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关键词： 温度脉动   瑞利-布里渊散射   光子相关光谱   光子自相关仪   FPGA  

摘要： 大气边界层具有明显的湍流特性,温度脉动作为湍流参数中最主要的物理量,可以用短时间内的大气温度平均值叠加微小温度变化量表示。由于湍流的产生与发展都具有高度无序性和随机性,导致不论采用早期的慢响应仪器,还是近期的探空气球搭载超声波温差风速仪和白金丝温度脉快速响应动仪,想要获得1周探测的大气边界层温度脉动廓线上的测量数据都很困难。因此,论文提出了光子相关光谱技术（Photon Correlation Spectroscopy,简称PCS）结合雷达工作机制的动态光散射高光谱激光雷达进行大气边界层内温度脉动廓线探测的新方法:广泛采用高光谱分辨率的PCS技术分辨率可达到10-14,其主要设备光子计数器和相关仪的响应时间均可达到几十皮秒;以法布里-珀罗标准具（Fabry-Perot etalon,简称FPE）和碘分子吸收池作为分光器件的高光谱激光雷达光谱分辨率可达百MHz量级。光子相关仪是PCS技术的核心装置,它的作用是获取雷达回波信号的相关函数。论文详细地分析与对比了光子相关仪的现有实现方式,调研了市场上商品化的光子相关仪的性能参数,最终拟采用LSI相关仪实现动态光散射高光谱激光雷达系统中大气分子散射光相关光谱的获取。LSI相关仪先进的硬件设计能够实现多延时和线性延时的相关计算,通过322个通道覆盖从12.5 ns到3436 s的延迟时间轴,可以跨越当今最大的延时范围。由于LSI相关仪相应的软件由用户自行设计,论文基于其硬件逻辑进行了延时可调的多通道线性光子自相关仪的软件设计与实现,并利用可编程逻辑器件（Field-Programmable Gate Array,简称FPGA）验证了延时可调的多通道光子自相关软件的可行性。延时可调的多通道光子自相关软件在设计中采用16种可供选择的延时结合322个物理通道,动态范围可达25.5ms至2550ms,避免了线性相关仪动态范围小以及指数型多延时相关仪由于延时增长速度过快导致的计算精度低等缺点。延时可调的多通道光子自相关软件的总设计思想为自顶向下,模块化分层。具体的模块化设计分为:延迟时间生成模块、双计数器模块、自相关运算模块与通信模块等,各模块可独立工作,软件的整体运行由时序逻辑约束。软件通过Modelsim软件进行仿真,验证了其时序逻辑的正确性;通过Matlab自带的自相关函数验证了其自相关运算结果的准确性。光子自相关软件的硬件验证使用Cyclone V的5CSEBA6U2317芯片,并利用Tektronix AFG3252信号发生器模拟激光雷达回波信号（瑞利-布里渊（Rayleigh-Brillouin）散射信号）送入FPGA进行整体测试。最终得到的数据能够相对正确地反演出输入信号的谱宽,证明光子自相关软件是可行的,PCS技术结合雷达工作机制获取大气分子特征参量是可行的。

关键词： ATML   测试系统软件   可重配置   仪器描述   软件设计  

摘要： 随着现代电子技术的发展,传统的测试系统已经不能够满足现代化测试的需要,自动测试系统在国防科工等领域中起到了越来越重要的作用,而测试系统软件是自动测试系统不可或缺的一部分。旧式的测试系统软件都是专型专用,可移植性和可重用性较差,测试功能可重配置的测试系统软件是未来的发展方向。本文首先分析了可重配置测试系统软件实现的关键,设计了可重配置测试系统软件的总体结构,将测试系统软件分为ATML解析、功能配置、执行测试三部分,然后针对ATML标准在测试软件中的应用展开了分析。在LabWindows/CVI软件开发平台上实现了ATML描述文件的编辑和解析方法,测试软件可以载入ATML描述文件并解析它的内容,为软件功能可重配置的实现建立了基础;基于IEEE1671.1 Test Description标准,研究了测试项目的描述方法,分析了测试项目的配置技术,实现了测试项目的可配置;基于IEEE1671.2 Instrument Description标准,对仪器资源的描述方式进行了研究,采用映射的方式实现了仪器测试能力的描述,并给出了描述实例;基于IEEE1671.3 UUT Description标准,分析了该标准中各个元素的作用,设计了UUT描述工具,实现了被测对象的描述方法;基于IEEE1636.1 Test Results标准,设计了软件对测试结果的判定方法,实现了测试结果判定依据的可重配置。基于模块化、可重用的编程思想,设计了基于ATML的可重配置测试系统软件的实例。在软件中设置了测试数据的管理模块,能够将测试结果输出为符合IEEE1636.1Test Results标准的测试结果描述文件,或者输出为标准化的Excel测试报表。为了便于进行故障诊断,在软件中加入了用于记录软件运行轨迹的日志功能。经过实验验证,测试系统软件的功能可重配置,测试功能完好,达到了预期的设计目标。

关键词： 铁路局   模拟驾驶器   柔性工作流   数据服务中心   基层选举   驾驶培训   协作设计  

摘要： 更多的参赛团队、更多的创意项目、更多的创新技术、更多的创意人才、更国际化……这是每一个软件大赛的美好愿景。软件是一个涉及场景及其丰富的高技术领域,注定高度依赖于人才与知识,"软件产业发展应以人才为本"早已是业内共识。怎样挖掘和培养优秀的软件服务专业技术人才、项目运管人才和产业领军人才?举办高质量的软件大赛不失为一计良策。

关键词： 示波器   参数测量   DDR3验证   极限/模板验证  

摘要： 示波器作为电子测量领域的重要仪器,实现了波形数据的捕获与显示以及复杂信号的分析与处理。随着电子测量技术的飞速发展,数字示波器的硬件指标不断提升,对其软件平台的智能化、集成化也提出了更高标准的要求。尤其是波形分析和验证性分析方面,一直是各大示波器公司研发的热点。本文基于“高清晰数字示波器”项目的研发,在Visual Studio 2017开发工具下着重实现了波形分析与验证性软件的功能设计,其中波形分析作为示波器的重要用途,包含了许多功能模块,本文主要研究参数测量和光标测量两大部分,以此作为验证性软件实现的前提和基础。验证性软件包括针对DDR3信号的DDR3验证性应用软件和使用模板进行波形验证的极限/模板验证应用软件,本文研究的具体内容如下:1、波形分析模块:主要研究了参数测量功能和光标测量功能。其中参数测量模块以频数分布直方图参数为基础,实现垂直和水平参数的测量,并可以通过对一段时间内参数值的捕获,实现参数测量的统计功能。另外,本文还提出了参数测量指示器功能,实现了参数测量的图形化显示。光标测量模块则通过水平光标和垂直光标实现了波形的定点测量。2、DDR3验证模块:通过分析DDR3验证性测试的基本原理,制定了DDR3信号完整性测试方案,并在此基础上设计了DDR3验证性软件实现了DDR3信号质量的验证性测试。进行测试的DDR3参数类型主要包括:单端信号参数、差分信号参数、时钟时序参数、数据选通时序参数和命令/地址时序参数,并对每个参数的具体实现算法进行了详细研究。3、极限/模板验证模块:根据模板生成方式不同,分为波形极限测试和标准模板测试两个部分,通过软件配置参数实现模板的读取与绘制,并对比采集波形与选定模板之间的相容性,实现信号异常的统计与验证。本文的软件设计基于Windows系统的示波器平台,采用面向对象的设计思想和多线程的设计思路,完成了对各个模块的代码编写,并通过功能测试与验证,证明了各模块的功能稳定性与正确性。

关键词： Qt   Socket编程   TCP/IP协议   多线程开发   OpenGL  

摘要： 随着各种硬件技术和软件技术的发展,医疗器械也在不断的更新换代。作为超声诊断的重要工具,B超已为广大患者及千家万户的所知晓。随着B超仪的需求越来越广泛,各式各样的超声仪也就随之而来,对B超仪具有更多的功能提出了更高的要求。传统的超声仪被束缚在固定的场所并且体积较大不方便携带。从这一点出发,结合实验室已经积累的开发经验,我们考虑在实现便携式即体积小,易操做的基础上,添加更为强大的性能的支持。本课题主要研究在超声系统中的软件开发和实现。研究内容主要有四个部分:在便携式设备端进行超声图像的软件开发以供为客户提供高质量、多功能、易便携的手持设备软件;建立以客户端和服务端为基础的超声数据交换通道以提供高速的、正确的、全双工特性的相关超声数据传输;在探头端进行超声数据采集程序的开发与实现以提供正确的超声图像;最后研究使用OpenGL进行高速的超声图像的显示。首先研究了在便携式设备端进行软件框架的设计和实现。由于Qt具有可移植性好、UI界面制作简便、使用案例较为丰富的特点,所以本研究使用Qt搭建了便携式设备端的软件框架,实现了B模式和C模式的相关功能和显示功能并设计了与用户交互的UI界面。其次,建立高速的、稳定的数据传输通道。为了实现超声数据的上传和用户指令的下载,并且能够满足超声图像稳定和高速的要求,提出了基于Socket模型的客户端与服务端的实现方案。设置相关Socket的属性,选用TCP/IP协议,并且利用Socket全双工的特性,完成超声数据的传输和用户指令的下载的工作。第三,利用多线程模型制定了一套兼容性高、应变性好的超声图像采集与发送程序。数据采集和发送程序不仅要与探头采集数据的特点和探头硬件的相关设置相匹配,并且还要采集完整的,连续的超声数据。所以根据以上的要求,设定了一套以多线程为基础的采集和发送程序框架,增添超声数据解析、B模式数据采集、C模式数据采集和参数下载等相关功能模块。最后使用OpenGL可编程渲染管线对超声数据进行显示。OpenGL技术不仅使用GPU进行高速显示,而且对图像有着专业的处理封装,目前已经在专业的超声成像中起着中流砥柱的作用。所以结合本研究中超声数据的要求和软件框架,设计了一套专用的OpenGL显示规则和着色器源码。

关键词： 水利风景区建筑工程   参数化设计   辅助软件开发   Revit二次开发  

摘要： 水利风景区建筑项目区别于一般类型的建筑项目,具有更复杂的数据分析工作内容,同时设计工作更侧重于各个专业工程的共同协作,而不是由建筑和结构定完主体再沟通水电暖等其他专业配合。面对独特的工程不利因素,以及业主对于建筑造型和工程进度的期望,设计单位需要在原有解决问题的手段基础上,寻求更高效的手段来提升整个水利风景区建筑项目的质量和进度。本文以江西赣州市崇义县旅游集散中心项目为工程背景,根据在实际工程中遇到的各种实际问题来进行分析和归纳,寻找参数化技术手段应用在水利风景区建筑工程当中的契合点。与此同时,对工作阶段所使用的现有参数化技术手段所存在的不足进行总结,分析当前参数化软件所具有的局限性,对参数化设计软件的开发提出更为精确实际的要求。通过对实际项目的分析和归纳,利用Visual Studio 2015、Revit SDK、ILSpy、RevitLookup、AddinManager等开发工具,对当前建筑工程领域应用最广泛的BIM软件Revit进行二次开发。根据在崇义工程当中总结出的实际需求,开发出一个具有针对性和自动化的操作软件,一方面,可以精确解决水利风景区中建筑工程项目所面临的共性问题,减少工程师在实际工作当中遇到同样工作消耗的时间,提高工程师的工作效率,从而提升整个建筑行业的生产力。另一方面,本文中的辅助软件开发的设计思路、开发环境搭建过程、开发工具的使用,以及代码的编译等内容,可以为今后有需要对建筑参数化软件进行二次开发的学者或者工程师提供一个值得参考的对象。

关键词： 养老服务志愿者   时间银行系统   软件设计   区块链  

摘要： 随着中国人口老龄化问题日益严重，社会上对养老服务志愿者的需求量逐渐增大。近年来，为了激发志愿者参与服务的积极性，吸引更多的志愿者参与公益活动，中国的许多地区对时间银行进行了相关的探索和实践，但是在现有时间银中时间币的发行功能和结算功能完全集中在一个中心节点上，而这种极度中心化的结构，不仅存在数据容易被篡改、中心化的节点容易发生单点失效等信息安全问题，还存在着时间币的发行和流通缺乏透明度以及时间币的结算依赖中心化的结算机构等问题。针对这些问题，本文在国内公开提出了一种基于区块链技术的解决方案，将具有分布式去中心化、集体维护和不可篡改等特性的区块链技术应用到时间银行系统中，并依据提出的解决方案，进行了系统关键技术的研究与框架设计和实现。本论文主要研究与设计的内容如下:　　(1)分析并提出了基于区块链技术的时间银行系统解决方案。通过分析当前时间银行存在的问题，依据时间银行系统的实际业务需求，结合区块链技术，分析并提出了解决方案。　　(2)设计并研究了基于区块链技术的时间银行系统框架。基于提出的解决方案，对系统框架进行了设计和研究。将时间银行系统划分成公益时间链、审核平台、第三方业务系统三部分。　　(3)研究了面向时间银行业务的区块链关键技术，结合时间银行的业务特点以及区块链的技术优势，研究并详细设计了公益时间链。基于设计的系统框架，对关键技术进行研究并自主设计和研发了公益时间链。　　(4)详细设计并研发了审核管理平台。基于设计的系统框架，对审核平台系统进行了详细设计和实现。　　综上所述，本文利用区块链技术以去中心化的方式将时间银行系统由单个节点维护账本变成由集体维护一个分布式的共享账本，使时间币的发行和流通公开透明，时间币的结算不依赖单个中心化的节点，有望推动志愿者行业和时间银行的进一步发展。同时本文中关于服务资产数字化，以及将数字化的服务资产上链到区块链中流通的整个方案具有一定的通用性，可以被应用到其它领域中。

关键词： 步进电机   机械臂   硬件电路   软件设计  

摘要： 随着人们生活水平的逐渐提高,人们不但对物质生活有了更高的要求,而且对精神生活要求也越来越高。各种娱乐设施进入了平常百姓的生活中,其中尤以台球影响力最大。台球凭着独特的趣味性、益智、简单操作等特点在我国迅速传播,深受台球爱好者好评。随着我国台球选手丁俊晖等著名运动员在国际赛事取得优异成绩以及台球国际赛事的举办,使我国广大的人民群众对这项运动的喜爱达到了新的高度。但是台球每完成一局比赛,就需要重新按照规则重新摆球。重新摆球动作虽然简单,但是周而复始使工作人员的劳动强度比较大。随着微电子、自动化、图像识别、信息技术、计算机、伺服驱动等技术的快速发展,机器逐渐的替代人类从事危险、繁重的体力劳动。通过前期的市场调研,研发一种自动台球机的摆球装置具有极大的市场前景,而且能够提高台球桌的利用效率、降低人工成本、降低工作人员的劳动强度、增加游戏的趣味性。因此,研发一种自动台球机的摆球装置是非常必要的,对台球运动的推广具有现实的意义。针对台球每完成一局就要进行繁琐的摆球过程,本文设计了一种两连杆机械臂摆球装置。自动台球机摆球装置的研究主要包括:摆球方案的设计、结构设计、硬件设计、软件设计、运动学分析、ADAMS运动学分析等。结果表明自动台球机摆球装置具有结构可靠、摆球迅速准确、控制系统稳定等特点。自动台球机摆球装置可以代替人类完成摆球动作,使人类从周而复始、繁琐的体力劳动中解脱出来,增加了游戏的趣味性具有良好的市场前景。

关键词： LXI   等效分辨率   HTML5   IVI驱动   密度估计  

摘要： 数字化仪是组成现代测试系统非常重要的模块之一,它可以广泛的应用于各种电子装备,数字电路以及电子元器件的功能和参数测量。随着现代测试高精度,高可靠性的性能需求,方便灵活,易于集成,分辨率高的数字化仪已经成为各种数字设备测试中必不可少的测试模块。本课题研究的数字化仪是一种基于LXI总线的高分辨率数字化仪,具有使用灵活,精度高等优点,其具有的LXI仪器特有的网络控制模式摆脱了距离的限制,使远距离测试成为可能。本课题首先从LXI数字化仪的软件需求进行分析,对网络交互程序和仪器驱动程序两个方面进行全面的分析设计,同时根据数字化仪的数据特点设计出合理的数据处理方法,提高数字化仪的等效分辨率。整个论文的研究内容主要包括:(1)网络交互程序设计。数字化仪网络交互软件是用户通过Web应用程序控制数字化仪硬件的方式,应用程序界面通过WebSocket与仪器控制程序通信,控制程序解析命令实现对硬件的配置和数据采集。仪器交互软件使用了跨平台的HTML5结合WebSocket技术,实现了Linux系统下的B/S通信模式。(2)仪器驱动程序设计。仪器驱动程序提供给了用户通用的IVI函数链接库,实现了符合IVI4.15规范的数字化仪驱动函数接口,并通过ONC-RPC通信将用户指令传递给仪器端进行数据读写。仪器驱动程序使用C++语言开发,在Windows平台下利用VS2013实现了函数的编写和动态链接库的封装。(3)硬件驱动程序设计。硬件驱动程序是连接软硬件的最后一层接口,是软件控制硬件功能实现的最底层操作。本课题硬件驱动程序实现了基于GPMC总线的FPGA数据读写,通过交叉编译在Linux平台上实现了软件与硬件的信息传递。(4)数据分析与处理。针对传统数据处理方法的不足,本课题研究了基于密度估计的均值滤波方法。文章阐述了算法原理并分析其可行性,最终将算法应用于软件程序的编写,在硬件设计确定的情况下,从软件方面提升数字化仪的等效分辨率。

关键词： 能谱测量   能谱分析   三层架构   模块化   软件测试  

摘要： 针对突发核事故,救援人员需要对事故地点周边人员快速进行核辐射内污染筛查和评估,及时甄别内污染人员,使其得到及时救治。现有的辐射测量软件一般都需要繁杂而专业的操作,而核应急救援人员并不一定都具备核辐射测量专业知识。那么对测量操作进行简化,降低测量对操作人员的依赖则具有非常重要的现实意义。因此,本文通过算法研究、逻辑优化、功能聚合、自动化分析设计,开发了肺部放射性内污染检测软件,以降低测量对操作人员的依赖。本文主要工作如下:1)调研了商用广泛的通用型γ能谱测量软件的测量流程,以及全身计数器或者肺计数器配套等同类软件的测量流程,确定了肺部放射性内污染能谱测量软件开发的必要性。2)对能谱分析相关算法进行调研,并进行了相应测试。针对性的设计了最小二乘五点平滑、对称零面积高斯函数卷积寻峰、SNIP本底扣除、核素识别等能谱分析。3)依据同类软件的测量流程,对软件的功能和性能进行需求分析,设计了软件的三层架构,明确了软件的功能模块。4)基于C#语言和ACCESS数据库,实现了软件的通用模块,数据层模块,逻辑层模块和表现层模块,建立了相应的动态链接库,并将其集成到主程序中,形成了肺部放射性内污染能谱检测软件。5)对软件进行了测试,主要针对软件能谱测量和分析算法进行的功能测试。也对软件功能的响应时间,以及软件在静态和动态条件下的性能进行了测试。