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《嵌入式技术与智能系统》

所属频道 嵌入式
  • 嵌入式软件开发的三个趋势

    智能时代的嵌入式系统离不开高性能、高效的软件和先进的软件开发方式。本文介绍了近期嵌入式软件开发的三个趋势:1)边缘计算作为一种在本地处理和分析数据的方式正在快速发展,边缘计算与人工智能的结合正将智能计算从以云为中心的模型中转移出来;2) 虚拟化技术是今天高算力多核处理器计算系统采用的全新解决方案,容器技术则可通过简化嵌入式软件开发、部署和维护来助力复杂嵌入式系统的管理;3) DevOps的概念和实践正在逐步渗透进入嵌入式软件开发中,助力加快软件交付速度,提高应用程序质量和稳定性。

  • 面向独居老人的智能居家监护系统

    随着人口老龄化程度加深,社会养老负担加重,处理好全社会的养老问题十分重要。在全球范围内,老人身体健康受到许多致命疾病的威胁。而独居老人生活中缺少家人照顾,心理上缺少慰藉,导致患病率更高,同时发生意外也无法及时得到救助。面临精神、健康、意外风险三重困境,因此,他们具有更大的健康风险。本文提出的系统基于云–边–端架构实现,由云端服务器、感知控制和应用服务构成,实现了语音服务和老人应急服务,即老人有语音需求时可以及时提供相应服务,老人摔倒时可以给老人送药并向前端发送照片和警报;前端交互模块则由微信小程序实现,使家人能远程关注家中老人的身体健康状况。

  • 移植Cortex-M程序到RV32中的问题

    具有开源、简单和灵活等特点,RISC-V架构受到业界广泛关注。近年来,市场上相继出现了多款RISC-V架构微处理器,32位RISC-V架构MCU正逐步进入Cortex-M MCU应用领域。本文针对将应用程序从RV32移植到Cortex-M的需求,分析RV32与Cortex-M结构、编程模型和过程调用规范等方面的不同之处,提出程序移植过程中遇到的问题,提出方法和建议,并进行相关性能分析和比较。

  • 基于MEMS的无线数字地震检波器

    介绍一种完全自主开发的体积小的基于MEMS无线数字地震检波器。该检波器主要包括以下几个部分:MEMS传感器板、放大采集板、FPGA控制主板、无线触发接收板、无线WIFI模块板和供电电源设计等。该传感器的设计涉及多个关键技术点,包括微弱信号获取、低功耗设计、总体结构的合理布置、高精度和高灵敏度、无线数据通讯以及无线触发信号接收等。应对这些关键技术点,本设计首先对芯片和材料精挑细选、对电路和结构进行合理设计,满足该检波器各项技术指标。最后通过一系列的室内测试和野外试验,验证了该检波器的各项功能和性能,为地震勘探提供高精度、高灵敏度、稳定可靠的地震检波器。

  • 在MCU端部署GRU模型实现鼾声检测

    本研究旨在开发一种在资源受限的微控制器单元(MCU)上运行的方法,用以进行鼾声检测。不同于使用CNN进行声音检测的方式,我们采用门控循环单元(GRU)模型以对音频数据进行处理和分析。通过采用优化模型结构、模型量化等常用的模型优化方式,我们最终成功将GRU模型适配到低功耗的MCU平台,使其能够在不依赖外部计算资源的情况下,独立完成端侧的鼾声检测任务,无需联网。实验结果表明,该模型在保持较高准确性的同时,能够有效降低系统算力需求,满足移动健康监测设备的实时性与便携性要求。这一研究为鼾症患者的持续监测和睡眠健康管理提供了一种新的解决方案,同时也拓展了深度学习在嵌入式系统中的应用前景。

  • OpenHarmony上利用Paho MQTT连接云平台

    在物联网设备与云端之间的通信中,MQTT作为一种轻量级的、基于发布-订阅模式的通信协议,具备了良好的适用性和灵活性,被广泛应用于物联网领域。在OpenHarmony的LiteOS内核上利用MQTT连接云平台是一项关键的技术任务,它涉及在轻量级操作系统上实现MQTT协议的客户端功能,并与云端平台进行稳定和高效的通信,因此需要选择合适的MQTT库,并进行有效的移植和优化,以保证在资源受限的环境下依然能够实现稳定可靠的通信连接。海思Hi3861芯片采用了LiteOS内核。文章探讨了在海思Hi3861芯片上移植和使用Paho MQTT库连接到华为云的实现过程和关键技术。文章首先介绍了MQTT的相关知识,然后详细讨论了嵌入式Paho MQTT库的内容,接着介绍Hi3861芯片相关功能及其移植Paho MQTT的方式,最后描述了使用移植好的程序连接华为云MQTT的步骤,包括设备鉴权方式和消息发布订阅的实现。实验结果验证了在Hi3861平台上使用Paho MQTT库连接到华为云的可行性和效果。文章的结尾探讨了项目未来的工作。

  • AGI时代的电子及计算机工程师

    文章展望了AGI时代的特点及人才金字塔结构的分布,重点分析了AGI时代电子及计算机工程师的行业发展趋势及特点,并建言当今电子及计算机工程师如何应对AGI时代的来临。

  • 基于深度学习的移动端水果识别

    超市水果识别主要依赖人工,计算机视觉成为一种解决方案。然而目前仍面临部分水果识别精度低、终端设备部署困难、误识别图片难处理等挑战。因此,文章基于深度学习对移动端水果识别进行研究,旨在替代人工识别。首先文章构建了包含49种水果的超市水果图像数据集DailyFruit-49。并针对细分类特征相似度高、包装遮挡、形状小量少的水果识别困难,以及低算力设备模型部署问题,筛选了满足部署要求的骨干模型。设计了新的注意力模块RMA,改进了ViT Block以增强模型的细节识别能力和深层语义特征整合能力,最终得到DenseRMA_ViT模型,并基于Focal Loss改进损失函数。并在公开数据集Fruits-262上进行消融实验验证模型改进的有效性。最后结合实际设备,实现水果识别系统,满足实际使用。基于与用户的交互行为对误识别水果图像进行收集,并基于误识别图像实现模型权重自动微调,随使用时间延长,系统收集更多图片,提升模型识别精度与泛化能力,以处理实际应用中误识别水果。

  • 在微控制器上实现在设备端训练的异常检测

    在当前嵌入式系统与人工智能技术融合的前沿领域,文章聚焦于一种基于单类支持向量机(One-Class SVM)的异常检测算法,并提供了一套完整的MCU友好的工程实现,不需要依赖于动态内存分配以及文件系统,特别适合于在资源受限的边缘设备上进行高效、实时的训练与预测。我们的方法不仅可以实现在MCU上训练和高效存储机器学习模型,还支持增量学习,从而在几乎不增加计算负担的前提下,持续改进模型对实际工况的适应能力。我们的实验装置是安装了三轴加速度传感器的震动源(如风扇),以模拟在工作期间发出振动的工业设备。文章的方法也可以通过替换传感器和特征计算的预处理算法来实现对其它设备的监控,以适应不同的工况环境和应用的需求。

  • 巷道掘进中孔中地震高精度预报系统

    巷道掘进中孔中地震高精度预报系统是完全自主开发的高性能产品。该预报系统主要是由“井下”和“地面”两大部分组成的。其中,井下部分主要是由1个无线主机、3个无线探头、1个无线触发器、1个震源铜锤、1根触发信号线以及其它配件(如:蜂鸣器、锤垫等)组成。主要功能是进行现场数据采集和存储,如果无线主机安装有分析软件,就可在现场解析出探测结果。井下设备都是本质安全型设计,并且通过了国家煤矿安全机构的防爆性能检测和安全认证。地面部分主要是由PC机、仪器电源适配器(充电器)和分析软件组成的,其主要功能是对所采集的地质数据进行转储、深度解析、分析处理和形成成果报告文件,亦即预报结果。该系统与同类产品相比精度高、准确率高和施工方便的优势。