application of both rakeness and zeroing allows for trading off energy from the compression stage to the transmission or storage one. Different cases are taken into account, by considering a realistic model of an ultra-low-power multicore DSP system.     

基于微控制器的钻杆扭矩测量及其超声-蓝牙分级无线传输系统

为实时测量狭窄金属钻杆钻头的扭矩信息,基于微控制器设计了钻杆底部的扭矩数据采集终端,实现扭矩信号数字化并将数据OOK调制于超声波,利用超声波实现钻杆内的数据无线传输,解决了钻杆内电磁波衰减严重的问题。在钻杆顶部设置数据接收终端,接收超声信号并通过蓝牙链路将数据无线发送至上位机。上位PC机通过蓝牙适配器无线接收超声信号并解调恢复扭矩数据。这种联合超声-蓝牙的分级无线技术为狭窄金属屏蔽管内的无线数据传输提供了一种新的思路。     

基于WEBGIS技术的地质滑坡测量实时监测系统设计

传统地质滑坡测量实时监测系统滑坡位移差异率大,监测消耗时间长。基于WEBGIS技术设计一种新的地质滑坡测量实时监测系统,利用功能性存储器实现数据存储,选取KP24传输器构建传输模块,将监控元件与预警信号元件结合到一起,实现数据监控硬件设计。通过WEBGIS技术匹配相应的内部操作检验数据,降低内部滑坡数据的冗余度,并通过WEBGIS模式将不同区域的地质条件集中反映在地图模块中,检验属性数据库中的数据信息,执行数据库改造指令,完成软件设计。与传统质滑坡测量实时监测系统进行实验对比,结果表明,基于WEBGIS技术的地质滑坡测量实时监测系统系统滑坡位移差异率较小,监测消耗时间大幅缩短,实际应用效果更强。     

小型局域网下高校计算机实验室监控系统设计

近年来,全球互联网技术飞速发展,网络技术广泛应用于各个领域;随着网络技术的快速发展,我国各大高校开设计算机实验室,在高校范围内搭建的小型局域网中引入监控系统,辅助高校实验室的日常使用管理工作;传统的监控系统在小型局域网中存在数据资源交互消耗大、数据传输延迟高、视频数据储存空间利用率低等问题,给计算机实验室的日常管理带来不便;针对上述问题,提出小型局域网下高校计算机实验室监控系统设计;对数据交互过程中资源消耗大的问题,采用双协议传输单元进行资源交互算法的改进;对传统监控系统存在的数据传输延迟问题,采用数据阵列重组模组进行数据内部优化处理;采用ViodTM视频压缩单元,对监控视频进行算法核心压缩处理,从问题产生根源进行解决;通过实验证明,提出的小型局域网下高校计算机实验室监控系统设计,具有资源占用小、传输速度快、视频存储率高等特点。