关键词： 信标   全球定位系统   低功耗   浮出海面检测   深海适用  

摘要： 可靠的回收系统是海洋仪器进行有效观测和获取数据的关键一环,其中仪器在海面上与科考船之间的通信信标是回收系统中的重要组成部分。该文设计的低功耗海上仪器回收通信信标是一套可用于海洋仪器回收的轻量化信标机——集成了全球定位系统(GPS)定位模块和Lora低功耗远距离通信模块,浮出海面后可自动切换为待机模式。该系统在低功耗待机模式下理论待机时间长达5年,正常工作模式下可连续工作不少于48 h。仪器上浮后可以将位置信息发送至客户端,有效通信距离达到7 km,并满足9 000 m水深的深海适用要求。功耗测试与通信测试表明,该设备具有功耗低、定位精度高、可靠性高、通信距离较远的优点。

关键词： 抗辐射加固设计   存储单元   单粒子翻转   软错误   低功耗  

摘要： 提出了一种抗辐射加固12T SRAM存储单元。采用NMOS管组成的堆栈结构降低功耗,利用单粒子翻转特性来减少敏感节点,获得了良好的可靠性和低功耗。Hspice仿真结果表明,该加固SRAM存储单元能够完全容忍单点翻转,容忍双点翻转比例为33.33%。与其他10种存储单元相比,该存储单元的面积开销平均增加了3.90%,功耗、读时间和写时间分别平均减小了34.54%、6.99%、26.32%。电路静态噪声容限大且稳定性好。

关键词： 土壤水分   传感器   土壤剖面   低功耗   太阳能供电   原位自动监测  

摘要： 目前,商业化的土壤水分传感器在野外观测土壤剖面含水率时仍然存在测量深度不可调节、多传感器探头之间的互换误差、野外长期监测供电困难、成本较高等问题。为此,该研究设计并研制了一种太阳能供电的可实现野外长期工作的介电管式土壤剖面水分原位自动监测系统。该系统组成包括:传感器模块、主控模块、太阳能供电模块和参数设置软件。测量时,先将PVC管垂直安装至待测土壤中,安装过程不扰动土壤结构,主控与存储模块控制土壤含水率传感器在PVC管中上下移动测量土壤含水率,并同步记录土壤深度。此外,该系统可以根据实际需求通过PC机参数设置软件进行灵活设定测量参数(传感器测量深度、测量深度间隔和测量周期)。针对该系统的性能与测量精度开展了相关测试与观测试验,功耗测试结果表明该系统待机功率为0.35 W,工作功率为1.4 W,太阳能电池板最大输出功率为5 W,太阳能电池板和锂电池配合供电的情况下能实现长时间续航;土壤含水率传感器在砂土和粉壤土中的标定试验表明:该系统测量结果与实际土壤体积含水率高度吻合,标定曲线决定系数R2均大于0.99;经过校正后,该系统探头深度定位的标准偏差在0.2 cm以内。在两种质地土壤的滴灌试验结果表明:该系统分别在6和15 mL/min两种滴水速率下均能准确获取土壤剖面含水率的动态变化过程,为观测作物生长状态和根区水分变化、制定合理的灌溉策略以及研究并检验土壤入渗水动态模型提供了可靠的技术支持和保障。

关键词： 全数字锁相环(ADPLL)   数控振荡器(DCO)   小面积   周期抖动   功耗  

摘要： 智能电网电弧检测片上系统(SOC)芯片需要高性能的锁相环为其提供各种频率的时钟。设计了一种面积小、功耗低、输出频率范围大且锁定精度高的全部基于数字标准单元的全数字锁相环(ADPLL)。该ADPLL基于环形结构的全新的数控振荡器(DCO)设计,通过控制与反相器并联的三态缓冲器的导通数量控制反相器电流进行频率粗调,使DCO具有1.2~2.6 GHz的调节范围。通过控制与反相器输出端并联逻辑门的导通数量控制其负载电容进行频率细调,并通过基于夹逼原理的控制字搜索算法找到DCO的最佳控制字。仿真结果表明,ADPLL锁定后输出时钟的均方根周期抖动控制在3 ps以内,并且其在55 nm CMOS工艺下的面积仅为60μm×60μm,功耗为1 m W左右。

关键词： 数据保存   快速扫描   软件系统   多线程   状态数据   面向用户   软件设计   维护软件  

摘要： 本文介绍了公司开发的一种可搬移式X波段多普勒天气雷达的功能用途,控制维护软件是系统直接面向用户的窗口,通过网络对雷达估值数据、状态数据等进行采集并处理、显示、存储以及控制维护。在运用现有雷达终端技术的基础上,给出了控制维护软件系统的基本组成和工作流程,对快速扫描显示、基数据保存、日志模块等关键技术的设计要点进行了阐述,并采用多线程和多进程的处理方式,提高了软件的稳定性和负载能力。目前,该雷达已投入到实际使用中,系统运行稳定可靠、具有很强的操作性和普适性。

关键词： 物联网   水位监测   低功耗   MQTT  

摘要： 物联网系统建设是智慧城市建设的基础,通过加强河道水位安全自动监测系统建设不仅能够实现水位实时监测和预警,还可以实时掌握河道运行信息并进行预警,如果河道的监测数据发生异常,水利部门的有关人员可以及时掌握情况并采取措施进行应急处理。基于此,笔者结合实际项目需求设计一个基于MQTT协议的创新型物联网水位监测系统。

关键词： Linux   mlock   虚拟化   多线程   性能  

摘要： Linux系统支持mlock内存锁定功能,启用该功能物理主机可以将物理内存页锁住,阻止内存页调出到swap交换空间。启用mlock功能可以将进程使用的部分或者全部的虚拟内存锁定到物理内存中,Linux内核主要通过mlock的四个函数来实现物理内存页的锁定和解锁。从RHEL6.5GA版本开始,虚拟化libvirt就已提供对mlock功能支持。默认情况下虚拟机qemu-kvm进程中的mlock功能是关闭的,若要开启qemu-kvm进程的mlock功能,需在虚拟机的配置文件中添加内存锁定的配置选项,若网卡设备以virtio方式添加到虚拟机时,启用mlock功能会影响虚拟机的实际占用物理内存。为了验证mlock功能对业务性能造成的影响,针对两种应用场景分别对其进行性能测试,主要验证了mlock功能使用不同内存锁定选项参数对创建多线程和page fault产生的性能影响。

关键词： FAIMS   高场非对称射频电源   脉冲变压器   半桥逆变   补偿电压  

摘要： FAIMS系统中最基础的部分为高场非对称射频电源,它提供电压差让离子在迁移区中实现有效的分离。通过半桥逆变的原理产生RF方波,设计一种三桥臂的方波产生电路,减小了通过高压直流电源的电流,从而有效减小了系统的功率。考虑FAIMS芯片的复杂性和仪器的便携性,改进差分式射频工作模式,有效降低了FAIMS对高压直流电源的输入要求,有利于高压直流电源的简化和功耗的降低,进而有利于FAIMS的小型化应用。结合补偿电压自动扫描,研制出优化后的高场非对称方波射频电源,通过实验对比,满足FAIMS迁移区的工作要求。

关键词： 工程测量技术   大气电场监测装置   实证研究法   差分式电场传感器   低功耗   T型反馈网络  

摘要： 针对户外场磨式地面电场仪存在的输入阻抗高、感应电流信号弱、易受外界电磁波干扰、功耗大且无市电供电等问题,设计一种光伏发电加蓄电池储能供电的低功耗大气电场监测装置。为减小系统功耗,提高测量精度,设计微型低速双定子差分式电场传感器,传感器感应到的两路微弱电流信号经过T型反馈网络实现I/U变换。通过减法器和4 Hz低通滤波器消除共模干扰和工频干扰,提高信号的信噪比。利用光传感器采集同步感应信号,与AD630锁相放大器配合对信号进行处理,得到与场强成正比例关系的直流电压。经实验验证,系统在–50~50 kV/m的模拟电场强度范围内,测量分辨力可达到10 V/m,测量线性度<1%。所设计系统能够在光伏供电的情况下独立运行,实时测量大气电场强度并将测量结果传输到上位机,为雷电监测预警提供必要的数据支持。

关键词： 龙芯3A3000处理器   中标麒麟操作系统   无源检测   多用表卡   矩阵开关卡  

摘要： 针对某装备产品的快速检测、通用性以及可扩展性需求,设计并研制了一套硬件基于龙芯3A3000平台,操作系统基于中标麒麟的无源检测装置;该装置根据配置文件自动进行测试,有效解决了人工测试的效率低、测试结果误差大等问题;该装置在CPCI机箱中内置CPCI矩阵开关卡以及数字万用表卡,零槽控制器采用龙芯CPU板,安装中标麒麟操作系统,消除了进口产品带来的安全隐患,实现了计算机安全性以及关键技术的自主可控;该装置的电阻检测范围为0~30 MΩ,经过试验表明,2分钟内完成50个测试点的测试,并且测量误差在1%以内,所以该无源检测装置能够快速地实现某装备产品的无源测试,满足设计需求,具有良好的可靠性、通用性和经济价值。