关键词： 室内定位   蓝芽   机器人   深度学习   讯号强度  

关键词： CUDA   lemmatization   mutithreading   Stemming   SVM  

摘要： With the sudden growth of the internet and digital documents available on the web, the task of organizing text data has become a major problem. In recent times, text classification has become one of the main techniques for organizing text data. The idea behind text classification is to classify a given piece of text to a predefined class or category. In the present research work, SVM has been used with linear kernel using the One-V-Rest strategy. The SVM is trained using various data sets collected from various sources. It may so happen that some particular words were not so common around 5-6 years ago, but are currently prevalent due to recent trends. Similarly, new discoveries may result in the coinage of new words. This process can also be applied to text blogs which can be crawled and then analyzed. This technique should in theory be able to classify blogs, tweets or any other document with a significant amount of accuracy. In any text classification process, preprocessing phase takes the most amount of time – cleaning, stemming, lemmatization etc. Hence, the authors have used a multithreading approach to speed up the process. The authors further tried to improve the processing time of the algorithm using GPU parallelism using CUDA. © 2019 MECS.

关键词： 农村水环境   NB-IoT   可靠传输   自动控制   低功耗   实时监测   云平台  

摘要： 农村中小型自来水厂生产过程自动化程度普遍较低,存在生产过程效率低、出厂水水质波动大等问题,且由于农村自来水管网分布复杂、管道泄漏严重,自来水从水厂到终端用户运输过程中容易受到污染,严重影响农村工业用水和民用水的水质安全。本学位论文紧密结合农村水环境现状,设计基于NB-IoT(窄带物联网)模块的自来水厂水质自动调节和管网水环境远程监测系统,实现农村自来水厂水质自动调节,并对出厂水及管网终端水质进行远程实时监测,以提升农村自来水生产与水质监测过程智能化水平,保障水质安全。本学位论文工作主要包括研制自来水厂水质自动测控子系统,区域水环境无线传感器智能终端节点子系统,及远程综合测控云平台网站子系统。其中,自来水厂水质自动测控子系统,实现农村自来水厂水质自动监测与管理,以水厂出水口浊度与二氧化氯浓度为调节对象,研究基于前馈控制器的自动调节算法,同时针对清水池设计液位自动调节系统;区域水环境无线传感器智能终端节点子系统,实现低功耗、远程可靠数据传输的分布式管网区域水质监测,在水质不达标或突变区域,可定位并报警;远程综合测控云平台网站子系统,基于SpringBoot和MyBatis框架建立B/S网络架构,通过web浏览器实现用户管理、管网水质监测、自来水厂水质自动调节、运行状态分析、数据统计分析等功能。本论文各章节主要内容如下:第一章为绪论,介绍课题的来源与意义,国内外研究现状,课题研究难点与重点和论文的组织架构;第二章介绍基于NB-IoT模块的水环境监测系统总体设计方案,通过分析课题设计目标,完成系统总体架构设计;第三章介绍基于NB-IoT模块的水环境监测系统硬件设计,包含自来水厂水质自动测控子系统硬件设计和区域水环境无线传感器智能终端节点子系统硬件设计;第四章介绍基于NB-IoT模块的水环境监测系统关键技术研究与软件设计,包含数据可靠传输方案设计,水质自动测控子系统控制方案设计,区域水环境无线传感器智能终端节点子系统低功耗设计;第五章介绍远程综合测控云平台网站客户端设计内容,通过web浏览器访问,实现用户注册与登录,数据实时查看,数据统计与分析,数据异常自诊断,自来水厂水质自动调节等功能;第六章是系统的测试与运行,介绍基于NB-IoT模块的水环境监测系统测试与运行情况,分析测试过程中出现的问题并提出解决方法。本系统已于2018年12月在安徽省滁州市全椒县富安自来水厂投入使用,运行4个月以来,系统工作稳定,功能和性能均达到设计预期目标。

关键词： 可穿戴   自体动静脉内瘘杂音   低功耗   无线传输   内瘘血栓  

摘要： 近年来,慢性肾脏病患者人数逐渐增多,其中多数患者会发展为终末期肾脏病,需要定期进行血液透析以维持生命。自体动静脉内瘘是血液透析的主要通路,但由于种种原因血管通路会生成血栓导致瘘部阻塞。而瘘部血栓堵塞会阻碍透析顺利进行,危及透析患者生命安全。早期瘘部阻塞可以通过无创溶栓方法治疗,一旦阻塞时间过长(大于48h)患者只能依靠外科手术疏通血管,这会给病人带来极大的痛苦。因此,研发可穿戴、全天候实时监测自体动静脉内瘘血栓的监测系统对瘘部血栓进行早期预警具有十分重要的意义。针对内瘘杂音信号易受环境干扰的特点,设计内瘘杂音信号采集与调理电路,实现噪声衰减与内瘘杂音信号采集;采用低噪声、高负载能力的电源芯片结合合理的电路设计,有效降低了射频电路在发送内瘘杂音数据过程中产生的系统压降和噪声对系统稳定性的影响;为避免用于传输内瘘杂音数据的无线射频信号质量不佳,使用软件仿真与矢量网络分析仪对射频电路参数进行调节,实现高质量的射频传输链路;通过分析硬件低功耗条件、研究Wi-Fi协议栈及微控制器配置方案,提出正常工作模式、低功耗深度睡眠模式、休眠模式相组合的系统运行策略,实现低功耗内瘘杂音数据采集与无丢包数据传输。通过对内瘘杂音信号进行包络提取、形态学滤波、信号微分与峰值提取获得杂音信号的峰值点,进一步由峰值点出现的时间得出内瘘杂音的波动周期,根据此周期与心率周期的关系判断瘘部血栓发生情况。本文设计的硬件设备体积为3cm×3cm×0.5cm;在1.5米范围内射频信号强度可达到-30dBm;平均工作电流在12mA左右;设备能以大于1Mbps的速率无丢包传输数据;并连续工作24小时以上。使用临床病患内瘘杂音数据对本文设计的内瘘血栓检测算法进行测试,测试结果表明算法的正确率为97.1%。

关键词： SAR ADC   电容阵列   电容失配   自校正   SAR ADC校正  

摘要： 近年来,随着物联网技术与大数据技术的发展,越来越多的设备连接进入了互联网,成为我们日常生活中的一部分。互联网正在快速融入我们的生活,成为越来越无法割舍的一部分,互联网之下的智慧设备也呈现爆发式增长。根据最新报告,物联网设备现在已经达到了70亿个,并且依旧在不断增长中。其中,生物医疗、环境检测、自动驾驶、人工智能、5G等设备所代表的高新技术的发展正在引领半导体领域的前进方向。ADC(Analog-to-Digital Converter,模数转换器)芯片是半导体芯片门类中极其重要的一种,几乎所有模拟链路中都需要ADC芯片的配合。根据ADC的不同类型,可以分为流水线型ADC、闪烁型ADC、SAR(Successive Approximation Register,逐次逼近寄存器)ADC、Delta-Sigma ADC等种类。本项目主要基于传统的SAR ADC结构进行设计,充分利用SAR ADC结构简单,数字化程度高的特点,针对制约高精度SAR ADC精度的主要原因,电容阵列构成的DAC输出线性度低,在以往研究的基础上提出了一种新的校正方式。首先针对当前高精度SAR ADC的模型进行了细致的Matlab建模,分析多种电容阵列校正方式的优缺点,对各种校正模型的效果进行对比,同时对模型进行数学验证,确定同等情况下消耗资源最少且效果较好的校正方式。其次在确定校正方式之后针对此校正方式设计最优的逻辑电路,最大程度降低数字电路在校正过程中所消耗的芯片功耗。最后分析高精度SAR ADC常见的问题,例如采样开关的时钟馈通,电荷注入,寄生电容等问题,参考相关论文,依次解决相关问题。同时分析各种比较器结构对于SAR ADC的精度影响,使用合适的结构,在功耗允许的情况下达到合适的所需精度。最后比较电容阵列的各种翻转逻辑,根据所消耗的数字逻辑资源,所需翻转电容的位数,电容大小等要求,确定合适的翻转方式。最终综合各种限制因素,使用了基于MCS(Merged Capacitor Switching,组合电容翻转)全数字电容校正逻辑,利用前台自校正的方式提高芯片的性能。最终设计的14bit SAR ADC通过0.18um下的前仿验证,可以达到100KHz采样率时12.33bits的有效精度,相对于未经校正时9.81bits的有效精度,在使用较少资源,基本不增加芯片功耗的情况下提高了芯片的性能,验证了自校正电路的有效性。

关键词： 微显示   硅基液晶(LCOS)   驱动   面积压缩   低功耗  

摘要： 由于AR头戴显示器的市场需求日益增大,本文对应用在AR显示头盔的LCOS微显示驱动芯片进行了深入地研究。当前AR眼镜对LCOS微显示模组的需求是高帧率,低延迟,高分辨率,轻便;高分辨LCOS微显示驱动芯片的发展现状是LCOS驱动芯片市场均由外国厂商占领。驱动芯片的研发难点在于高帧率高分辨率对接口速率,存储面积,逻辑处理的挑战。同时对于AR眼镜应用,轻便和低功耗是两个非常重要的关键点。研究一款高分辨率微显示LCOS驱动芯片,并在设计中考虑其面积更小化和低功耗设计是一项有重要意义的工作。本文针对应用在AR眼镜的高分辨率微显示LCOS驱动芯片存储和功耗的难点,提出了一种应用在微显示LCOS驱动芯片的压缩面积的低功耗设计方案。此方案将输入的RGB格式转换为YCbCr数据格式,对YCbCr数据进行压缩处理后存储到存储模块,在显示时将存储的YCbCr数据解压缩,进行插值处理还原为RGB图像显示。同时在代码层面上完成了门控时钟,门控数据,资源共享等低功耗设计操作。此方案经FPGA验证通过。对于1920×1080分辨率,本文提出的方案节省驱动芯片数据量4MB,占总缓存量的1/3。在PTPX功耗分析工具下进行功耗分析:芯片开启门控时钟功能的功耗比不开启门控时钟功能的功耗节省总功耗的11.5%。本文在结构上以数字IC流程为脉络,从需求分析,算法研究,FPGA原型验证,ASIC验证与实现等多个流程依次推进。在介绍ASIC验证与实现时,对于数字IC流程中前仿的功能验证和逻辑综合进行了较为详细的阐述:包括验证流程,思路,验证结果,逻辑综合策略,逻辑综合操作,逻辑综合结果分析。

关键词： 低功耗蓝牙   Nordic   脉搏血氧仪  

摘要： Nordic Semiconductor宣布位于杭州的医疗科技公司兆观传感科技(MegaHealth Technologies)已经选择使用Nordic的nRF52832低功耗蓝牙系统级芯片来为"ZG-P11D医用脉搏血氧仪"提供处理能力和无线连接功能。轻巧、防水的ZGP11D智能脉搏血氧仪具有指环形状,适合夜间和长时间连续佩戴在手指上。这款医用脉搏血氧仪通过了CFDA认证,并已广泛应用于医院环境。

关键词： Translation studies   Mathematics   Statistics  

摘要： A method of univariant probability density function (pdf) estimation is developed for big data applications. The method employs the use of a non-parametric maximum entropy estimator (NMEM) for a data driven multithreaded probability density estimation algorithm, which has been termed the stitching estimator (SE). The NMEM has previously shown to be a robust pdf estimator for high throughput applications, which has made it the ideal choice for the underlying estimator in the SE's algorithm. This work divides the estimation problem into many smaller estimation problems; termed blocks. The sample is partitioned into blocks by an optimized branching tree algorithm which has been developed to maximize the uniformity for the density of the data in every block. The algorithm finds pdf estimates for blocks using the NMEM then the estimates per block are combined through a stitching procedure that uses a weighted average which utilizes the cumulative probability density functions (cdf) for each pair of adjacent blocks. Further improvements are obtained by implementing a sub-sampling approach that generates sub-samples from the original sample without replacement. The pdfs from each sub-sample are then averaged to give a final estimate. The SE has been extensively benchmarked against a large set of diverse distributions for sample sizes ranging from of 29 up to 220 and 1000 trials per sample size. The quality of the estimates are quantified using scaled quantile residual (SQR) plots, which is a sample size invariant metric that is consistent with the Anderson-Darling test. The set of test distributions range from easy single mode distributions to extremely difficult exotic distributions. In all cases tested the SE yields excellent estimates with no need for a priori knowledge of the structure of the data.

关键词： 噪声整形逐次逼近型模数转换器   高精度   低功耗   冗余  

摘要： 现代通信系统中,需要大量使用高精度模数转换器,为了提高集成度,需要面积和功耗尽可能小。逐次逼近型模数转换器（SAR ADC）的功耗低、面积小,然而比较器的噪声限制了其精度。Delta-sigma模数转换器（delta-sigma ADC）则是最常用来实现高精度的结构,但是由于该结构中会使用大量运放,导致其功耗高、面积大。噪声整形逐次逼近型模数转换器（NS SAR ADC）,结合了SAR ADC功耗低、面积小以及delta-sigma ADC高精度的优点,是当下高精度模数转换器领域的研究热点。本文面向现代通信系统,设计一款SNDR大于75dB、带宽为12.5MHz的噪声整形逐次逼近型模数转换器。在系统结构上,本文兼顾高精度和宽带进行设计,采用两通道交织并结合辅助ADC的噪声整形逐次逼近型结构。首先,采用了两通道交织技术以提升带宽,由于使用过采样技术,交织引入的误差均在带宽外,无需校准。其次,为了进一步提升转换速度,添加了一个四位的辅助ADC用于获得高四位的量化结果,并被两个主通道共用。此外,在主通道中添加了一位冗余位,用以覆盖主通道和辅助路径中的不匹配。在电路设计上,本文采用了一个增益相对稳定的余量放大器取代动态放大器以构造噪声整形函数,从而获得了稳定的噪声整形效果。此外,还设计了SAR ADC中的重要电路模块,包括异步时序电路、DAC电容阵列和全动态比较器等。针对电容失配问题,本文提出了一种二阶的失配误差整形（Mismatch Error Shaping,MES）开关算法,通过将前两次低位的比较结果反馈回当前次输入,实现对电容失配误差的整形,相比于传统的校准算法,该方法逻辑简单,电路开销少。本文基于TSMC 40nm CMOS工艺设计了版图,核心版图面积为0.188)8),并进行了后仿真,结果表明:在1.1V电源电压,200MS/s采样频率,4.69MHz、±0.8V输入,并添加噪声的情况下,SNDR达到79.3dB,即有效位数为12.88bit,功耗为6.52mW,FoM值为172.3dB。仿真结果满足高精度ADC的设计要求。

关键词： 低功耗   STM8L052C6   窄带物联网   CoAP协议  

摘要： 随着“智慧城市”的快速发展,物联网应用逐步深入到了生活各个方面,远程数据采集系统的研究与应用已经成为物联网领域研究的热点。然而现有无线采集终端功耗大的特点极大的制约了物联网进一步的广泛应用,因此,设计一种功耗低、体积小的远程数据采集终端具有一定的现实意义。本文基于NB-IoT通信网络,通过研究远程采集终端不同状态下的功耗和分析功耗影响因素,设计出一种低功耗远程采集终端系统,并应用于水务行业,进一步验证采集终端的实用价值。在终端硬件设计上,首先详细分析现有可用芯片特性,选择STM8L052C6作为系统中央处理器,选择SIM7020C作为通信模块,然后设计并实现微功耗控制器模块、通讯模块、接口电路、电源模块等电路,保证硬件的低功耗。在终端软件设计上,设计了数据采集软件并以32轮迭代TEA算法进行加密,设计了上下行通信软件以JSON数据格式将数据封装到CoAP协议的Payload部分进行数据传输,设计了传感器模块、通信模块等模块的驱动程序,设计了低功耗管理软件以进一步降低软硬件总体功耗。终端测试结果表明,在3.7V9.8Ah电池容量、采集15分钟/次、传输6小时/次的理想状态条件下,采集终端具有可工作6.8年的低功耗特性,而且该终端具有类似普通IC卡大小的体积小特性。在水务应用测试方面,终端可以与中转服务器进行数据交互,服务器能成功解析、存储、显示数据,表明设计的基于NB-IoT的低功耗远程采集终端具有一定实用价值。