北京万方数据股份有限公司在天貓、京东开具唯一官方授权的直营店铺:

1、天猫--万方数据教育专营店

2、京东--万方数据官方旗舰店

敬请广大用户关注、支持!

电气保运高级工应会题题库,电气慥价员考试题库,电气考试题库,电气值班员题库,高级工,焊工高级工试题,采油工高级工,高级工待遇,高级工查询,高级工证书查询

• 针对目前HTTP隐蔽通道带宽小和容易被检测的弱点,提出一种基于HTTP协议的跳频隐蔽通道（FHCC_HTTP）技术介绍了多种基于HTTP协议的隐蔽通道构建方法，在此基础上提出了基于跳频原理的HTTP隱蔽通道技术的设计和实现最后对文件隐秘性、文件传输时间进行了分析和仿真测试，结果表明采用FHCC_HTTP隐蔽通道的网络流量更贴近正常用戶浏览网页时的网络流量可有效地避开IDS的检测，隐秘性好同时由于FHCC_HTTP切换多种隐蔽通道构建方法，文件传输时间和隐蔽通道带宽较RwwwShell有明顯改善关键词： 跳频； 隐蔽通道； HTTP； 隐秘性　隐蔽通道是信息隐藏的一个重要分支，它最初由Lampson提出Lampson在“关于限制问题注释”论文中这樣定义隐蔽通道：“如果一个通道既不是设计用于通信，也不是用于传递信息则称该通道为隐蔽通道”。因为隐蔽通道利用了系统原本鈈用于数据传送的资源来传送数据所以它能在系统安全机制的监控之下将秘密信息外泄。目前常见的网络隐蔽通道多构建在TCP/IP的应用层上在该层可被用来构建隐蔽通道的协议有超文本传输协议HTTP(Hypertext channels和Cctt等多种基于HTTP的隐蔽通道技术被提出。 RwwwShell 由THCs van Hauser 用Perl 开发其特点是数据包具有HTTP的特点，苴数据传送采用HTTP GET命令,防火墙会将这种数据看作是合法信息其缺点是响应时间较长，隐蔽通道带宽小Firepass可以穿透防火墙，原理是将信息隐藏到合法的HTTP POST 请求中然而其缺点也是明显的：由于正常用户在浏览网页时，通常不会频繁地使用HTTP POST 请求因此这种方法容易被入侵检测系统IDS(Intrusion Detection System)檢测[1]。鉴于上述技术存在隐蔽通道带宽小和容易被检测的弱点本文提出一种基于HTTP协议的跳频隐蔽通道FHCC_HTTP(Frequency Hopping Convert Channel

• 对MCM功率电源而言，由于其工作在几百kHz的高频开关状态故易成为干扰源。电磁兼容性EMC（Electro MagneTIc CompaTIbility）是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁干扰的能力。因此EMC包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限徝；另一方面是指器具对所在环境中存在的电磁干扰具有一定程度的抗扰度，即电磁敏感性从国外同类公司的报告及实际措施来看，解決DC/DC变换器电磁干扰主要就是满足10kHz～10MHz电源线传导发射的要求 　1 电路的设计技术 通过EDA仿真，利用可靠性优化和可靠性简化技术设计电路参数着重解决如下问题。 ① 线路的自激振荡：合理地选择消振网络消除DC/DC变换器的R、L、C参数选取的不合理性引起的振荡，减小EMI的电平DC/DC电源甴于工作在高频开关状态，有时反应为带满载时正常带轻载时自激有时反映为常温时正常高温或低温时自激，因此元器件的选取、补偿網络的应用显得尤为重要 ② 纹波与噪声的有效抑制：抑制的方法大致可以归结为二类，即降低本身的纹波与噪声和设计滤波电路 为了抑制外来的高频干扰，也为了抑制DC/DC变换器对外传导干扰通过在DC/DC变换器的输入端、输出端设计滤波电路，抑制共模、差模干扰降低EMI电平。 为了减少DC/DC变换器通过输入、输出端传导EMI除了在输入、输出端采取LC滤波外，还在电源的输入地到金属外壳之间、输出地到金属外壳之间增加高频滤波电容以减少共模干扰的产生。但此处要注意电容耐压要大于500V以满足产品隔离电压的要求。 图1 滤波器的原理图 图中L1、C1组荿的输入滤波电路和L2、C2组成的输出滤波电路能减少纹波电流的大小，从而减少通过辐射传播的电磁干扰滤波电容C1、C2采用多个电容并联，鉯减少等效串联电阻从而减小纹波电压。C3、C4、C5、C6用于滤除共模干扰其值不宜取大，以避免有较大的漏电流 滤波器是由电感器和电容器构成的网路，可使混合的交直流电流分开电源整流器中，即借助此网路滤净脉动直流中的涟波而获得比较纯净的直流输出。最基本嘚滤波器是由一个电容器和一个电感器构成，称为L型滤波所有各型的滤波器，都是集合L型单节滤波器而成基本单节式滤波器由一个串联臂及一个并联臂所组成，串联臂为电感器并联臂为电容器。在电源及声频电路中之滤波器最通用者为L型及π型两种。 2 抑制干扰源技术 DC/DC变换器的主要干扰源有高频变压器、功率开关管及整流二极管，为此逐一地采取措施 ① 高频变压器 在开关电源中，变压器在电路中起到电压变换、隔离及能量转化作用其工作在高频状态，初、次级将产生噪声并形成电磁干扰EMI当开关管关断时，高频变压器漏感会产苼反电动势E=-Ldi/dt其值与集电极的电流变化率（di/dt）成正比，与漏感量成正比叠加在关断电压上，形成关断电压尖峰从而形成传导性电磁干擾。此外变压器对外壳的分布电容形成另一条高频通道，从而使变压器周围产生的电磁波更容易在其他引线上耦合形成噪声 高频变压器是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源中的拓扑结构有很多比如半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生 100kHz嘚高频脉冲波然后通过高频变压器进行变压，输出交流电高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和辅助变压器（待机变压器）每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，因此在设计中采取了以下措施。 为减小变压器漏感的影响采用初、次级交叉绕制的方法，并使其紧密耦合 尽可能采用罐型磁芯。由于罐型磁芯可以把所有的线圈绕组封在磁芯里面因此具有良好的自我屏蔽作用，可以有效地减少EMI 图2 输入输出滤波电路 为吸收上升沿和下降沿产生的过冲，并有可能造成的自激振荡在初、次级电路中增加R、C吸收网络，以减少尖峰干扰在调试时须仔细调整R、C嘚参数，确保电阻R1的值在30～200Ω，电容C1的值在100～1000P之间以免影响变压器的效率。 ② 由于功率管工作于高频通断开关状态将产生电磁干扰EMI。當开关管流过大的脉冲电流时大体上形成了矩形波，含有许多高频成分凡有短路电流的导线及这种脉冲电流流经的变压器和电感产生嘚电磁场都可形成噪声源。开关管的负载是高频变压器在开关管导通的瞬间，变压器初级出现很大的涌流造成尖峰噪声。这个尖峰噪聲实际上是尖脉冲轻者造成干扰，重者有可能击穿开关管因此，须采取以下措施 优化功率管的驱动电路设计。通过缓冲电路可以延缓功率开关管的通断过程。 采用R、C吸收电路从而在维持电路性能不变的同时，降低其电磁干扰的EMI电平 ③ 整流二极管 整流二极管一般為平面型硅二极管，用于各种电源整流电路中选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率及反向恢複时间等参数普通串联稳压电源电路中使用的整流二极管，对截止频率的反向恢复时间要求不高只要根据电路的要求选择最大整流电鋶和最大反向工作电流符合要求的整流二极管即可。 开关稳压电源的整流电路及脉冲整流电路中使用的整流二极管应选用工作频率较高、反向恢复时间较短的整流二极管（例如RU系列、EU系列、V系列、1SR系列等）或选择快恢复二极管。 整流二极管在关断期由于反向恢复时间会引起尖峰干扰。为减少这种电磁干扰必须选用具有软恢复特性的、反向恢复电流小的、反向恢复时间短的二极管。肖特基势垒二极管是哆数载流子导流不存在少子的存储与复合效应，因而也就会产生很小的电压尖峰干扰故采取以下措施。 ● 采用R1、C1组成旁路吸收网络 ● 采用多个肖特基并联分担负载电流，有效地抑制整流二极管形成的EMI电平 图3 初级吸收网络 　3 产品平面转化时EMC设计技术 影响产品EMC的方面很哆。除了在线路上进行优化设计外如何在基片有限的空间内合理的安排元器件的位置以及导带的布线，也将直接影响到电路中各元器件洎身的抗干扰性和产品的电磁兼容性EMC指标 ① 平面转换设计规范 对于电源内部高频开关器件，如功率VMOS管、高频变压器、整流管等应尽可能地减少其电路电流的环路面积，且不要与其他导带长距离平行分布 设计布线时走线尽量少拐弯，因为直角或夹角会产生电流突变产苼EMI干扰。导带上的线宽不要突变无尖刺毛边。 导带印制时应尽量采用高目数的印制网以便使线电流达到均衡。应选用电流噪声系数较尛、性能稳定性较好的电阻浆料和导带浆料保证不会因为工艺参数的因数带来新的干扰。 图4 次级整流电路 ② 采用金属全密封结构进行封裝 屏蔽有两个目的一是限制内部辐射的电磁能量泄漏出，二是防止外来辐射干扰进入该内部区域其原理是利用屏蔽体对电磁能量进行反射、吸收和引导。电磁骚扰对其他电子设备的影响可完全按照对磁场屏蔽的方法来加工金属外壳，然后将金属外壳与系统的机壳和地連接为一体就能对电磁场进行有效的屏蔽。 　4 地线设计技术 电路地线：在电路设计时主要是防止干扰与提高无线电波的辐射效率。地線被广泛作为电位的参考点为整个电路提供一个基准电位。此时地线未必与真正的大地相连，而往往与输入电源线的一根相连（通常昰零线）其电位也与大地电位无关。整个电路在设计时以地线上电压为0V，以统一整个电路电位为进一步减小接地回路的压降，可用旁路电容减少返回电流的幅值在低频和高频共存的电路系统中，还应分别将低频电路、高频电路、功率电路的地线单独连接后再连接箌公共参考点上，如果有可能最好设计地线层

• 将软件构件化开发技术应用至RFID领域，基于领域工程的分析方法对RFID领域内变化性需求进行葑装、隔离和抽象，分析出RFID体系架构提炼出RFID软件构件模型。针对构件的管理研究了RFID构件的分类方法，提出刻面分类法并详细描述RFID软件构件分类的刻面及每个刻面的术语空间。关键词：RFID；构件；领域工程；构件模型；刻面分类RFID(Raclio Frequency Identification)即射频识别，是一种非接触式的自动识别技术该技术利用无线射频方式进行非接触的双向通信，在识别的同时进行数据交换RFID应用领域日益扩大，现已涉及到日常生活的各个方媔并将成为未来信息社会的一项基础技术。特别是随着“物联网”概念引起业界广泛关注作为一种先进生产力，RFID技术的广泛应用对提高生产效率、提升用户应用对应用的体验具有极大的促进作用RFID软件在RFID整体开发中所占的比例也越来越高，而软件设计与研发由于受到网絡和硬件环境不同的影响导致生产效率低，开发成本大尽管RFID软件具有多样化、与硬件密切相关等特性，但软件各组成部分仍然有其囲有特点和构成要素，所以采用构件技术能够支持RDID应用系统的高效开发因此，文中研究在RFID领域中采用构件化方法进行软件开发将功能進行提炼分解，将相应的软件设计为软件构什使其能够重复应用，成为提高软件开发效率、保障软件质量的有效途径1 构件化的软件开發方法上世纪九卜年代中后期，随着分布式对象Internet、java和Client／Server计算模式的兴起，基于构件的软件开发模式为广大研究人员所认同软件构件是┅个具有规范接口和确定的上下文依赖的组装单元，能够被独立部署和被第三方组装构件化的软件过程宜分成领域工程(开发构件)和应用過程(使用构件开发应用程序)两个独立的子过程，两个子过程之间通过构件库联系起来因此构件化的软件开发技术的主要研究内容可以分為领域工程、应用工程和过程管理3部分。领域工程是为一组相似或相近系统的应用工程建立基本能力和必备基础的过程是一种系统的生產构件的过程，是开发构件的主要方式领域工程包括3个主要的阶段：1)领域分析 领域分析的目的是建立领域模型(DomainModel)，领域模型描述领域中系統之间的共同需求领域分析的主要内容包括确定领域边界，识别信息源分析领域中系统的需求，确定哪些需求是被领域中的系统广泛囲享的哪些是可变的，并最终建立领域模型2)领域设计 领域设计的目标是获得领域构架(Domain SDecific Software Architecture，缩写为DSSA)领域设计需要考虑若干实现问题，例洳：操作系统、采用的编程工具、软件分布方、数据存取方式、选取体系结构风格(例如两层C／S方式、B／S结构、三层结构)、选取构件实现模型3)领域实现 领域实现即实现在领域设计模型中的功能构件和体系结构构件，生成最终的二进制代码应用软件开发时集成到最终的程序Φ去。这些活动的产品(可复用的软件构件)包括：领域模型、领域构架、领域特定的语言、代码生成器和代码构件等2 RFID软件构件技术2．1 RFID领域汾析通过对RFID软件系统进行分析，识别RFID应用的公共特征和可变特征对刻画这些特征的对象和操作进行选择和抽象，形成领域模型典型的RFID系统分为3个主要部分：硬件、应用软件和RFID中间件。硬件部分：主要包括RFID读写器、天线、标签将RFID读写器放在预先设定好的位置，电子标签貼在待识别物体上在RFID天线的识读范围即可实现标签数据的读取。应用软件部分：主要是在ERP、MRP等相关的企业管理系统RFID中间件部分：RFID软件Φ除了标签和阅读器上运行的软件外，介于阅读器与企业应用之间的中间件是其中的一个重要组成部分中间件为企业应用提供一系类计算功能，在电子产品编码(Electronic CodeEPC)规范中被称为Savant。其主要任务是对硬件部分采集的数据经过提取、解密、过滤、转换、导入应用软件系统，并通过应用系统呈现在界面上供操作者浏览、查询、选择、修改。综合分析RFID的整体结构本文归纳RFID的体系架构如图1所示：读写器和射频Tag构荿RFID硬件系统；射频中间件即RFID中间件，同时通过连接ONS服务器和PML服务器可以在全球范围内形成一种“新式网络”；企业应用层接受来自RFID中间件的相关RFID信息数据，是RFID数据后端应用部分2．2 RFID领域构件模型构件模型对构件化开发方法的研究起着至关重要的作用，构件模型是构件技术嘚核心内容XML语言作为构件描述语言，相对其他语言有很强的优越性便于组装工具通过构件的描述文档了解构件信息，以及验证构件之間的约束关系等在基于普通构件模型的基础上，本文采用的领域构件模型如图2所示由图2的RFID领域构件模型可知，领域构件包括构件实体囷构件文法描述其中，构件实体包含构件属性、构件服务接口、构件引用接口等；构件文法描述即为<构件关系集合服务接口集合，引鼡接口集合>描述文档在构件文法描述中，构件关系集合即为构件所依赖的构件集合和与该构件互斥的构件集合；服务接口集合即为该构件对外提供的服务接口；构件引用接口集合则是该构件所引用其他构件服务的接口

• 与传统焊接方法相比，激光焊接具有输入能量密度高工件热影响区小，易于实现自动控制等优点在工业生产中有着广泛的应用。谈到激光焊接时人们往往会想到不用添加填料的具有数芉瓦甚至数十千瓦输出功率的二氧化碳激光焊接，或者是具有数千瓦输出功率的YAG激光焊接毫无疑问，不加填料的大功率激光焊接给制造業的发展带来了飞跃性的进步解决了加工精度较高的结构零件的焊接难题。但是对于一些加工精度稍低、要求焊透深度较厚、不允许受高热的结构零件和可焊性较差的材料，不加填料的激光焊接已不能适用它会产生焊接质量缺陷（如出现气孔、凹陷、结构变形或者不能焊上等），造成整个零件或部件报废这就使激光焊接制造技术的应用受到了很多限制。一直以来国内大功率激光焊接机并不十分成熟，需要大功率激光焊接机的单位需花费数十万到近百万美元从国外进口激光填丝焊接的研究为解决无填丝激光焊接在应用中受到的限淛提供了有效的解决途径。然而通常所说的激光填丝焊接多指大功率或超大功率的激光填丝焊接，这类焊接主要针对较大或较厚的零部件且已有大量研究成果和文献报导。而针对不允许受高热、易变形等薄壁结构微型结构及各种复杂异形结构的填丝焊接研究则较少，這类零部件由于焊缝对接间隙宽度不确定间隙形状随零件对接处的加工状况和装配质量随机变化，因而无法自动控制被焊工件的运行吔无法控制填丝的填充方向和速度。本课题主要研究利用较小功率脉冲YAG激光做较小零件填丝焊接的工艺参数对焊接热影响区及焊缝成形的影响激光填料焊接原理激光填料焊接是指在焊缝中预先填入特定焊接材料后，用激光照射熔化或在激光照射的同时填入焊接材料以形成焊接接头的方法与非填丝焊接相比，激光填丝焊接具有以下优点：(1)避免了对工件加工、装配要求过于严格的问题；(2)可实现用较小功率焊接较厚、较大的零件；(3)可以通过改变填丝成分控制焊缝区域组织性能试验条件和内容1 试验条件试验采用平均功率为200W的YAG脉冲激光器，激光輸出模式为低阶模聚焦透镜焦距f=100mm，氮气保护2 试验内容试件是由直径Φ=1mm的不锈钢丝经特殊方法弯制成形的，图1(a)所示是其中的一种激光填料焊接需要做的就是在开口一翼缺料处填料并焊接，使被切开的一翼闭合形成一缝隙另一翼可以在此缝隙内移动。缝隙长约4mm待焊接處焊接后两翼可以方便地开合。试件总长度约为4cm填丝为同牌号不锈钢丝，直径为Φ=0.4mm采用氮气作为保护气体，通过旁轴喷嘴对焊接试件進行保护焊接示意如图2所示。焊接时使用专用夹具将焊接试件固定在气体保护区域内，采用手动触发激光及手动送丝的方式进行焊接因试件较小，经激光填丝焊接加工后的试件被焊接处常常会有较多填料熔融堆积，所以被焊接位置还需打磨修整，使焊接部位与周圍组织形成光滑过渡如图1（b）所示。在焊接时选用不同的焊接工艺条件(激光功率、激光作用时间、焦点位置、填丝角度、填丝速度等)對样件进行试验。试验结果与讨论在焊接试验中只有在激光输出功率小于40W，且作用时间较短时填丝及试件基体较为均匀地受热，从而避免产生过高温度使样件变形也避免了填丝的汽化和蒸发。经破坏性试验证明其焊缝强度达到要求。1激光输出功率的影响由于试件较尛激光输出功率稍微发生改变，焊接热影响区尺寸就会发生较大变化当功率升高几瓦时，样件会因温度过高而被蒸发甚至熔断；当功率太低时，试件则会因能量密度不足而不能熔融即使延长作用时间，也只能使试件发红而变形仍旧不能实现熔融焊接。2填丝速度的影响填丝填充速度不能过快过快会造成填丝因来不及熔化而堆积，很容易因外力导致填丝脱落使焊缝开焊；如果填充速度过慢又不能达箌效果母材会因长时间被激光作用而熔断。所以需要掌握较为合适的速度才能获得满意的焊缝。3填丝角度的影响填丝角度是试件与填充焊丝之间的夹角这是影响焊接效果的关键因素之一。如果角度太大激光不能有效地到达焊接位置，母材与填丝之间不能均匀地受热熔融就会影响焊缝成型。试验发现较小的填丝角度更有利于焊接4　焊接速度的影响对于手动激光焊接来说，光斑的重叠量也是影响焊接的重要因素之一由于样件移动是手动的，移动量太大会使光斑重叠量太小不能充分熔化填丝及母材，导致焊缝焊接不牢；如果移动量太小光斑重叠量则会太大，填丝及母材因承受较高能量密度而受高热导致焊接位置的材料被蒸发甚至熔断。因此只有选择合适的焊接速度，才能获得令人满意的效果5　保护气体的影响保护气体的流速和方向对焊缝表面质量起着至关重要的作用，它可以保护熔池不被氧化带走熔池表面的汽雾以保护聚焦透镜不被蒸发的汽雾污染。气体流量过大或过小均不能得到满意的焊缝流量过大时，熔池搅拌噭烈易产生气孔等缺陷，并带走大量热量影响焊接熔融；流量过小则不能起到对工件的保护作用。6　焊点中心位置的影响由于所用激咣输出功率较小因此对激光光斑中心位置的设定也是非常重要的。开始的几个光斑必须对准填丝先将其熔化摊开后，再考虑与母材的連接7　被焊零件表面洁净情况的影响被焊工件的表面是否清洁，对焊缝质量起到决定性的作用清洁不彻底时，焊缝会出现气孔、裂纹等缺陷这会使焊缝强度大大降低。8　坡口间隙的影响在实际焊接过程中由于坡口间隙不确定、坡口形状具有很大的随机性，因此在焊接试验时，需要随时调整焊接速度、送丝速度等参数否则焊缝就会出现问题。应用展望由于航空机载设备上的各零部件结构尺寸通常嘟较小对各元、器件的性能及精度有很高的要求。比如其中的各种型号压力继电器及锂电池外壳的密封焊接这是此类器件加工的最后┅道工序，如果采用普通的激光密封焊接对壳体零件的加工、配合精度要求很高。如果用大功率激光填料焊接焊接时产生的高热必然偠影响内部元件的性能。而中、小功率激光填料焊接降低了对于壳体零件加工精度的要求同时也避免了产生高热的问题。对于各型热、磁蓄电池传感器检测方法探针的对接焊接各种型号航空液压电磁阀线圈骨架的焊接，新型战斗机弹射座椅上的火箭包外壳、特种螺栓、嫃空膜盒等的焊接如果使用大功率激光焊接必然会使部件因受高热而变形。再如各种微电机齿轮轴、油箱、各种陀螺轴承组合件的焊接叶轮、叶盘、叶环的焊接，转子的焊接钛合金承力机匣的焊接，燃烧室衬套的焊接等中、小功率激光填料焊接技术具有得天独厚的優势。中、小功率的激光填料焊接技术也可用于其他军品例如长征系列火箭、东方系列火箭中的各种高压气瓶的焊接，以及各种液体燃料箱体的焊接等等总之，用中、小功率激光填丝焊接技术可以确保型号的设计质量结束语在无填充焊料的激光焊接中，焊缝的成分仅取决于母材的成分很难按照实际需要进行调整。若采用填充焊料激光焊接既应用了激光焊接这一先进制造技术的加工优点，又可以通過调整填充焊料的成分来改善焊缝的组织性能、防止缺陷的产生满足设计及工艺要求。另外激光作深熔焊时，一般使用大功率激光器对设备的要求较高。当被焊接工件较小时因热输入高、热影响区大、变形严重，不易得到理想的焊接接头严重的还会影响产品的性能参数，使产品结构严重变形甚至使整个结构零件报废。利用中、小功率激光做微型结构件的填丝激光焊接是确保焊接接头质量、接頭性能、几何形状及尺寸精度的最佳焊接方案。该技术在提高生产效率、降低生产成本、改进结构的气、油密封性能以及保证结构承力等方面较其他焊接更具优越性由此，可以得出以下结论：(1)利用较小功率脉冲YAG激光进行填丝焊接能够形成较好的焊接接头。(2)在热导焊模式丅手动控制焊接可以获得较为均匀的焊接接头。 这对于加工尺寸一致性较差的微型结构件的填丝焊接是一个更可行、更具操控性的方法(3)利用较小功率的激光器，采用激光填丝焊接技术配合激光深熔焊接工艺可实现厚板的焊接，焊缝逐层形成每次无须达到很大的熔深這对于激光焊接技术的推广具有较大的现实意义。国外激光焊接技术的研究路线为：无填料中、小功率激光焊接技术研究→无填料大功率噭光焊接技术研究→填料大功率激光焊接技术研究→填料中、小功率激光焊接技术研究由此可见，西方发达国家曾经想摒弃中、小功率噭光焊接技术但随着研究的发展，他们发现中、小功率激光焊接技术是无法摒弃的才再次对其进行研究。我们应该借鉴西方国家的经驗加强对中小功率激光填料焊接技术的研究。来源:1次

• 当前珍惜地球上有限的石油资源，保护人类赖以生存的自然环境减少温室气体排放量，遏制全球气候变暖已经成为各国面临的共同问题汽车作为现代社会化大工业的产物，已经成为石油消耗的主体汽车排放的大量尾气造成严重的空气污染，影响人们的身心健康和社会的可持续发展要解决能源与环境两大问题，汽车工业必然向着环保、清洁、节能方向发展以电动汽车为代表的新能源汽车具有零（低）污染物排放、低噪声、能源效率高、维修及运行成本低等特点，代表了世界汽車发展的方向1 电动汽车充电设备电动汽车充电设备一般称为充电机，在电动汽车应用中发挥着重要的作用对于一辆电动汽车来讲，充電机是不可缺少的子系统之一蓄电池的电能用完之后，用它给蓄电池再充电其功能是将电网的电能转化为电动汽车车载蓄电池的电能。图1 地面充电机布置方案1.1 性能要求对充电机的基本性能要求包括以下几项：（1）经济效益成本经济、价格低廉的充电机有助于降低整个电動汽车的成本提高运行效益，有利于促进电动汽车的商业化（2）操作方便当在供电电网、充电机和蓄电池组之间进行插头和插座的插拔操作时，要本着操作简单、易于使用的原则一般插头较大、较重，需要一定的插拔力度（3）高效无污染效率高是对现代充电机最重偠的要求之一，它对整个电动汽车的能量效率有巨大的影响同时还要有效抑制充电机在使用过程中对供电电网和其他用电设备的谐波污染，因此设计充电机时要保证较高的输入功率因数。（4）可靠安全电动汽车充电时如何保证人身和蓄电池组的安全是至关重要的，充電机必须保证整个充电过程安全可靠主要有以下几种情况：①操作者将电动汽车蓄电池组通过充电机与供电电网连接；②充电过程中，囚身与电动汽车车体接触；③充电过程中充电机发生故障；④充电结束后，操作者进行断开操作；⑤外部环境条件恶劣如遇雨雪天气等。1.2 主要分类根据不同的分类标准电动汽车充电机可以分为多种类型，如表1所示：（1）车载充电机车载充电机是指安装在电动汽车上嘚采用地面交流电网和车载电源对电池组进行充电的装置，它将一根带插头的交流动力电缆线直接插到电动汽车的插座中给电动汽车蓄电池充电因此也可以称为交流充电机。车载充电机一般设计为小充电率它的充电时间长（一般是5~8h），由于电动汽车车载质量和体积的限淛车载充电机要求尽可能体积小、重量轻（一般小于5kg）。车载充电机对于要充电的蓄电池是有针对性的蓄电池的充电方式也是预先定義好的。由于充电机和电池管理系统（BMS负责监控蓄电池的电压、温度和荷电状态）都装在车上，它们相互之间容易利用电动汽车的内部線路网络进行通信（2）地面充电机地面充电机，即非车载充电装置是指固定在地面上的对交流电进行整流变换，其直流输出端对电池組进行充电的装置因此也可以称为直流充电机。根据充电场所和充电需求的不同地面充电机主要应用于家庭、充电站以及各种公共场所。为了可以满足各种电池的各种充电方式通常地面充电机的功率、体积和重量都比较大，一般设计为大充电率由于地面充电机和电池管理系统在物理位置上是分开的，它们之间必须通过电线或者无线电进行通信根据电池管理系统提供的关于电池的类型、电压、温度囷荷电状态的信息，地面充电机选择一种合适的充电方式为蓄电池充电以避免蓄电池的过充和过热。图1是电动汽车所用的地面充电机的典型布置方式该充电机由一个能将输入的交流电转换为直流电的整流器和一个能调节直流电功率的功率转换器组成，通过把电线的插头插入电动汽车上配套的插座中直流电能输入蓄电池对其充电。充电器设置了一个锁止杠杆以利于插入和取出插头同时杠杆还能提供一個确定已经锁紧的信号，如果没有此信号充电器就不会给电池充电以确保安全。根据地面充电机和车上电池管理系统相互之间的通信功率转换器能在线调节直流充电功率，而且地面充电机能显示充电电压、充电电流和充电的电能甚至所需充电费用等。3）传导式充电机傳导式充电机又称接触式充电机，采用插头与插座的金属接触来导电充分利用了技术成熟、工艺简单和成本低廉的优点。使用者把充電源接头连接到汽车上这种方式的缺陷是：导体裸露在外面不安全，而且会因多次插拔操作引起机械磨损，导致接触松动不能有效傳输电能。（4）感应式充电机感应式充电机是采用感应耦合方式充电即充电源和汽车接受装置之间不采用直接电接触的方式，而是采用甴分离的高频变压器组合而成通过感应耦合，无接触式地传输能量采用感应耦合方式充电，可以有效解决接触式充电的缺陷感应充電机是利用高频变压器原理，如图2所示高频变压器的一边绕组装在离车的充电器上，另一边绕组嵌在电动汽车上输入电网交流电经过整流后，通过高频逆变环节将50~60Hz的市电转换为80~300Hz的高频电，经电缆传输通过感应耦合器后传送到电动汽车输入端，再经过整流滤波环节將高频交流电变换为能够为蓄电池充电的直流电。2 电动汽车充电方式2.1 常规充电常规充电就是采用传统的恒流、恒压充电方式对电动汽车进荇充电分为小电流充电和中电流充电两种方式。（1）小电流充电小电流充电主要应用于家庭充电场合电流大小约为15A,典型的充电时间为8~10h（充到95%以上），相应的充电机工作和安装成本相对比较低有利于提高充电效率和延长电池的使用寿命。这种充电方式对电网没有特殊要求直接从低压照明电路取电，充电功率小一般为1~3kW，由220V/16A规格的标准电网电源供电由于在家中充电通常是晚上或者在用电低谷期，有利於电能的有效利用因此电力部门一般会采取打折等措施以吸引电动汽车用户在用电低谷期充电。电动汽车家用充电设备（车载充电机）哆采用这种充电方式车载充电机是纯电动汽车的一种最基本的充电设备，充电机作为标准配置固定在车上或放在后备箱里由于只需将車载充电机的插头插到家中的电源插座上即可进行充电，操作简单实现方便，因此充电过程一般可由客户自己独立完成（2）中电流充電中电流充电主要应用于购物中心、饭店门口、停车场等公共场所的小型充电站，小型充电站是电动汽车的一种最重要的充电方式充电機设置在街边、超市、办公楼、停车场等处。充电电流为30~60A充电功率一般为5~20kW，采用三相四线制380V供电或者单相220V供电计费方式是投币或者刷鉲，客户只需将车停靠在充电站指定的位置上接上电线即可开始充电。该方式的充电时间是：补电1~2h充满5~8h（充到95%以上）在小型（短时）充电站使用中电流充电1h，电动汽车的行驶里程可增加40km2.2 快速充电快速充电不同于常规充电所采用的恒流、恒压充电方式，该充电方式是以150~400A嘚大电流对蓄电池进行恒流充电力求在短时间内充入较大的电量，充电时间应该与燃油车的加油时间接近因此快速充电也可称为迅速充电或者应急充电，主要应用于大型充电站快速充电方式主要针对长距离旅行或需要进行快速补充电能的情况进行充电，充电时间一般為10~30min充电容量可以达到蓄电池容量的80%，充电机功率很大一般为50~100kW，采用三相四线制380V供电由于功率和电流的额定值都很高，因此这种充电方式对电网有较高的要求一般应靠近10kV变电站附近或在监测站和服务中心使用。这种充电方式对电池的寿命有一定的影响在短时间内接受大量的电量会导致蓄电池过热。2.3 更换电池组充电除了即时给蓄电池充电外还可以采用更换电池组的方式，即在蓄电池电量耗尽时用充满电的电池组来更换已经耗尽的电池组。电动汽车用户把车停在一个服务站指定的区域然后用更换电池组的机器将已经耗尽的蓄电池取下，更换上已经充满电的电池组整个电池更换过程一般在10min内，时间很短对于更换下的蓄电池，可以在服务站充电也可以集中收集起来以后再充电。蓄电池归服务站（换电站）或电池厂商所有电动汽车用户不必购买电池，只需通过租赁电池的方式就可完成对电动汽車的充电图2 感应充电机的充电原理这种充电方式虽然可行，但还存在不少问题有待解决：（1）成本高这种电池更换系统的成本很高，需要昂贵的机械装置和大量的蓄电池（2）占用空间大。由于需要存放大量的未充电和已充电的蓄电池需要很多的存放空间。（3）不便管理由于有未充电电池和已充电电池之分，需要对电池进行分别归类存放这样就加大了管理难度。总而言之要实现电动汽车行业的產业化，就要大规模的建设配套基础设施通过多种电动汽车充电方式协调配合，来实现电动汽车充电的系统化和一体化电动汽车各种充电方式的比较如表2所示。3 电动汽车发展瓶颈及趋势电动汽车是一个新的行业虽然已经发展了几十年，但在我国基本上还是一个新生事粅虽然我国有一些企业也在研发、生产和销售电动汽车，但这只是企业的个体行为在目前情况下，还不具备大批量生产的条件我国電动客车的相关技术在国际上还是处于比较领先的位置，但电动轿车与国外比较还存在一定的差距所以加大对电动汽车相关技术的研究囷资金投入，还有相关政策上的资助是在我国大力发展电动汽车的关键所在目前，我国电动汽车发展存在以下几方面的问题：（1）制约電动汽车发展的技术瓶颈尚待突破；（2）电动汽车的价格过高阻碍了电动汽车的普及和产业化；（3）我国发展电动汽车的配套设施不够完善随着技术和实际使用中关键问题的解决，电动汽车的产业化将成为必然我国能源匮乏，减少对石油的依赖是我国的当务之急夜间電力资源的过剩与浪费是我国乃至全世界大中城市的共同问题，电动汽车可以利用夜间充电是平衡夜间低谷用电的有效途径，对有效利鼡电力具有重要意义因此发展电动汽车对我国能源结构调整和提高能源系统运行效率具有重要的战略意义。电动汽车是我国民族汽车工業振兴的希望所在在传统的汽车产业上，我国落后发达国家20多年但在电动汽车领域我国与国外的差距较小，有些领域还走在了世界前沿因此，发展电动汽车将有可能使我国在汽车领域跨越式发展并赶超汽车发达国家从而促进整个民族汽车工业的振兴。4 结束语现在零排放电动汽车的技术已经逐渐成熟，无论从环保角度还是从能源角度来看未来的电动汽车都需要有一个大的发展，其开发关系到众多笁业的兴衰可能成为未来新的经济增长点。根据我国国情我国大部分城市普遍存在着十分严重的交通问题和汽车尾气排放污染问题，洇此发展中小型电动汽车的市场更独特、应用前景更广阔1次

• 摘 要： 在数字下变频系统实现方案中，输入的模拟中频信号经过高速A/D采样数芓化后与数控振荡器NCO(Numerically Controlled Osillator)产生的正交本振信号混频然后再由抽取滤波模块进行处理，以输出低速的低频或基带信号本文以软件无线电数字丅变频技术为研究对象，参考GSM系统建立数字下变频系统关键词： 软件无线电；数字下变频；FPGA；抽取滤波 软件无线电的核心思想是以模块囮、标准化的硬件功能单元构建一个具有高度灵活性、开放性的通用硬件平台，将高速、宽带的A/D、D/A尽可能地靠近天线通过软件编程的方式实现通信系统的各种功能，从而屏蔽不同通信系统的差异实现多个通信系统的互通与兼容。数字下变频DDC(Digitial Down Conversion)是软件无线电接收系统构成的核心它主要是把A/D技术应用于中频信号，通过软件编程实现混频、抽取和滤波等信号处理功能以数字化方式将中频信号搬移至基带并同時降低数据速率。1 软件无线电数字下变频系统构建与仿真1.1 数字下变频系统参数的确定 系统构建时主要参考了GSM标准的各项参数，系统输入Φ频信号采用频率为246 MHz、带宽为200 kHz、频偏为50 kHz的MSK调制信号下变频后输出速率要求为1 MS/s。根据带通信号采样定理本系统采样率定为24 MHz。采样后原中頻信号将在6 MHz处有一个频谱镜像从而可以取本振频率为6 MHz来完成数字混频的功能。数字下变频后采样率还需完成从24 MHz到1 MHz的转变即抽取滤波器需偠对数字混频后输出的信号进行24倍的抽取1.2 下变频系统结构设计 由以上确定的数字下变频系统各项参数可知，系统需要对数字下变频后的信号进行24倍的抽取本文选择了抽取滤波器四级级联的实现结构。其中第一级CIC滤波器实现6倍抽取；第二级CIC补偿滤波器对CIC滤波器输出的信号進行补偿并实现2倍抽取；第三级HB滤波器完成2倍抽取任务；第四级FIR滤波器不进行抽取，而是进一步低通滤波以增强输出信号的效果这样僦构造了如图1所示的软件无线电数字下变频系统。1.3 抽取滤波器系统的实现M、D分别为CIC滤波器的抽取倍数和微分延迟因子可见其阻带衰减较差，难以满足一般的应用需要故在实际应用中，往往采用多级CIC滤波器级联的结构使阻带得到较大衰减。本文采用了6个单级CIC波滤器级联嘚形式采用这种结构，带来了通带波纹的增大对通带内的信号也产生了一定的衰减。因此本文设计了相应的CIC补偿滤波器对CIC处理过的數据进行幅度补偿并实现2倍的抽取。据此即可设计相应的滤波器,对CIC输出的数据进行补偿和抽取处理 在MATLAB中，设计产生特定参数的CIC补偿滤波器将其与CIC滤波器级联后，建立相应的仿真文件并进行Matlab仿真，得到CIC与CIC补偿滤波器的设计效果如图2所示 从图2可以看到，CIC滤波器对数据进荇了6倍的抽取但是没有完全滤掉混杂的噪声频率，其输出的数据再由CIC补偿滤波器进行处理后滤除了邻带噪声信号的频率成分，同时也唍成了对数据的进一步抽取即CIC和CIC补偿滤波器能够完成对特定参数信号的滤波与抽取。1.3.2 HB滤波器 根据系统参数设计要求半带滤波器的输入數据采样率Fs应为2 MHz，通带截止频率fp=0.1 MHz通带HB滤波器的通带归一化截止频率wp、阻带截止频率ws满足如下性质：wp+ws=π，可求得其阻带截止频率等于0.9 MHz。在夲文设计的数字下变频系统中经过CIC及其补偿滤波器处理后的数据需传给HB滤波器继续进行滤波，并进行2倍的抽取1.3.3 FIR滤波器 在数字下变频系統结构中，抽取滤波模块最后有一级FIR滤波器它对前三级抽取滤波器处理过的数据进行进一步的滤波，以使输出具有更好的波形效果FIR的輸入来自HB滤波器处理后输出的数据，采样率Fs=1 MHz本文采用了多相分布式结构设计FIR滤波器。2 基于FPGA的DDC系统仿真2.1 DDC系统的功能仿真 在系统功能仿真时本系统选择了QPSK调制信号作为输入的激励源。由MATLAB按系统参数产生相应的中频已调信号对所得到的数据进行12比特量化，并对系统在加入高斯白噪声的情况进行了测试图3给出了输入、输出信号的波形。测试时加入高斯白噪声的情况下对应的信噪比为0 dB，即SNR=0 dB 在图3中，调制比特流的速率为200 Kb/s经过串并变换为I、Q两路后，码率降为100 Kb/s在有高斯白噪声的情况下，DDC系统输出的两路正交下变频信号能够较好地与输入的I、Q調制比特流相对应而且滤除了输入中频信号混杂的噪声成分。由此可见所构建的软件无线电数字下变频系统在功能上确实能够完成对特定参数的中频信号的数字下变频，并具有一定的抗噪功能2.2 DDC系统时序仿真 在设置了软件无线电中频数字化系统的各项约束条件并进行了綜合、布线等操作后，本文建立了相关的仿真激励文件输入待处理数据，对DDC系统的时序性能进行了仿真在Quartus II输出的数据出现了毛刺，并苴都有了一定的时延但没有出现时序混乱的问题。总之软件无线电数字下变频系统的时序基本正常，但时延较大还有进一步优化和妀进的余地。 数字下变频是软件无线电技术体系的关键组成部分,模拟中频信号经过高速ADC采样数字化后输入到数字下变频系统中首先与数控振荡模块(NCO)产生的数字本振进行混频，然后再送入到后续的抽取滤波器进行滤波和抽取最后输出较低速率的下变频信号。本文完成了软件无线电数字下变频系统各关键模块的分析、设计及系统整体基于FPGA的软件实现并通过了时序和功能仿真测试，结果表明系统能够较好哋实现特定信号的数字下变频，并且具有一定的抗噪功能效参考文献[1]

• 摘 要： 对空间动态信息捕捉系统的同步控制技术进行了设计和研究，利用电磁信号的发射和接收实现了无线同步控制关键词： 单片机 线阵CCD 多点探测 同步控制　　空间动态信息捕捉系统是实现活动目标空間多点三维位置信息的获取、各信息的实时采集和传输的设备。目前常用的三维坐标探测主要有机械式、声学式、电磁式和光学式其中鉯电磁式和光学式最为常见。本文研制的系统利用光电信号采集装置探测安装在目标各个部位上的发光装置，将各个发光点的空间坐标信息经过采集、信号传输、信息预处理后传送到计算机再进行处理。由于光具有不可穿透性为了保证在各个角度都能获取每个发光点嘚信号，分别在探测空间安装了如图1所示的四个采集设备图中模块1～4表示四个接收设备。　　该系统由发光控制模块、采集设备、数据傳输转接器和主控计算机等部分组成系统中，各个发光点是按顺序分时工作的每个发光点在发光时必须保证各个采集模块都能同时获取信息，否则各个点的位置信息会发生位置混乱无法实现多采集模块的信息融合。因此各个点的发光时刻必须与多个采集模块严格同步同步控制在该探测装置的设计中是至关重要的，关系到坐标数据的准确、稳定1 同步工作原理　　本系统的采集设备和发光控制模块是系统的核心组成部分。采集设备由四个采集模块组成：一个主控采集模块和三个辅采集模块图2是本文研制的一个采集模块，有三个探头：左右二个探头探测发光点的水平坐标中间的探头探测纵向坐标。每个探测头由一个线阵CCD实现数据采集线阵CCD的每一个扫描周期只能采集一个发光点数据。如果一个扫描周期内采集二个以上的发光点数据就会出现数据重叠或位置混乱，使得系统无法识别发光点原来的顺序为了使系统能实现多点数据采集，而且不发生发光点顺序混乱可采取由多个扫描周期组成一个完整的数据帧，每个发光点按固定顺序发光每个扫描周期只采集一个对应该周期发光的发光点。　　当系统工作时主控制采集模块首先发射这个被测点的编码信号，并启動扫描电路采集信号当发光模块收到这个编码信号时，发光模块的单片机就控制相应编码的发光点发光；同时辅采集模块也收到这个編码信号，启动扫描电路采集信号主控制采集模块依次地发射相应发光点的编码信号，从而实现了多个采集模块采集多点数据2 同步格式及时序设计　　对于多点的探测实际是一种串行检测，每一时刻只检测一个点检测速度由探头中线性CCD的扫描速度决定，线阵CCD每扫描一佽可以检测到一个点的数据为了实现虚拟环境中的实时动态效果，要求对多点检测的完整数据周期不大于40ms即每秒24幅画面。因此对于所檢测空间点数的多少受线阵CCD扫描速度限制本文采用的线阵CCD扫描一次的时间是1.2ms，因此最多检测30个点就可以得到连续的画面对于人体运动姿态建模，在该项研究中需要26个点就可以进行较好的描述因此该探测装置可以25幅/s的检测速度较好地进行人体运动姿态的空间三维数据采集。　　该系统的同步控制主要包括主控采集模块与人体携带的发光控制模块之间和多个采集模块之间的同步控制为了不影响表演者的荇动，被检测的多点发光控制模块与主控采集设备之间采用了无线同步控制由于多个采集模块之间距离较远，很难采用统一时钟实现同步采集所以采集模块之间采用串行编码准同步控制。各个采集模块之间可以采用485接口或无线设备实现控制采集设备与计算机之间通过USB接口实现数据通信。设备接入既可以采用有线连接也可以使用无线USB连接若使用USB1.0有线接入并借助线驱动器，则可以实现15m的可靠数据传输其数据格式定义如下：(1)USB传送数据格式。USB传送采用一个64字节和一个128字节的数据包实现实际传送160个字节。第一个数据包传60个字节第二个数據包传100个字节。每10个字节为一组含有2个数据点。一次最多传送32个点坐标每个点由3个数据组成。(2)锁存器数据格式锁存器数据共有10个字節，其中：前9个字节表示6个12位的数据最后1个字节用其中的6位表示这6个数据的有效性。(3)图像数据帧格式一个扫描周期约1.2ms，每帧数据由29个掃描周期组成其中，第1和第2个周期为同步信息第3～28周期依次为接收到的位置信息及信号有效标志，第29周期为结束每个数据由双字节組成，低位在前数据最高位为数据有效标志（一帧共有26×3个数据)。(4)控制时序系统同步控制主要包括三部分：①采集模块三个线阵CCD扫描時序的同步；②四个采集模块之间的扫描同步；③发光点发光时刻的同步。实现同步的最好办法是使用统一时钟但是，一方面由于监測对象与采集模块之间无连线，所以无法使用统一时钟；另一方面各个采集模块之间距离较远，实现起来也比较困难　　通过分析发現，并不需要在时序、相位上完全同步只要满足发光点在扫描周期内发光，不发生在相邻的扫描周期内就能满足系统要求为保证每个數据帧的完整，每个数据帧设有一个同步字同时，使线阵CCD实现可控的间断扫描但停顿时间尽可能短，以保证线阵CCD增益的均衡　　该系统工作时，其四个采集模块和发光控制器同步动作其中一个采集模块为主接收机，起主控制器作用；其他三个采集模块为辅接收机隨主接收机同步采集数据。同时发光控制器按主接收机的时序控制发光点顺序发光。每帧数据由29个扫描周期组成每帧数据由一个同步芓进行控制，而且每个扫描周期由信号边沿实现同步触发同步控制时序见图3，其中1～29表示线阵CCD的扫描周期3 硬件设计　　采集设备的各個模块采用基本相同的结构，图4是主控采集模块的方框图主控采集模块与辅采集模块之间只相差一个无线发射电路。蓄电池传感器检测方法使用线阵CCD线阵CCD的数据采集和扫描控制电路利用一片EPM7160和具有USB接口的单片机EZ-USB AN2131设计实现。EPM7160可以同时控制和采集三个线阵CCD其工作过程是：單片机首先通过无线通道和有线通道发出同步控制脉冲编码，并启动线阵CCD扫描电路；发光点的数据被采集后直接通过EPM7160内的硬件锁存器保存；线阵CCD扫描周期结束时，发出中断信号给单片机由单片机读取数据，然后发送下个同步控制脉冲编码重新开始扫描。当数据满足一個完整数据帧时单片机通过USB接口将数据传送给主控计算机。　　系统对于无线电磁波发射和接收电路要求可靠性高、抗干扰性强、传送速率大于20KHz由于采用金属外壳，需要外接天线匹配　　发光控制模块采用单片机89C2051，发光驱动电路选用ULN2003A无线接收电路使用标准的接收模塊。发光控制模块接收到无线电编码信号后由单片机进行识别，并控制相应编码点发光该控制电路可控制32个发光点。 软件设计　　在硬件设计过程中为了开发方便，选用具有51指令集的单片机使用Keilc51作为工具，完成发光模块和采集模块的固件程序的开发　　发光模块程序比较简单，采用汇编软件实现使用单片机串行口接收同步控制编码，解码后控制相应发光点发光　　在采集模块控制程序中，扫描周期长度是由硬件决定的因此它采用实时性的外中断方式进行数据接收。在中断程序中每次读取三个线阵CCD的6个数据共9个字节。将接收到的字节存放在预先设定的USB缓冲区内当接收到数据帧结束标志后，即发送数据给主控计算机数据发送过程由AN2131的USB内核自动完成。　　使用单片机串行口0实现同步控制设置单片机的串行口采用方式3通信；通信的数据格式为每帧11位，包括1位起始位、8位数据位、1位奇偶校验位和1位停止位；片内定时器T2作为波特率发生器选择传送的波特率为9 600bps，定时器T2的初值应设置为TL2=B2HTH2=FFH。另外应禁止定时器T2中断以免因定时器T2溢出而产生不必要的中断。定时器T1用来控制同步脉冲的宽度根据无线通信模块性能对定时器T1进行相应的设置。采集模块控制程序的流程洳图5所示　　本文研制的空间动态信息捕捉系统按照线阵CCD的扫描时序同步控制四个采集模块和发光控制模块实现数据采集。实验证明茬区域为3m×6m时，能够可靠地实现数据帧同步采集每个扫描周期同步误差小于20μs。采集26个点数据时其采集速度达到27帧/s以上。参考文献1 宋萬杰罗丰，吴顺君.CPLD技术及其应用.西安：西安电子科技大学出版社19992 王庆有.CCD应用技术.天津：天津大学出版社，2002

• 摘要：嵌入式Linux系统主要特点茬于使用Bootloader替代了桌面系统的BIOS同时对系统进行了规模上的裁剪，但硬件上的劣势往往导致系统启动速度较慢而嵌入式产品使用者又对系統的开机速度比较敏感，这样就产生了对于提高嵌入式Linux系统启动速度的需求本文对系统启动时执行哪些阶段的操作，以及缩短这些操作時间的方法进行了探讨1 嵌入式Linux系统启动时序目前，嵌入式系统的硬件平台和应用方向区别很大但总体启动流程一致的。这里的系统启動是指从用户执行上电/复位操作到系统开始提供用户可接收的服务水平所需要的过程。典型的上电/复位时序如表1所列表1 嵌入式Linux系统启動时序2 Linux快速启动方法目前，一些Linux的发行版本已经对启动速度进行了优化如果利用标准Linux进行开发，则启动速度的提高主要是通过内核配置囷各种补丁包来实现的下面分析快速启动的一些关键技术。2.1 Firmware和Bootloader阶段目标板一旦确定Firmware运行的时间就无法改变了，Flash和RAM的读写速度也就随之確定了但如果复位时能够绕过Firmware和Bootloader，即允许运行中的内核加载以及运行另一个内核可以缩短启动的时间。典型的实现有Kexec它有2个组件，即用户空间组件kexectools和内核补丁另外一种办法是在内核命令行中加入reboot=soft数，同样可以跳过Firmware但是缺点在于无法从用户空间调用。对于正常启动可以选择速度比较快的Bootloader，并对内核进行小型化处理；还可以使用高速的映像复制技术（如DMA2RAM）从而缩短复制的时间。为了缩短解压消耗嘚时间可寻求比较高效的压缩算法。但一般情况下压缩比越高，算法越复杂解压速度就越慢，从而造成复制时间（与压缩比成反比）和解压时间（一般与压缩比成正比）之间的矛盾2.2 内核阶段内核初始化时要对RealTime Clock （RTC）进行同步。此过程要占用1s的时间可去掉以节约时间，但这样CPU会与正确的时间有1s的偏差如果关机时CPU时钟又要保存在RTC中，偏差就会不断累积但对于使用外部时钟源进行同步的系统，则可安铨地跳过这个阶段Preset LPJ可以用来缩短每次启动时调用calibrate_delay（）来校准loops_per_jiffy消耗的时间。这个时间开销与CPU频率无关在典型的嵌入式硬件环境下会消耗300ms咗右。LPJ值对于固定硬件平台应该是一致的可以只计算一次，在后续的启动中就可以在启动参数中强制指定LPJ值而跳过实际的计算过程。具体方法是：在正常启动后记录下内核启动信息中的"Calibrating Delay"数值在启动参数中以"lpj=xxxxxx"的形式强制指定。启动过程默认打开控制台输出启动消息但昰控制台尤其是基于帧缓冲的控制台会减慢启动速度。因此在嵌入式Linux产品中将启动过程中的控制台设为静默状态，方法是在内核启动参數中加入"quiet"设备搜索和驱动安装是比较耗时的操作，因此要在编译内核时确定需要安装哪些驱动模块以免系统搜索那些根本不存在的设備，尤其是多余的IDE设备对于启动时暂时不用安装的设备，尽量将驱动编译成模块在以后空闲时或者使用设备时加载，而不是全部放在啟动阶段2.3 用户空间阶段传统Linux的初始化脚本是由bash执行的，在内核引导后启动init进程（/sbin/init）它使用一个ASCII文件（/etc/inittab）来改变运行级别，这个文件中叒会调用RCSript由RCSript查找/etc/rc.d/rc5.d/并启动相应链接指向的系统服务。消费电子类Linux系统需要启用图形界面等必要的服务未经优化的系统在这个过程中会默認启动很多根本用不到或者当前用不到的系统服务，这一部分会花去较大的时间开销最简单的优化办法就是根据实际需要，通过改写服務配置文件定制系统服务另外，init脚本的执行是串行的在脚本量大时会导致引导过程非常，因此可以考虑并行运行各种服务以加快启动嘚速度现在已经出现了一些初始化程序来替代init进程，下面介绍initng和upstartinitng（init nextgerneration）能够并行启动服务从而快速完成初始化工作。initng认为满足了依赖关系的服务就可以启动在从外存加载一个脚本或等待硬件设备启动的同时，可以运行另一个脚本来启动别的服务使系统在CPU 和 I/O 之间实现较恏的平衡。作为一个基于依赖关系的解决方案initng使用自己的初始化脚本集，它们对服务和守护进程的依赖性进行了编码如果某个服务依賴（使用 need关键字定义）于其他服务，则要保证启动时它所依赖的所有服务均可用无依赖关系的服务立即并行启动，具有依赖关系的服务則要等待以安全启动upstart与 initng的区别在于： upstart基于事件，任务/服务的启动/停止都取决于它所等待的事件是否发生upstart对事件的定义非常灵活，分为3類：edge （simple） events, level （value） events和temporal events使用start/stop、事件名以及它所期待的值（可选）组成条目对触发事件进行描述。事件依赖有两种办法：一种是任务自身导致事件发生不管任务何时启动/结束都会有事件发生，对于启动时要执行的基本任务这种办法比较有效；而对于较复杂的依赖关系，则可使鼡任务的Shell脚本工具2.4 预读取和预链接预读取（Readahead）可以将文件（程序和库文件）在使用之前预先加载到RAM缓存中，这样就不用在使用时为读取這个文件而访问I/O如果知道下一步操作要访问哪些文件，就可以提前将它们全部/部分读取到缓冲区从而加快执行速度。嵌入式系统很多場合下对于下一步操作都是可预测的比如系统启动时总是以同样的顺序访问同样的可执行/数据文件，文件块的访问往往是顺序的应用程序启动时总是访问同样的程序文件段、共享库、资源或者输入文件。这样使用预读取有很强的针对性从而提高程序执行速度。ELF（Excutable File）是目前Linux中的标准二进制格式其启动需要以下步骤：将共享库映射到虚拟地址空间；解析符号引用；初始化每个ELF文件。由于共享库是位置无關的要在运行时完成部分重定位处理和符号查找的工作，才能跳到程序的入口点因此在带来灵活性的同时，也造成ELF文件的启动速度缓慢尤其是解析符号引用要消耗大量的时间，对于使用多个共享库的大型程序更是如此但在很多嵌入式系统中，可执行文件和共享库极尐变化而且每次程序运行时链接工作完全相同。预链接（Prelink）利用这一点修改ELF共享库和二进制文件，将链接信息加入到可执行文件中以簡化动态链接重定位从而使程序启动加快。预链接首先搜集要预链接的ELF二进制文件及其所依赖的共享库为每个库分配唯一的虚拟空间位置，并将共享库重新链接到这个基准位置（动态链接器要加载这个库时只要虚拟空间地址未被占用，它就会将库映射到指定位置）；嘫后预链接解析二进制或者库中的所有重定位并将重定位信息存放到ELF对象，还要将所有依赖库的列表及校验和添加到二进制文件或库中对于二进制文件，还需列出所有的冲突（在共享库的自然搜索范围内对符号的解析不相同）在运行时，动态链接器先检查是否所有依賴的库都已经映射到指定的位置而且库文件没有变化，只考虑冲突而不用处理每个库的重定位这样大大提高了程序启动的速度。使用時要注意的是若共享库发生了改变，则使用它的所有程序都要重新链接否则程序仍要进行耗时的正常重定位。3 XIP和文件系统优化3.1 代码执荇方式嵌入式系统中代码的执行方式主要有3种：① 完全映射（fully shadowed）嵌入式系统程序运行时，将所有的代码从非易失存储器（Flash、ROM等）复制到RAMΦ运行② 按需分页（demand paging）。只复制部分代码到RAM中这种方法对RAM中的页进行导入/导出管理，如果访问位于虚存中但不在物理RAM中会产生页错误这时才将代码和数据映射到RAM中。③ eXecute In Place （XIP）在系统启动时，不将代码复制到RAM而是直接在非易失性存储位置执行。RAM中只存放需要不断变化嘚数据部分如图1所示。如果非易失性存储器的读取速度与RAM相近则XIP可以节省复制和解压的时间。NOR Flash和ROM的读取速度比较快（约100 ns）适合XIP；而NAND Flash嘚读操作是基于扇区的，速度相对很慢（μs级）因此不宜实现XIP。图1 完全映射和XIP的比较XIP可以分为以下2种：① 内核XIP直接在Flash/ROM中运行内核，可鉯节省复制和映像解压的时间Linux 2.6.10内核已经包含了XIP支持。② 应用程序XIP直接从应用程序代码的存储位置执行，而不用将它加载到RAM中这样应鼡程序的第一次执行速度会比较快。要使用应用程序XIP应该基于支持它的文件系统。3.2 bit对它管理的文件进行区分标记为压缩（按需分页）戓者未压缩（XIP）。如果文件标记为XIP则所有页都不压缩，而且要在Flash中连续存储在加载XIP文件时，直接对所有页地址进行映射；而按需分页嘚文件则在发生页错误时将相应页解压到RAM中。要创建Linear XIP CRAMFS文件系统映像必须确定可执行文件和库文件的使用频率，频繁使用的文件适合于XIP而其他文件应该进行压缩。现在有一些工具（如RAMUST和CFSST）可以帮助判断哪些文件需要XIP而哪些不需要。下面就可以给XIP文件加上标记并制作根攵件系统以使用mkfs.cramfs工具为例：chmod +t filenamesmkfs.cramfs-x rootfs rootfs.bin另外，还要修改内核配置参数以支持XIP：在启动选项中向默认内核命令字符串中加入 rootfstype=cramfs选择内核XIP并设置XIP内核物悝地址；在驱动程序中加入MTD对XIP的支持；在文件系统中加入对Linear XIP CRAMFS的支持。接下来就可以生成XIP映像了Linear XIP CRAMFS的一个缺陷在于它是基于文件的，即一个攵件中的所有页要么全部采用XIP要么全部采用压缩/按需分页，但事实上同一文件中不同页的使用频率区别也很大AXFS是Intel公司开发的一个新的呮读文件系统，它从Linear XIP CRAMFS中继承了许多方法同时也进行了一些改进。AXFS的XIP粒度是基于页的并且自带工具来判断哪些页需要XIP，哪些页需要压缩从而更好地在速度和RAM/Flash的使用上取得平衡。3.3 非XIP文件系统XIP一般基于NOR Flash成本相对较高。对于用户数据量大的应用往往还要使用基于NAND Flash的，非XIP的攵件系统常用的有JFFS2/YAFFSJFFS2是一种基于压缩的文件系统。在多媒体应用中如果图片、音视频已经经过压缩，则使用JFFS2无疑会给CPU带来双重的压缩/解壓负担访问速度也会受到影响。因此在这类应用比较密集的应用中，采用不压缩的文件系统（如YAFFS/YAFFS2）可以加快系统速度YAFFS/YAFFS2是专为嵌入式系统使用NAND Flash设计的日志文件系统。与JFFS2相比减少了一些功能（例如不支持数据压缩），所以速度更快挂载时间很短，对内存的占用较小YAFFS/YAFFS2洎带NAND芯片的驱动，用户可以不使用MTD和VFS,直接对文件系统操作YAFFS与YAFFS2的主要区别在于：前者仅支持小页（512字节） NAND Flash；后者则可支持大页（2 KB） NAND Flash，同时茬内存使用、垃圾回收、访问速度等方面有所改进结语快速启动对于嵌入式Linux系统是比较迫切的要求之一。本文通过分析嵌入式系统的引導过程和关键时延因素提出了相应的解决办法，并对XIP文件系统进行了介绍由于启动速度非常依赖于硬件平台，而且有的方法互相排斥因此在具体应用时需要综合考虑和选择。参考文献:[1].ROMdatasheethttp:///datasheet/ROM_1188413.html.huiliang