集成电路 基于深度学习和低频通信阵列的无线面隔离装置设计

  摘要:近年来,我国建筑在规模和层次上都发展到了一个新的高度,同时建筑施工安全管理也越发受到人们重视。为更经济有效地为各类场所提供安防保护,提出一种无线防盗装置,该装置包括信号收发模块、微处理器、无线传输模块、和低频通信阵列的无线面隔离装置设计。实验结果表明,该装置能够很好地实现障碍物体检测,实现准确而及时的报警。

  近年来,一些施工场地内部多存在危险区域,急需安全防范措施阻止非工作人员的进入。然而,据非正式统计,我国发生工程误闯造成人身伤害的工程超过了半数,其中大型工程、偏僻地区工程和工期长的工程几乎是必然发生的事件。传统的防盗防闯入措施主要包括人力看护、监控摄像两大方面。此类措施多存在信赖度低,人工看护成本高,安装要求复杂等问题。鉴于此,为设计一种优越于现市面上其他安全防护系统,利用MIMO 低频通信系统构建无线安全防护面,设计非法闯入施工现场的人或物体实时快速检测系统具有极高的现实意义和广泛的应用前景[1-4]。

  针对电力施工现场安全要求,采用 MIMO 低频通信系统构建无线安全防护面,设计非法闯入施工现场的人或物体实时快速检测系统;采用多维时频混合特征提取由于闯入引起的无线信号变化特征;采用卷积神经网络进行训练和识别。该装置包括信号收发模块、微处理器、无线传输模块、电源模块、报警模块。主要针对低频信号的发生以及信号采集进行基于 A/D 芯片及单片机构成的低频信号发生器的设计、信号接收以及后期信号发生改变的特征提取及识别。在构建相对齐全的仪器实时监测数据库基础上,提出构造一种通过低频信号生成及接收器件分开放置、信号进行点对点传输构造相对安全的无线  设计方案

  将信号发生端以及信号接收端保持分开放置状态。DDS 调制芯片是整个系统的核心部件。系统上电后,在程序被烧进单片机

  F103C8T6 的基础上,信号发生端开始产生低频的正弦信号,接收端启动后,信号采集开始,此时可在信号接收端的电路板信号观察接口检测出接收信号,当信号发生器与信号接收器之间存在障碍物遮挡时,接收端上的报警器即实现报警。2.1 硬件的设计

  该装置包括信号收发模块、报警模块、微处理器、无线传输模块、电源模块。其中无线传输模块用以传输微处理器与报警模块的信号。电源模块用以为整个装置供电。

  信号收发模块由单片机 STM32F103C8T6、信号发生器、信号接收器、

  、定向天线,D/A转换器构成。单片机将频率控制字发送给信号接收器,在信号发生器的输出端口得到所需的正弦信号,将输出信号通过滤波器进行滤波处理。信号发生器设置为多组且同时设置与之对应的多组信号接收器形成低频信号通信阵列。所述信号接收器将接收到的信号发送给微处理器进行信号特征提取与识别,其中微处理器利用多维时频混合特征提取信号变化特征并采用卷积神经网络进行训练和识别,当低频信号在传输过程中通过障碍物遮挡时信号传输功率发生改变,通过微处理器将其转化为波形方差作为参考信息,若超过预设阈值,记录相关数据并通过无线传输模块将波形方差传输给报警模块进行报警。

  、延时控制电路、多谐振荡器电路、电源,报警元件组成。窗口电压比较器包括 RP1、R4、R5、R6、R7、RP2、D1、D2、IC3、IC4;延时控制电路由IC5、R8、R9、R10、C4、C5、C6、BG,SCR 组成;多谐振荡器电路由芯片 IC4、R11、R12,C8 和 C9 构成;报警元件由 R13、D3、D4、N/O,

  灯和无绳电线 为带有真差动输入的四运算放大器。SCR 为可控硅整流器,型号为 SN101。当刚接通 15 V 电源时,IC5 的正负极电压分别为 V-=R9/(R9+R8) ,V+=0 V 随着时间的推移,V+ 的值逐渐升高,当 t 约为 1 μs 时,V+ 达到 10 V,所以当接通电源时间约小于 1 μs 内,IC5 输出低电平 BG 不导通,SCR 的 A 极为低电平,当接通电源时间约大于 1 μs 时,IC5 输出高电平,使 BG 导通,SCR 的 A 极为高电平。

  这样在接通电源约小于 1μs 的时间内,无论监视区内是否有活动的人体或物体,由于没有给多谐振荡器供电而处于不工作的状态,不产生报警信号。接通电源约 1μs 后,IC5 输出高电平,BG 导通,SCR 的 A 极为高电平,如果没有人体或物体经过两个信号源之间移动,IC3、IC4 都输出低电平,SCR 不导通,多谐振荡器处于不工作的状态,不产生报警信号;当有人或物体经过无线面隔离区域之间移动时,反射回来的信号与原信号产生频移,微处理器把微弱的频移信号进行放大、限幅等措施,通过单片机 B 取得和物体移动相关的直流电平。此电平与窗口电压比较器的基准电压相比较输出高电平,SCR 导通,多谐振荡器的 IC6 投入工作,IC6  的 4 脚所接的 N/O 接至无绳电话机报警。

  数据,自动打包上传的 4G 通信模块与单片机通过串口连接,完成硬件配置与软件设计。天线收到信号后采用两种处理,其一是初步判断信号状况是否异常,通过无线报警装置即时报警;其二,针对误报现象,采用 4G 无线传输将接收到的信号数据发送至后台,通过神经网络分析进一步精确判断信号受阻程度,若判定有人通过则自动拨打特定号码进行报警。2.1.5 硬件的整体思路

  信号发生器实验平台环境如图 3 所示,首先单片机将频率控制字发送给信号接收器,在信号发生器的输出端口得到所需的正弦信号,将输出信号通过滤波器进行滤波处理。滤波器的中心频率通过单片机 A 按照信号发生器的输出频率进行设置,D/A 转换器控制输出低频信号的幅度,由定向天线加大信号传输距离并与对应的多组信号接收器形成低频信号通信阵列,构成无线面隔离区域。

  信号接收器将接收到的信号发送给微处理器进行信号特征提取与识别,其中微处理器利用多维时频混合特征提取信号变化特征并采用卷积神经网络进行训练和识别,当低频信号在传输过程中通过障碍物遮挡时信号传输功率发生改变,通过微处理器将其转化为波形方差作为参考信息,若超过预设阈值,记录相关数据并通过无线传输模块将波形方差传输给报警模块进行报警。

  公司的 DDS 芯片 AD9959 配以单片机 STM32F103C8T6 实现高稳定度的低频信号发生器。单片机的控制程序包括按链程序、输出频率显示程序、AD9959 初始设置程序以及按键指令与 AD9959 控制指令间的转换程序。流程如图 4 所示,开始单片机会对 AD9959 进行一些初始设置,包括时钟选择, 串口传输模式设置,初始频率输出设置等,初始输出频率为 1 MHz,不调制。同时在显示屏上显示频率和相应的调制模式,等查询到有按键按下时,首先在显示屏上显示相应按键指令,然后等到确认按键按 F 后,才进行相应的指令处理,对 AD9959 进行改变输出信号的控制。所以,当确认键不按下时,单片机不会改变向 AD9959 传输的控制指令。3  装置使用结果分析

  一对低频通信阵列无线隔面的使用结果:当有任何物体出现在此装置的信号收发装置之间时(信号收发装置的最大距离为 50 m),值将信号接收装置发出的信号将超过预设阈值,最终将波形方差通过无线传输模块传输给报警模块,报警模块发出报警声响。

  多对低频通信阵列无线隔面的使用结果:当物体通过该隔离面时,信号接收器将接收到的信号发送给微处理器对多组信号进行信号的特征识别与提取,通过数据库来判断该入侵生物是否为人类以及其移动速度。若识别结果为人类则触发警报;若不是则不做报警处理。

  随着我国建筑业的发展,以及人们对建筑施工安全管理的日益重视。使得无线防盗装置在施工场地的需求愈发的强烈。为更经济有效地为各类场所提供安防保护,本文章提出了一种低频通信阵列的无线隔面。该低频通信阵列的无线隔面中采用了单片机低频信号发生器,这种信号发生器有如下特点:数值精确、性能稳定、操作方便,并且

  发生器产生高精度、低失真的正弦波或方波电压。是一个很有应用前景的信号收发装置。在信号通过上述信号接收器之后,通过微处理器对所传输的进行预处理,并对其特征进行相关提取的过程,对信号进行取样分组。最后,使用 BP 神经网络进行相关训练,分析是否有入侵者,若有则

  发生警报。最终经过一系列的检测,证明该设计是可用于建筑场地安全防护的低频、高精度、高速率、稳定的报警设施。并且,可以看出该设计有很广的应用前景,值得继续开发研究并丰富其功能。

  文章出处:【微信号:appic-cn,微信公众号:集成电路应用杂志】欢迎添加关注!文章转载请注明出处。

  中国硬件创新大赛网络培训会—技术培训篇如果你就干这行,毫无疑问你不能错过这次直播;如果不是,可能你不一定喜欢单片机,也不

  单片机的电源是不是经常与外围电路(电机什么的)分开,如果用同一个电源的话得用到什么芯片较好,稳定在5v(51的) ...

  机器视觉展览会旨在通过向人们集中展示前沿机器视觉技术和产品,为机器视觉行业业界人士提供一个务实高效的....

  人工智能比蒸汽机拥有更强大的物质推动能量,而且其哲学意义,也绝非仅限于生产力层面;AI时代会比文艺复....

  开通VIP送资料活动已经进行了5期,包括PCB设计资料、电源资料、单片机资料、电赛资料、模电资料,内容涵盖电路、代码、教...

  AICC2019主论坛演讲嘉宾阵容强大,来自中国工程院、英国皇家工程院、百度、中国新一代人工智能发展....

  第一例电路用了两个NPN三极管,我们先看单片机的发送,RS232的接收部分:当单片机的TXD输出高电....

  本文档的主要内容详细介绍的是STC-ISP单片机下载编程烧录软件四个版本应用程序免费下载包括了:st....

  利用前置分频器SAB6456A和高速数字分频器74HC390的分频功能,结合新型的MSP430F449单片机,给出了一种新颖的、全自动...

  以前就用c语言写过一些单片机小程序,我们老大都说我这是基础不行。。现在工作接触的什么内存管理,什么结构体啊简直是不知所云,...

  相信各位坛友看到这标题后,会产生疑问:中颖单片机是啥? 顾名思义,它就是一款单片机,是一款什么的单片机呢? 好吧,直接点...

  750K波特率 UART 串口3.3V转5V波形,当TX发高电平时,RX输出上升沿都是瞬间达到3.3V,然后再从3.3V慢慢升到5V。不...

  这个8*8按键程序的过程中,不管是在自己写还是参考别人程序的过程中,发现自己对C语言有些基本知识点和....

  单片机型号:STM32L053R8T6 这几篇日志将详细记录,自己应用stm32进行低功耗设计的全过程。 使用芯片:S...

  STM8S105xx接入线千字节的闪存程序存储器,以及集成的真数据EEPR....

  同时使用两个相同型号的传感器检测数据,单片机将数据上传到但闹上,两个数据的数据格式相同,可是怎么将这两个传感器的数据分开...

  2018年中国人工智能产业市场规模继续保持稳定增长,整体市场规模达到383.8亿元,同比增长27.6....

  引爆AI技术的Alphago与李世石的“人工智能”世纪大战已经过去三年,与三年前Alphago大胜李....

  单片机在启动时都需要复位,以使CPU及系统各部件处于确定的初始状态,并从初态开始工作。89系列单片机....

  对于经常与单片机打交道的人,Protues是经常使用的仿真软件,对于我们的设计帮助很大。从设计到PC....

  YIXIN_W5500以太网模块是一款基于WIZnet W5500芯片的以太网模块,是一款性能出色、....

  本文档的主要内容详细介绍的是单片机入门视频教程之基本电路知识的详细资料说明。

  本文档的主要内容详细介绍的是使用STM32F4系列单片机和FDC2214电容传感器芯片实现简单的纸张....

  《单片机外围器件实用手册:电源器件分册》(北京航空航天大学出版社。关德新。冯文全) PDF格式扫描版....

  无线遥控灯,由遥控部分和灯具部分组成。遥控和灯具上各由一块HT46单片机作为控制器,以NRF905无....

  MCU的程序的编写与PC下的程序的编写存在很大的区别,虽然现在基于C的MCU开发工具越来越流行,但对....

  任何一款MCU,其基本原理和功能都是大同小异,所不同的只是其外围功能模块的配置及数量、指令系统等。

  MCU是Microcontroller Unit 的简称,中文叫微控制器,俗称单片机,是把CPU的频....

  本文档的主要内容详细介绍的是SN8F5702单片机的IO和定时器及PWM等学习资料合集免费下载。 ....

  本文档的主要内容详细介绍的是松翰单片机仿真器SN Link ISP V2.02应用程序免费下载。

  DL-RTS1278M是针对无线抄表、工业远程控制行业研发的一款高性能无线串口模块,其嵌入高速低功耗....

  单片机系统里都有晶振,在单片机系统里晶振作用非常大,全程叫晶体振荡器,他结合单片机内部电路产生单片机....

  单片机的功耗是非常难算的,而且在高温下,单片机的功耗还是一个特别重要的参数。

  本文档的主要内容详细介绍的是如何在单片机上实现卡尔曼滤波详细计算方法和程序概述。

  早从《黑客帝国》开始,人们就对未来科技生活展开了想象:在未来,人们将会生活在虚拟世界,平常的感知都将....

  Compact的方式要自己通过程序来指定页的高位地址,编程比较复杂,如果外部RAM很少,只有256个....

  近年来,由于深度学习、计算机视觉和自然语言处理等多学科领域的兴趣激增,视觉和语言任务的桥接得到了显著....

  本文档的主要内容详细介绍的是STC ISP单片机烧录软件下载程序不成功的多个解决详细方法说明资料免费....

  难道嗅觉不是创造香水的关键部分吗?虽然这并非不重要,但在开发一款新香水时,很多基础工作都是通过评估数....

  据AI财经社报道,以人脸识别著称的商汤科技在获得软银中国10亿美元投资前,就已投资了6个项目,计划投....

  51系列是应用最广泛的单片机,由于产品硬件结构合理,指令系统规范,加之生产历史“悠久”,有先入为主的....

  Dropout是指在深度学习网络的训练过程中,对于神经网络单元,按照一定的概率将其暂时从网络中丢弃。

  目前,大多数用于深度学习的构建块、技术和体系结构都是基于实值操作和表示的。然而,最近对递归神经网络和....

  本篇共6章,主要介绍MCS-51系列单片机的基础知识,内容包括51系列单片机的发展概况、硬件结构、指....

  本文档的主要内容详细介绍的是使用单片机进行智能寻迹小车的设计资料合集免费下载包括了:毕业设计论文,参....

  TX-1C 51单片机开发板使用手册和使用ADC0804实现示波器的工程文件

  本文档的主要内容详细介绍的是TX-1C 51单片机开发板使用手册和使用ADC0804实现LCD128....

  本文档的主要内容详细介绍的是微机原理及接口技术的七个实验指导资料免费下载包括了:实验一 一个简单的微....

  单片机执行程序的过程,实际上就是执行我们所编制程序的过程。即逐条指令的过程。

  由于P0口内部没有上拉电阻,是开漏的,不管它的驱动能力多大,相当于它是没有电源的,需要外部的电路提供....

  单片机就是个小计算机,大计算机少不了的数据存储系统,单片机一样有,而且往往和CPU集成在一起,更加显....

  研究已经发现,灵长类生物大脑中的神经元越多,平均下来每个神经元与其他神经元的连接就越少(来自Herc....

  现有深度神经网络需要用更短的时间、更低功耗完成计算,这就给深度学习计算芯片提出了更高的要求。

  与人工智能强劲的发展势头和旺盛的行业需求相对应的,是巨大的数据缺口。作为AI三大要素之一,数据是人工....

  MSP430F5529 是最新一代的具有集成 USB 的超低功耗单片机,可以应用于能量收集、无线传感....

  本文档的主要内容详细介绍的是使用AVR单片机的I2C读取MPU6050的数据发送到串口的程序免费下载....

  本系统以凌阳16位单片机为控制核心,利用开关电容技术实现程控滤波的功能。前端放大器由运放和数字电位....

  加州大学旧金山分享的研究人员开发了一种方法,使用深度学习方法直接从大脑信号中产生口语句子,达到150....


银河网站登录1331_银河游戏手机版_银河官网网站【至尊享受】原创文章,作者:管理员,如若转载,请注明出处: http://www.redhandedthief.com/dyarticle/141.html