关键词： Libjpeg   龙芯3A   代码优化   SIMD  

摘要： 基于龙芯处理器的体系结构和指令系统,提出代码级和指令级优化方案,提升龙芯系列计算机的图像编码和解码速度。分析Libjpeg编解码算法的并行特性,重复使用龙芯处理器的SIMD加速硬件资源进行数据级并行优化。实验结果表明,JPEG编码速率提高70%左右,解码速率提高200%以上。工作成果已经提交到Libjpeg-turbo的主分支,极大改善了国产龙芯系列计算机中多媒体相关应用的用户体验。

关键词： GIS   ZigBee   GPRS   MSP430   传感器网络  

摘要： 针对自来水管网渗漏检测难度大、供水水压不稳定、水质检测成本高的缺点,提出了一种基于GIS的低功耗供水管网检测系统设计。该系统由数据采集、无线收发、数据监控、数据3D可视化等功能模块组成,使用水流量传感器、余氯传感器、数字压力传感器实现对自来水管网渗漏点、水质、水压的实时检测。ZigBee网络以多跳的方式将数据发送至协调器结点,协调器与GPRS模块通过串口进行通信,将数据通过GPRS网络发送到PC机。使用CampusBuilder软件建立检测区域的3D视图,将导出的模型数据上传至ThingJS在线开发平台,平台通过WebSocket协议实时接收GPRS回传的现场数据,通过3D视图实时显示自来水管网的运行状态。当有异常数据产生时,系统及时发出警报,并指引维护人员到故障点检修。

关键词： NB-IoT   低功耗   STM8L   空气温湿度监测   TPL5010   功耗测试  

摘要： 根据NB-IoT(narrow band internet of things)技术广覆盖、低功耗、低成本的优势,该文研制基于NB-IoT的低功耗温湿度采集器。该采集器以低功耗、性能良好的STM8L微控制器作为主控芯片,搭配低功耗的NB-IOT模组BC28和高精度温湿度传感器SHT20以及具有看门狗功能的低功耗外部定时器TPL5010,定时将MCU从休眠状态唤醒并将数据上传至监测系统,在一定程度上解决传统的GPRS、ZigBee等通信技术功耗大、成本高、组网复杂的问题。为检验系统的可靠性,将采集器置于室内数周进行了空气温湿度实验,实验结果显示其具有较高的可靠性,监测数据有效上传率达99.72%。为测试系统的功耗,通过Fluke8845A数字万用表对采集器进行功耗实验,实验数据显示其功耗较低,可以实现一节锂离子电池供电长达3年以上的目标。

关键词： LoRa   TDMA   温差发电   低功耗  

摘要： 针对传统的高压输电线路巡检方式成本高、难度大、及时性差等问题,设计了一种高压输电线路在线监测系统。系统具有监测高压输电线路中导线连接处温度以及高压输电塔工作状况功能,实现了高压输电线路工况的智能监测。数据采集节点采用STM32系列芯片作为主控芯片,基于LoRa通信距离远、功耗低的优点,结合TDMA方式控制采集节点的休眠与工作,通过温差发电技术进行电量补充,试验结果表明该系统具有低功耗、运行稳定等特点,满足设计的实际需求。

关键词： 车灯   LIN   低功耗   待机   照明控制  

摘要： LED智能车灯系统一般由通信模块、控制模块、LED驱动模块等组成,整个照明系统都处于通电随时接受指令的状态,因此产生了不必要的功能损耗。本文提出一种带LIN通信的低功耗LED车灯系统。该系统使处于不运行状态下的耗能器件关闭从而起到节能作用,通过本电路的设计,处于待机状态下的电源功耗达到微安级别,极大地降低了车身电源消耗。希望能通过本文思路给车身其他功能的零部件低功耗设计拓展思路。

关键词： 低轨卫星网络   容器   虚拟网络设备   拓扑变化   多线程   分布式部署   半实物仿真   数字孪生  

摘要： 近年来,以SpaceX为代表的商业航天公司提出了多个超大规模低轨卫星星座组网计划.卫星路由器是构建卫星互联网的关键基础设施.考虑到卫星路由器高昂的研制和发射成本,在卫星发射之前预先在地面上做好卫星星座的组网仿真和半实物接入验证具有重要意义.相比传统地面网络的仿真验证,卫星星座组网仿真面临高动态拓扑、超大组网规模、真实流量承载仿真以及半实物接入验证等需求和挑战.目前已知的地面网络通用仿真工具(如QualNet、NS2/NS3、OPNET、Mininet)均无法同时满足上述仿真要求,实现对超大规模动态卫星网络节点的真实协议栈验证.我们针对以上需求,吸收离散事件模拟和虚拟化仿真的思想,以容器为载体,设计并实现了一种低轨卫星网络协议测试床.在控制平面,系统基于卫星星座的数学建模,在内部时钟节拍驱动下生成链路通断的离散事件,精确描述星座拓扑的规律变化.在数据平面,系统使用Docker容器实现卫星和地面终端,使用Linux虚拟网络设备实现星间和星地链路,并基于隧道协议实现系统的分布式部署和半实物仿真,使其具备优秀的横向扩容能力,从而解决超大组网规模下的单机仿真性能瓶颈.为了充分挖掘多核处理器的计算潜力,系统基于多线程对仿真过程中产生的大量离散仿真事件进行高并发调度.实验结果显示,在多核处理器主机上,该仿真测试床能够同时运行3276个网络节点并承载1.6 Gbps的真实流量.与单线程实现比较,多线程的任务并发处理机制使得CPU利用率提高了45%,仿真场景创建时间缩短了56%.

关键词： 步进电机   开环控制   非零速启停   现场可编程门阵列   低功耗  

摘要： 为了优化步进电机开环控制性能,对非零速启停的加减速曲线算法及其低功耗硬件逻辑实现进行了研究。针对零速启停的加减速曲线存在控制性能难以充分发挥的问题,提出了一种非零速启停的步进电机线性加减速曲线算法,将加减速过程划分为4种转动模式,可构建任意的线性速度剖面。首先理论推导了4种加减速转动模式的控制脉冲周期;其次结合流水线设计思想优化加减速曲线算法的硬件逻辑模型,在FPGA中设计了步进电机控制器IP核,并采用门控时钟等低功耗IC设计技术实现了IP核的低功耗;最后,搭建了实验平台进行验证。实验结果表明,IP核可以实现4种转动模式的非零速启停控制,实现了高实时、高精度驱动,提升了20%的控制性能,电路面积优化约30%,功耗降低53%,验证了方案的可行性与有效性。

关键词： 油气输送   温湿度传感器   数据采集   低功耗  

摘要： 针对油气输送站场现场温湿度监控系统设计了一种低功耗温湿度数据采集节点。利用高性能、低功耗的MSP430F149单片机通过单总线控制DHT11温湿度传感器,实现油气站场内的温湿度数据采集,自定义设计MCU主程序,在满足数据可靠传输的同时,将单片机LPM3低功耗功能及Timer-A定时器的中断功能合理搭配使用。测试结果表明,基于MSP430F149定时温湿度采集节点运行电流降低了27.38 mA,在同容量、同放电深度的蓄电池供电下,蓄电池维持基于MSP430F149定时温湿度采集节点正常工作的最大持续工作时间约为传统实时采集节点的3倍。

关键词： 人机交互系统   红外热辐射   非接触   光子能量   突破限制   高灵敏探测   低功耗   中科院大连化学物理研究所  

摘要： 近日,中科院大连化学物理研究所副研究员陆晓伟、研究员姜鹏、包信和院士团队在高灵敏、低功耗人体红外热辐射探测器研制及其在非接触人机交互系统中的应用方面取得新进展。相关研究成果发表在《先进材料》上。人体自发热辐射主要位于长波红外波段,呈现出光子能量低、光强弱等特点。实现人体红外热辐射的高灵敏探测,对构建低功耗、非接触人机交互系统具有重要意义。

关键词： 内弹道   火药燃气温度   快速响应热电偶   铁电存储器   非易失性   循环存储   火炮膛   低功耗  

摘要： 针对火炮膛内火药燃气温度测试的特殊环境,设计一种适用于膛内高温、高压、高冲击环境的放入式膛内瞬态温度测试系统。考虑到恶劣的测试环境,该测试系统采用接触式测温技术,使用Nanmac-E12快速响应型热电偶对火炮膛内的火药燃气温度进行测量。在硬件设计上,该测试系统使用了嵌入铁电存储(FRAM)技术的主控芯片,利用铁电存储技术拥有近乎无限擦写周期的特点,将FRAM与循环存储的方式相结合,使得该测试系统在拥有非易失性的基础上,能够运用循环存储的方式将有效数据存储到内置的铁电存储器中,此设计方式相较于使用FLASH存储器可以提高测试系统在恶劣环境下有效数据的捕获率。系统测试与相关模拟试验表明,该测试系统能以100 kHz的采样频率采集数据,具有体积小、稳定性好、功耗低等特点,适用于火炮膛内火药燃气温度的测试。