本文以五轴机械手的设计实现为背景，提出了一种基于以Cortex-M4为内核的微处理器STM32F407构成的嵌入式运动控制器。本设计方案引入现场总线的通信方式，利用其高可靠性和高通用性的特点，使得运动控制器具有高开放性和模块化的特点。文中提供的以CAN总线控制多个私服电机的设计方法，使得硬件电路的设计大大简化，也使得通信的效率和可靠性大幅提升。测试表明，控制器的性能稳定可靠，能够满足机械手控制的需求，同时本设计对工业控制领域有着实际的应用指导意义。

针对网络安全态势评估中权值计算过于依赖专家经验，忽略了客观因子对态势决策结果的影响的现状，提出了一种综合加权的层次化网络安全态势评估方法；依据该指标体系综合赋权，由层次分析法计算主观权值和粗糙集方法计算客观权值，联合两种权值得到综合权值，并结合了因子加权求和法来综合分析当前网络安全态势状况。实验表明该方法切实可行，能更客观、准确地分析网络安全状况。

为了实现对不同区域锂电池组的远程管理，提出了一种基于Web的锂电池组管理系统，并完成系统的软件设计。系统基于前后台分系统的设计思想，采用C/S和B/S相结合的软件架构，即后台系统使用C/S架构，实现与GPRS数据传输单元DTU的通信，保证系统传输数据的安全性；前台系统使用B/S架构，给电池管理员/用户提供友好的界面，实现灵活的人机交互；两个分系统之间利用数据库进行连接，实现电池数据的存储与访问。

滤波是滤除信号中某些特定频率的波形的技术，在数字信号处理中，主要用于滤除噪声和干扰信号。由于噪声和干扰信号的不确定性，采用固定滤波系数的数字滤波器无法达到最佳的效果。自适应滤波器能够随着环境的改变而改动滤波器自身的参数和结构，从而能够随着噪声和干扰信号的不断变化修正滤波器的参数和结构，最终实现较理想的滤波。本文研究了最小均方差（LMS）算法，并结合自适应滤波器的结构和原理，设计出FIR结构自适应滤波器。最后给出MATLAB仿真结果，并利用DSP验证自适应滤波器的性能。

对柔性流水车间调度问题（FFSP）进行了分析阐述，在此基础上对某饲料厂的饲料生产过程建立了具有机器灵活性的柔性流水车间调度模型，该模型中存在多台制粒机，既能加工大颗粒饲料，又能加工小颗粒饲料，但是必须在开始加工之前确定各台机器的用途，增加了柔性流水车间调度的难度。利用新型的粒子群算法以最小化最大完工时间为目标对该模型求解，为了克服粒子群算法易陷入局部极值的缺点，提出基于位置相似度的邻域结构，并对邻域内的较优粒子采用基于最大完工时间排序的学习方式进行局部搜索。实验结果表明，该方法有利于克服粒子群算法的早熟缺陷，有效地解决了饲料生产调度问题，有一定的应用价值。

针对无线网卡驱动结构复杂、编写困难的问题，提出了一种结构清晰、简单易行的无线网卡驱动模型和设计实现方法；重点研究了USB设备驱动结构以及无线网卡数据包的接收和发送流程。在嵌入式Linux平台下，设计了基于USB接口的无线网卡驱动，实现了对无线网卡芯片Realtek RTL8188的支持。同时，结合嵌入式软硬件开发平台，成功组建了无线局域网，对驱动程序进行了测试。测试结果表明，无线网卡驱动运行平稳，实现了预期的目标。

设计了一种智能型电磁搅拌电源的控制系统，基于LPC2368和SA4828的组合，突破了纯硬件和纯软件设计的瓶颈。ARM主控制器完成通信、显示、PI计算等事务性功能，SA4828在ARM的驱动信号下发出6路幅值、频率可调的SPWM波，实现了高精度配置灵活的三相变频电源。采用数字增量式PI控制策略，快速消除外界扰动对输出的影响。采用模块化的程序设计，便于根据工况加入新的模块，同时系统注重可靠性设计，适用于工业现场。

利用LabView图形化虚拟仪器开发平台，设计一个基于FPGA的DDS（直接数字频率合成）信号发生器。通过FPGA的下位机和LabView上位机的配合使之能够输出多种固定波形和任意波形，在不用改变硬件平台的情况下，能够随时对系统进行重构或拓展开发。

提出一种由灰度共生矩阵生成相应特征图像的算法，进行了图像分割和织物疵点检测。先将织物疵点图像进行灰度级量化至16级，再提取0°，45°，90°，135°四个方向上的灰度共生矩阵，通过计算灰度共生矩阵中的熵、相关性、对比度、差异性、逆差矩共五种特征值并生成相应的特征图像，对常见的5种织物疵点进行了分割检测实验。实验结果证明基于灰度共生矩阵生成特征图像的检测算法是一种检测效果良好的疵点检测方法。

织物瑕疵纹理特征复杂，单一特征不能很好地反映纹理信息。为此，本文提出一种基于局部二进制模式（Local Binary Pattern，LBP）算子和灰度共生矩阵（Gray Level Co-occurrence Matrix，GLCM）的多特征融合算法。首先，对LBP算子进行了改进，提出一种基于邻域像素中值的中心对称LBP算子；然后，将其提取出的纹理特征和灰度共生矩阵提取的纹理特征进行融合；最后，通过极速学习机和支持向量机做分类实验，验证融合特征描述织物瑕疵纹理特征的能力。实验表明，本文方法提高了织物物疵点检测率，并且具有很好的抗干扰能力。

为了提高刀具预调测量仪的检测精度，提出了一种改进的图像快速亚像素边缘检测算法——基于正交多项式拟合的亚像素边缘检测算法。首先，利用传统的Sobel算子完成边缘点整像素级别的检测，确定边缘的主体区域；然后，过边缘点沿边缘法线方向拓展像素，取一系列像素点并计算其灰度值；最后根据像素点灰度分布的数学特征，利用正交多项式和最小二乘法求拟合函数，通过拟合曲线确定图像边缘点的精确位置，实现图像亚像素边缘检测。实验证明，该算法运行时间短，约为0.63 s；检测精度高，可达0.1 pixels。

FT算法是在空间频域内的显著目标检测算法。该算法简单、高效，但是在自然图像显著目标检测中，存在显著区域中心像素抑制、显著目标不突出等问题，故对FT算法进行改进。首先，在特征提取阶段，除了提取颜色和亮度信息外，改进的FT算法还提取图像的边缘信息，利用Canny算子检测图像的边缘并用梯度算子表示边缘特征，使得显著区域的边界信息更加丰富；然后，利用中心优先规则线性处理显著图，提高显著区域的中心像素的亮度，突出显著区域，去除冗余信息。仿真结果表明改进的FT算法是切实可行的。

研究了红蓝眼镜的立体显示原理，设计了基于红蓝眼镜的立体视频播放器。这个设计主要包括YUV与RGB之间的转换、BMP文件的读写和立体视频的合成等，最后通过软件实现了立体视频的播放。主观实验结果表明，设计的立体视频播放器能产生较好的立体效果。

提出一种基于最小外包矩形的快速椭圆拟合方法，该方法利用最小二乘法获得目标的最小外包矩形框，再求取外包矩形框的内切椭圆，该椭圆能有效反映目标的大部分运动信息。本文对该方法进行了目标拟合的有效性和实效性实验分析。分析表明，本算法得到的拟合椭圆内背景像素比例（Background Pixel Raito，BPR）相比于传统的矩形框和经典的Khachiyan椭圆拟合方法有了显著的下降，且拟合方法无需迭代运算，拟合速度仅次于传统的矩形框，比经典的Khachiyan椭圆拟合方法快3倍。本算法对于实时目标跟踪应用具有很好的应用价值。

通过对智能压力传感器精度的研究，选择基于自适应学习率的BP算法设计压力传感器。首先，给出了相应的硬件结构和软件设计，然后用标准的BP神经网络和改进的BP神经网络分别对压力和温度两个目标参量进行数据融合，进行测量结果显示。通过对测量结果的计算比较，发现利用改进的BP神经网络设计的传感器测量精度比标准的BP神经网络设计的传感器精度更高。

通过对Arduino开发板的研究，将声控技术引入到智能系统的设计当中，实现了一套基于Arduino的语音控制系统。本文首先确定了各硬件模块的选型，并在拟定了各模块之间的通信接口后对Arduino引脚资源进行整合、分配，搭建了系统的硬件平台。在软件设计部分，编写了监控程序、功能实现程序、中断服务程序，最终实现了对机械手的语音控制以及语音播报的功能。此外，系统还增设了登录口令验证和错误识别吸收功能，从安全、效率两个方面改进系统的性能。实际应用测试表明，在低噪或无噪条件下，该系统识别精度高，稳定性好，达到了预期要求。

旅游客流量受多种因素影响，传统的时间序列预测模型无法描述预测对象的规律，人工智能方法如BP神经网络，其结构的选择过多依赖经验，基于此提出了利用改进的粒子群算法优化BP神经网络，通过惯性因子的非线性递减来改善粒子群的寻优性能。将该预测模型应用于自贡灯会的客流量进行实际预测分析，通过对150组训练样本和50组测试样本的实验仿真，可知改进后的方法提高了预测结果的准确度，并且涉及参数少、简单有效。

随着无线技术的发展，人们对无线网络的需求越来越大。特别是近几年来，在局域网通信中，WiFi技术的引入以及其地位的不断提高，引起人们对无线局域网通信中传输速度的研究不断深入。而在对其探索与设计中，对于信号的偏移角度值的计算（CORDIC）也一直进行着调整与优化。因此，本文以无线局域网中利用CORDIC算法实现数字控制振荡器（NCO）作为研究重点，并利用FPGA对其进行实现与分析。

针对传统的滤波器设计方法效率低、方法复杂、不能满足高效高精度的需要等缺点，基于MATLAB研究了分别使用窗函数法和双线性变换法的FIR和IIR滤波器。将加入噪声的信号分别通过两种滤波器，滤除加入的噪声，对滤波前后的信号进行对比分析。通过仿真实验表明，FIR滤波器与IIR的Butterworth滤波器都能很好地克服传统滤波器的不足，通过语谱图直观地对比发现基于窗函数法设计FIR滤波器比双线性法设计的Butterworth滤波器能更好地达到预定的去噪效果。

稀疏优化后的同心圆阵的旁瓣电平虽然相比于满阵有所降低，但还是很高。为了获得具有更低旁瓣电平的同心圆阵，本文采用锥型波束形成技术，对利用模拟退火粒子群算法得到的稀疏同心圆阵加窗，优化阵列馈电电流的激励振幅。利用改进的三角窗、汉宁窗和布莱克曼窗三种窗函数对稀疏同心圆阵进行优化。仿真结果表明，加窗后，稀疏同心圆阵的旁瓣电平都有明显降低，采用布莱克曼窗得到的阵列的最大旁瓣电平最小，汉宁窗的次之，三角窗的最大。

主要研究一种基于RFID的交互式盲杖，此交互式盲杖由两部分组成，盲杖部分由盲人持有，有源电子标签部分由盲人的亲朋好友所携带。适用人群是盲人及一些弱视群体。主要实现两大功能，避障和社交。利用传统的超声波装置实现避障，当前方2 m内有障碍物时通过语音提示盲人绕道行走；同时利用射频识别技术（RFID）识别周边4 m内的熟人，通过语音告诉盲人熟人的信息，以此实现盲人主动与熟人打招呼。相较于市面上广泛存在的智能盲人用品，此装置主要实现社交功能。

在文本分类中，特征空间维数可以达到数万维。使用信息度量的方法，如文档频率、信息增益、互信息等，对特征进行选择后的维数通常还是很大，降低阈值或减小最小特征数可能会降低分类效果。针对这个问题，提出基于粗糙集的二次属性约简。实验表明，该方法在有效降低特征维数的同时保证了分类效果。

针对使用多串锂电池组的便携式电动工具，设计了一个智能锂电池组管理系统，该系统以ML5238为前端采集芯片，单片机ML610Q488为核心控制器。该系统可监测5~16串锂电池组，并具有电压采集、电流采集、温度采集、过充保护、过放保护、短路保护、温度报警、剩余电量估算、电池均衡等功能。经测试表明，该系统具有良好的测量精度及稳定性，完全达到了便携式电动工具锂电池管理系统的设计要求。

为提高多目标密集环境下AIS与雷达探测目标关联正确率，将多因素模糊判断和灰色关联度进行结合，提出一种新型关联算法。该算法将目标航迹看作四个因素的时间序列。首先利用多因素模糊判断对四个因素的时间序列集合进行初步关联判断，然后对满足初步关联条件的目标进行四个因素的灰色关联度决策，确定最终航迹相关的目标。仿真证明，该算法相较于单独使用多因素模糊判断，有效提高了关联正确率；相较于单独使用灰色关联度算法，有效缩小了关联范围。

针对气球载雷达系留绳外护套表面损伤的人工目视检测难题，设计并构建了由工业数字摄像机、工业镜头、光源等器件组成的视觉测量硬件平台，运用VisionPro视觉工具库和C#语言混合编程方法开发了检测软件，完成了测量图像采集与显示、图像处理、分类识别等功能。通过试验验证表明，该系统检测速度快、缺陷检出率高，能够满足实际应用需求。

设计了一款基于Android的翻转式课堂教学系统，系统包括四个主要模块：微课学习、课堂互动、错题本、学情分析。客户端用到了多线程交互、afinal加载图片以及gson解析数据等主要技术；服务端运用了MVC模式，通过Dao类来控制数据的访问。软件适用于Android平板，可以广泛应用于各大中小学的课堂教学中。使学生有更多的自主学习时间，提高学生学习乐趣；老师可以系统、直观地记录每位学生的学习情况和自己教学情况。

针对当前实验室无法实现温湿度数据实时测量、数据传递不方便等缺点，以数字式温湿度传感器和通用单片机为基础，开发了实验室温湿度测量系统。该系统以AT89S52单片机为主芯片，数字式温湿度传感器SHT21为主要传感器，完成了测量系统硬件系统和软件系统的开发，并且设计了能够传递给上位机数据的通信程序。该系统可以实现温湿度测量，并且可以传递相关数据给上位机，对于实验室数据监测有着积极的作用。