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ISBN: (纸本)9787121306976

关键词： 电子耳蜗   语音处理   数字信号处理  

摘要： 电子耳蜗是一种利用微电子技术模拟人类听觉周围神经系统,将体外语音信号经过一系列处理,转化成弱小的电流脉冲,将此电流脉冲发送至耳内预装的有限个电极上,进而刺激和激发聋人患者耳内残留的听觉神经以达到重现耳聋患者听觉感觉机制的一种装置。系统的核心电路之一为体外语音信号处理电路,其主要功能是利用声电换能装置将声音信号转化为可以用来刺激人耳听神经的电信号。国内在电子耳蜗研究方面起步较晚,包括体外语音处理电路在内的电子耳蜗关键技术有待进一步完善。本课题对电子耳蜗体外语音处理电路的研究,有助于提高电子耳蜗的国产化水平,造福于2000多万深度耳聋患者,产生巨大的社会效益和经济效益。本课题在对人体听觉机理理解的基础上,研析目前现有的人工耳蜗语音处理算法以及其他相关技术上,设计了本系统中的电子耳蜗体外硬件处理电路。结合系统需求,语音信号处理模块采用TI定点数字信号处理芯片TMS320C5515来实现,信号采集模块采用TI音频编解码芯片TLV320AIC3204来实现,系统控制芯片采用STM32F103实现,采用射频线圈构建信号发射模块,并设计了外围电路模块,数字信号处理模块作为本系统核心模块。本课题在分析研究基于特征提取和滤波器组的语音信号处理算法的基础上,最终采取了频谱最大值处理方案—SMSP(spectral maxima sound processor),该语音算法既保证了语音信号的包络又降低了射频发射的功耗。最后在DSP软件开发环境CCS中,实现了相应的语音信号处理。DSP将处理后的语音信号发送至MCU端,MCU根据射频协议将语音信号再次处理后将语音信号转换成为能够提供给体内刺激器语音信息的信号。在语音信号采集、处理、发射各功能模块设计的基础上,按照系统功能以及测试需求对体外语音处理电路进行PCB整体设计。同时,根据各模块以及整体系统所要达到的的性能,设计模块及整体系统的测试方案,分析数据,并在实验台上进行验证,最终进行临床实验。结果表明,系统达到设计要求,各模块功能正确,具备临床实验条件。根据首次临床实验现象进一步对系统软件进行优化,再次临床实验时,患者首次听音能听清约30%～40%,通过重复训练能听清60%～70%,并且实验中患者反映系统噪声可以接受。本课题所设计的电子耳蜗音频信号处理系统能够重现耳聋患者听觉感觉机制,并且临床效果较好,进一步提高了人工耳蜗的国产化水平,有效地改善听觉残疾者的生活和工作。

关键词： 皮卫星   综合电子系统   Smart-OSEK OS  

摘要： 皮卫星相比传统大卫星具有集成度高、研制周期短、成本低等优势,是目前航天技术研究的重要领域之一。卫星综合电子系统是皮卫星的神经中枢,降低综合电子系统的开发复杂度可以有效的缩短皮卫星的研制周期,提高皮卫星开发效率。目前,皮卫星所承载任务日趋复杂,对综合电子系统软件开发效率提出的挑战愈发艰巨,综合电子系统开发既需要解决在实现实际任务时所必须面对复杂多任务的实时同步问题,又应避免为解决上述问题而增加系统复杂度降低系统的可维护性。将嵌入式操作系统引入到皮卫星综合电子系统开发中,降低了系统软件与硬件平台的耦合度,提升了软件的可复用性,同时嵌入式操作系统所提供的强大的任务调度系统为解决多任务实时同步问题提供了便捷可靠的解决方案。本文根据结合皮卫星任务实际特点,提出了并实现一种基于Smart-OSEK OS的综合电子系统软件设计,致力于解决皮卫星开发时难以避免的提高系统可靠性与缩短研制周期的矛盾,为后续型号皮卫星综合电子系统开发提供便利。本文的主要成果如下:第一,通过研究前代综合电子主任务周期实现方式,分析其利弊,再结合Smart-OSEK OS所提供API(Application Programming Interface)和综合电子主任务需求,提出了基于报警模块设计的主任务周期设计,利用操作系统调度灵活的优势规避了基于前后台系统主任务周期所存在的弊端;其次讨论了多个任务同步申请共享资源是可能导致的优先级反转问题,并提出应对策略;最后分析皮卫星业务应用以及Smart-OSEK OS体系结构提出了或利于开发或利于系统运行的优化设计。第二,本文根据皮卫星综合电子系统实际应用需求,提出了一种基于高精度时钟源与RTC芯片相配合的方式向整星提供高精度星上时间信息的功能接口,分析了两个时钟源相配合时可能遇到的问题,并提出解决方案。同时本文还提供了为满足皮卫星同步采集多个传感器的需求而设计的基于FPGA与DSP相配合实现的高可靠性同步自动采集系统接口,实验证明,该系统性能良好,同步精度优于1Ous,运行可靠。综上所述,本文提出一种可复用性强、可维护性强、功能接口完善的基于操作系统设计高可靠性综合的电子系统体系结构。解决了诸多前代综合电子系统因缺少灵活的调度方式而难以解决的问题。对提高皮卫星开发效率、降低开发门槛有重要意义。

关键词： 单片机控制   红外线   电子锁控制   设计  

摘要： 电子类智能锁市场发展潜力巨大.顺应信息时代的发展,加快电子锁发展方式探索,具备现实战略性和紧迫性.本文对单片机控制的红外线电子锁控制系统设计进行了分析探讨,仅供参考.

关键词： CLYC   中子-γ   FPGA   电子学   甄别算法  

摘要： 近年来,随着核科学和核技术的迅速发展,中子的应用已经不在局限于核领域,而是作为一门单独的学科广泛应用于农业、工业、医学、生物学、环境科学、地球化学和宇宙物理学等方面,作为这些应用中一项必不可少的工作,中子探测技术发挥着日益重要的作用。中子呈电中性,有很强的穿透能力,与物质作用时不能将其直接电离,因此对它的探测相对困难,目前只能借助其与原子核作用时产生的次级带电粒子来间接探测,并由此发展了核反应法、核反冲法、核裂变法和核激活法四种探测方法,研发了如BF3正比计数管、6Li玻璃、LiF/ZnS:Ag等探测器,但这些探测器由于自身性能限制已经无法满足人们对中子探测的需求,新型Cs2LiYCl6:Ce(CLYC)闪烁体探测器在这种情况下应运而生,它具有探测效率高、能量分辨率好、光产额高、可探测中子能量范围广和优异的中子、γ甄别性能等突出优点,在复杂辐射环境下可以同时取代现有的γ和中子探测器。基于此,本文开展了基于CLYC的中子、γ复合探测研究工作,主要研究内容及成果如下:1)介绍了中子按能量的分组、中子探测方法和常见的中子探测器,研究了CLYC闪烁体的物化性质和对中子-γ的探测原理等。2)采用荷兰SCIONIX公司封装的CLYC闪烁体探测器,依据其输出信号特征和测量要求,提出了基于CLYC的中子-γ复合探测电子学测量系统的总体技术方案。3)设计了硬件测量电路,主要包括阻抗匹配电路、程控增益电路、差分驱动电路、高速ADC采集电路和FPGA数字信号处理电路等,实现了模拟信号→数字信号→能谱数据的转化,然后通过USB将获取的能谱数据发送到上位机软件中进行处理,得出测量结果。4)研究了中子-γ甄别算法,选取合适的甄别方法实现了中子-γ的区分。5)系统测试与验证,系统设计完成后,对各部分电路功能进行了验证,对系统的性能进行了测试。本文开展的基于CLYC的中子-γ复合探测电子学系统设计,完成了系统的硬件测量电路、数字信号处理程序和相应的中子-γ甄别算法等工作。系统设计完成后首先对系统的各级电路功能进行了测试与验证,经测试,电路设计满足系统要求;然后采用22Na、137Cs、60Co、40K四个γ放射源和252Cf、241Am-Be两个中子源进行了实验测量,实验结果表明,本文设计的CLYC中子-γ辐射探测电子学系统性能达到放射性测量的要求(对γ射线的线性一致性较好,能量分辨率为5.17%@662ke V(137Cs)),采用脉冲幅度甄别法可以有效地实现中子、γ射线的甄别。

关键词： NFC   电子货架标签   OED   STM32F103VET6   低功耗  

摘要： 纸质商品价格标签在商品销售中使用非常普遍。在商品种类繁多的商店中,由于商品变动频繁,纸质标签长期依靠人工操控的经营管理模式不单效率低下,并且有伴随超市规模的扩大商品种类的增加而导致管理无序的风险。针对当前超市价格标签更新维护工作繁杂和高可靠性要求的特点以及店家日常运作便利等因素,本文开发设计一款基于NFC技术的无线电子价格标签系统,来替代传统的纸质价格标签。NFC(Near Field Communication)技术具有功耗低,可靠性高,能很好的满足电子价格标签系统无线通信的需求。首先,本文按照实际应用功能需求对标签系统进行功能分析;其次,在对比各种短距离无线通信技术的基础上深入分析NFC技术的原理及特点;最后,设计开发出一套基于NFC的低功耗电子货架标签系统。通过参数比较,选用STM32F103VET6作为系统控制芯片,FPGA处理基带信号,OED电子纸作为标签显示模块和AFE(Analog Front End)构成整个标签通信系统。通过对系统方案的评估认证、软硬件设计以及性能测试和验证,本文得出了方案的可行性结论,并从多个方面对系统能耗进行剖析,结果显示电子货架标签显示和基础通信指令工作正常。该系统通过减小通信流程、采用电子纸显示屏、选择较低的工作频率和较低的工作电压来有效降低功耗。

关键词： 医院   电子病历   管理系统   设计  

摘要： 随着计算机网络信息技术的快速发展,医院中出现了电子病历,这是医院现代化发展的必然产物。病历对于医院和患者而言都有着极为重要的价值。电子病历的功能中包含所有纸质病历的功能,并且还具有纸质病历不具有的优势。使用电子病历能够提高工作效率,更好的实现信息的共享,使医疗工作水平得到提升,有助于患者信息的异地共享,实现远程会诊等。本文就医院电子病历管理系统设计进行阐述分析。

关键词： 舰员级   IETM   维修训练系统  

摘要： 在VISUAL ***集成环境下,应用***设计并构建了舰员级IETM维修训练系统.包括备品备件申领、故障快速定位、设备运行状态监控等功能模块,结合便携式阅读设备、全舰局域网等技术手段,可有效提高舰员级日常装备管理与训练效能.

关键词： 农村电力系统   电力电子装置   电网建设  

摘要： 目前,我国农村电力系统依然面临着重大的发展机遇和挑战,电力电子装置能够促进电力系统向可持续发展和智能化转型.本文主要对我国农电系统的技术发展现状、存在问题,并且从发电、储能、微型电网、输电和电能质量5个方面介绍了电力电子装置在农村电力系统设计中的主要应用,对农电系统今后各方面技术的发展方向进行了一些探讨.

关键词： 故障诊断   防滑器主机   速度传感器   支持向量机   专家系统  

摘要： SWKAS20C为SAB WABCO公司研制的列车防滑制动系统,应用于国内时速160Km/h的列车,数量多。由于机械振动、环境腐蚀、器件老化等原因,列车防滑器电子部件不可避免的会产生故障。为了排查列车防滑制动系统的故障状态,并提高列车防滑器电子部件故障检测和维修效率,针对SAB WABCO公司的SWKAS20C型列车防滑器的主要电子部件(包括速度传感器和防滑器主机),设计了故障检测与定位专家系统。首先,通过研究防滑器的工作原理,将防滑器电子部件划分为多个功能模块,根据每个功能模块的主要电路原理图,结合技师维修经验,分析出易发故障位置和故障原因,为后续故障诊断系统设计奠定基础。其次,通过研究模拟电子电路故障诊断技术,设计了基于支持向量机的多故障分类器,用于主机模拟电路故障样本数据的训练和测试,并通过改进算法寻优向量机参数,提高了故障诊断的准确度,实际电路的仿真诊断实验表明模拟电路的支持向量机法能够有效的进行故障的诊断,主机电源板的模拟电路诊断正确率高于90%。然后,针对防滑器速度传感器,设计了独立的故障诊断系统。速度传感器检测系统包括硬件部分和软件部分,记录、查看速度传感器的性能指标,甄别出有故障的速度传感器。将检测系统应用于检测多个速度传感器,检测实验结果表明:设计的速度传感器检测系统有较高的可靠性,功能较为强大能够满足诊断的要求。最后,搭建了模拟列车运行环境的测试平台,用以模拟主机在多种状态下的故障模式。使用VS2010开发环境编写了MFC主机电路板故障诊断专家系统。专家系统应用于故障主机的检测结果表明:专家系统能够准确高效的提取故障、定位故障并给出专家解决办法。