基于ROK101007型蓝牙模块和TMS320C54x型DSP的家用医疗保健智能机器人设计摘要：未来社会将会越来越重视 医疗保健服务 ，提 出一种新型智能机 器人 ，就其在数字化 家庭医疗 保健方面的应用进行模型设计 ，并将蓝牙技术应用在智能机器人与医疗仪器和控制 PC的通信 中。 关 键 词 ：数字化家庭 ；智能机器人 ；侍感器；蓝牙技术；医疗保健 ；ROKl0l007；TMS320C54x 中 图分 类号 ：R197．39 文献标 识码 ：A 文章编 号 ：1006—6977(2006)02—0数字化家庭是未来智能小区系统的基本单元 。 所谓“数字化家庭”就是基于家庭内部网络提供覆盖 整个家庭的智能化服务 ，包括数据通信、家庭娱乐 和 信息家电控制功能。 数字化家庭设计 的一项主要内容是通信功能的 实现 ，包括家庭 与外界的通信及家庭 内部相关设施 之间的通信。从现在的发展来看，外部的通信主要 通过宽带接入 Internet，而家庭 内部的通信，笔者采 用 目前 比较具有竞争力的蓝牙 (Bluetooth)无线接入 技术。 传统的数字化家庭采用 PC进行总体控制 ，缺 乏人性化。笔者根据人工情感的思想设计一种配备 多种外部传感器的智能机器人 ，将此智能机器人视 作家庭成员，通过它实现对数字化家庭的控制。 本文主要就智能机器人在数字化家庭医疗保健 方面的应用进行模型设计 ，在智能机器人与医疗仪 器和控制 PC的通信采用蓝牙技术 。整个系统 的成 本较低 ，功能较为全面，扩展应用非常广阔，具有极 大的市场潜力。 2 智能机器 人的总体设计 2．1 智能机器人的多传感器 系统 机器人智能技术 中最为重要 的相关领域是机器 人 的多感觉系统和多传感信息 的集成与融合【l1，统 称为智能系统的硬件和软件部分 。视觉 、听觉、力觉、 触觉等外部传感器和机器人各关节的内部传感器信 息融合使用 ，可使机器人完成实时图像传输、语音识 别 、景物辨别、定位 、自动避障、目标物探测等重要功 能；给机器人加上相关的医疗模块(CCD、CAMERA、 立体麦克风 、图像采集卡等 )和专用医疗传感器部 件 ，再加上 医疗专家系统就可以实现医疗保健和远 程 医疗监护功能。智能机器人的多传感器系统框图 如 图 1
上传时间： 2022-02-15
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人口老龄化是世界各国正在面对的一个普遍问题。随着我国老龄化程度的持续加剧，对于老年人群体的医疗资源投入会不断提高。而与此同时，跌倒已经成为老年人日常生活中最为常见的危险行为活动。所以，跌倒检测系统的研究和应用对降低老年人受到的身心伤害和医疗成本具有显著的意义。目前解决老年人跌倒检测的方案仍存在许多不足。其中，基于计算机视觉的跌倒检测技术在无干扰的场景下检测较为有效，但其易受环境变化（如背景光线影响、人遮挡问题等）影响。此外，基于可穿戴计算的跌倒检测技术受限于算法稳定性和识别准确率，系统的灵敏度和特异性难以同时得到保证。针对上述问题本文提出一种融合计算机视觉和可穿戴计算数据的跌倒检测新的方法。首先，设计并开发了集成三轴加速度计、三轴陀螺仪和蓝牙的活动感知模块，实现实时采集、传输人体活动数据：其次，使用深度学习算法从摄像头采集的图像数据提取人体姿态特征数据：最后，对采集的人体活动数据和姿态数据进行规范化和时序化处理，设计了两个深度学习网络分别对数据进行特征提取，并将两特征进行特征层数据融合，在此基础上构建神经网络对融合数据进行活动本文搭建了实验平台并进行了算法测试，其中，本文跌倒检测算法针对离线测试数据的准确率为992%，平均敏感度为995%、平均特异性为99.8%：针对在线数据系统测试准确率为98.9%、平均敏感度为99.2%、平均特异性为99.5%实验结果证明了利用计算机视觉和可穿戴计算数据融合的跌倒检测具有较高的准确率和鲁棒性。
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本书概述了MATLAB软件及其图形仿真界面Simulink的基础应用知识，详细介绍了用于电力电子仿真的SimPowerSystems中的各模块库，然后列举了DC-DC变换、DC-AC变换、AC-DC变换、直流调速、交流调速等方面的应用；通过大量实例介绍了电力电子应用技术的仿真方法和技巧。
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基于STM32的嵌入式语音识别模块设计摘要：介绍了一种以ARM 为核心的嵌入式语音识别模块的设计与实现。模块的核心处理单元选用ST公司的基于ARM Cortex—M3内核的32位处理器STM32F103C8T6。本模块以对话管理单元为中心，通过以LD3320芯片为核心的硬件单元实现语音识别功能，采用嵌入式操作系统~c／os—II来实现统一的任务调度和外围设备管理。经过大量的实验数据验证，本文设计的语音识别模块具有高实时性、高识别率、高稳定性的优点。关键词：ARM；语音识别；对话管理；LD3320；~,c／os—II引 言服务机器人以服务为目的，冈此人们需要一种更方便、更自然、更加人性化的方式与机器人交互，而不再满足于复杂的键盘和按钮操作。基于听觉的人机交互是该领域的一个重要发展方向 ]。目前主流的语音识别技术是基于统计模式。然而，由于统计模型训练算法复杂，运算量大，一般由工控机、PC机或笔记本来完成，这无疑限制了它的运用。嵌入式语音交互已成为目前研究的热门课题l2 ]。嵌入式语音识别系统和PC机的语音识别系统相比，虽然其运算速度和内存容量有一定限制，但它具有体积小、功耗低、可靠性高、投入小、安装灵活等优点，特别适用于智能家居、机器人及消费电子等领域。1 模块整体方案及架构语音识别的基本原理 如图1所示。语音识别包括
上传时间： 2022-04-30
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随着工业自动化水平的不断提高，工业控制网络所需负担的工作也日趋繁重，整个网络中传递信息的规模和复杂度也在不断增长，这给控制系统提出了更高的要求。伺服系统作为一种对控制精度、动态响应等性能指标要求很高的控制系统，也必须面对这些问题。本论文研究了将工业以太网技术应用于伺服系统的方法。通过将EtherCAT工业以太网协议与CANopen规范相结合，以TMS320F2812系列DSP为平台，设计并实现了伺服驱动器的工业以太网通信接口，组建了网络化的运动控制系统。通过分析EtherCAT与CANopen相关技术细节，阐述了将CANopen与EtherCAT相结合的关键点，给出了多种运动控制模式的设计方式，分析了软件设计和实现的具体方法和要点。本文按照分层和模块化的方式给出了通信接口的设计过程，按层次分为三个大的模块：EtherCAT通信模块、CoE通信模块与CANopen运动控制模块。对各个模块又根据功能分为多个子模块，其中EtherCAT 通信模块主要包括：EtherCAT状态机服务、邮箱服务和过程数据服务：CoE通信模块包括：服务数据对象（SDO）服务、过程数据对象（PDO）服务、对象字典服务；运动控制模块包括设备状态机服务和多种运动控制模式的实现模块。对每个模块本文都给出了具体的设计与实现过程。本文实现了四种运动控制模式下的实际控制结果，包括周期同步的位置与速度模式以及位置与速度轨迹规划模式。实验结果表明，系统能够满足高速度、高精度、高可靠性和同步协调的控制要求。最后对所做工作进行了总结与展望。
上传时间： 2022-05-27
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虚拟仪器技术发展日趋成熟，凭借着其在智能化程度、处理能力、性价比和可操作性等方面的明显优势，已经被广泛应用到各个研究领域。随着气象事业的逐步发展，气象要素的数据测量也步入自动化。将虚拟仪器和气象站相结合，具有很大的研究空间。 在这个系统中，采用了硬件和软件相结合的方式。在硬件部分，设计了温湿度传感器和气压传感器与单片机MSP430F135的接口电路，并利用单片机控制进行数据测量，得到了各要素数据并进行了相应的数据处理和温度补偿，由无线发送模块进行传输。无线接收模块通过RS-232总线与计算机相连接，把接收到的数据送入计算机。在软件方面，利用LabVIEW强大的仪器控制功能，轻松地实现了与硬件进行通信交换数据，并将数据以Excel的格式存储在计算机中。使用LabVIEW开发用户控制界面，提供了系统时间显示和数据显示，并且提供历史数据的查询，用户可以输入日期或通过第三方软件(Excel)进行历史数据的查看。此外系统设计中还具有数据超限提示功能，用户可以在前面板根据自身需要设置超限值，若测量到的数值超过用户定义的值，将在前面板进行警告提示。 该系统具有开发周期短、成本低和高效性等特点，将虚拟仪器技术和气象相结合，可以节省大量的人力、物力和时间。然而虚拟仪器技术与气象测量的结合才刚刚起步，今后还需要更深入地研究。
标签： 虚拟仪器
上传时间： 2022-05-30
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在各种显示技术中，以液晶显示器(LiquidCrystalDisplay)为代表的平板显示器发展最快、应用最广。而在高分辨率的液晶显示器中，为了提高显示画面的质量。人们在每个显示像素上设计了一个非线性的有源薄膜晶体管(TFT―ThinFilmTransistor)来对每一个液晶像素进行独立驱动。因此，这种液晶显示器被称为TFT-LCD。 本文利用苏州友达光电有限公司提供的TFT液晶模块和背光源逆变器，设计并制作了由可编程门阵列(FPGA―FieldProgrammableGateArray)和单片机控制的显示系统。为此，首先深入分析了TFT-LCD的驱动原理，针对苏州友达光电有限公司提供的低压差分信号(LVDS―LowVoltageDifferentialSignaling)接口方式的液晶模块，又进一步分析了LVDS接口信号原理。 在深入分析了液晶显示器驱动原理和LVDS接口特性的基础上，基于FPGA设计了控制显示器行/场同步信号和显示像素信号输出LVDS接口的驱动电路，并采用高性价比的FPGA芯片EP1C3T144和LVDS发送器芯片DS90C387制作和调试了相应的电路。 同时，苏州友达光电有限公司为液晶显示模块的CCFL(ColdCathodeFluorescentLamp)背光源提供一块逆变器。针对该逆变器，本文设计了基于单片机、D/A转换器和三端可调稳压电源模块的输出可调的直流稳压电源来控制逆变器的工作，从而实现了对背光源亮暗的调节。该电源电路能将输出的电压值的大小用数码管实时的显示出来。 经过实际调试运行，本文设计的LVDS接口的TFT液晶显示模块驱动电路，和单片机控制的直流稳压可调电源，能够有效驱动TFT-LCD，并控制其像素的显示。
上传时间： 2022-05-31
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随着科技进步，工业厂房、农业温室、仓库和智能建筑等领域对温度的要求越来越严苛，对温度监控需求也越来越高，特别是在某些环境恶劣的工业环境和户外环境中，通过传统的检测难度大，且无法远程传输数据以便进行实时监测。本研究针对这些问题，在对STC89C52单片机、温湿度传感器、TC35i模块功能研究基础上，应用VB程序开发出集群计算机房环境信息检测系统，改变传统温度检测的方法和思路，利用本系统数据信息检测、传输的优势，解决集群计算机房的远程实时温度监测问题，为管理人员提供可靠的温度监测数据。 本论文研究设计使用温湿度传感器DHT11，对计算集群计算机房的环境温度等信息进行多点、实时采集，通过单片机串口和TC35i模块串口之间的通信，把从单片机读取的数据，传输到接有短信猫模块的上位机中，最后将采集的数据存储到数据库中，以供查询，同时，可还以将监测点的信息数据，发送到指定的用户手机上，实现实时远程监控集群计算机房的环境温度。 本文首先对当前国内外温度监控检测的现状与发展趋势进行调研，在结合集群计算机房温度实际检测需求的基础上，有针对性地进行方案论证，并选择合适的实现路线进行相应的研究;从理论上明确实验依据，遵循各个硬件模块的工作原理及主要芯片的技术参数，采用模块化设计，按设计需求设计外围工作电路，对系统的各组成模块进行集成。然后，根据实验方案调整系统的软件编程思路，对相应的程序进行说明并论述相应的编程技巧。为实现集群计算机房中环境温度的高精度测量，我们对软件进行了一些技术处理，论文中对此也进行了相应的介绍。论文还介绍了系统的电路设计仿真和软件设计及调试，并对其中遇到的问题和所采用的解决办法进行了相应的说明。本论文中设计的环境温度监测控制系统在测试过程中，能有效地完成机房的环境温度监测，实现实时无线传输，达到了预期目的。
上传时间： 2022-06-11
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情感识别是机器通过识别和理解过程把人类的语音、表情和肢体语言中的情感信息识别出来。情感交互是机器通过接收人类的情感信息来模拟人类的情感决策过程，从而表达出自身情感的过程。本文的主要目标是把虚拟人技术应用到人机交互中，研究出具有情感识别功能和情感表达功能的机器。本文的具体工作和贡献包括：第一，详细描述虚拟人的三维模型和情感模型的建立过程。这里介绍了虚拟人实体的建立和控制，以及虚拟人的情感计算模型和情感决策机制。利用三维建模工具和游戏制作软件，来建立虚拟人和虚拟场景，并通过对虚拟人控制模块的设定来驱动虚拟人的动作和行为特点，这使虚拟人能够从行为上表达情感。虚拟人的情感模型是虚拟人情感计算和决策的关键，是虚拟人具有情感能力的基础。这里主要工作就是通过模拟人的情感计算过程和决策机制，来建立虚拟人的情感工作机制，从而控制虚拟人的情感计算过程，使虚拟人具有模拟人的情感表达的能力。第二，通过分析情感语音信号，来识别情感语音信号中的参数信息，并进一步识别出情感语音信号中的情感信息。语音信号中的参数有多种，本文在比较和总结的基础上，选定了三种参数来综合的识别语音信号中的情感信息。在情感语音语料库的基础上建立了情感特征参数数据库，这个数据库的主要是建立特征参数的参数模型，为情感识别建立识别基础。第三，利用隐马尔科夫模型算法在语音信号识别上的优点，来对情感语音信号进行情感信息的识别。情感信息与语言信息有共同的声学特征，只是二者反映的信息不同。通过情感语音信号的特征分析和理论验证，隐马尔科夫模型是一个理想的选择。实验证明，隐马尔科夫模型在情感信息的识别上，表现出很好的识别效果和较高的识别率，为隐马尔科夫模型的应用提供了事实支持。第四，建立人机交互系统原型，通过对整个系统进行测试和验证，来证明人机情感交互的可行性和科学性。验证主要通过情感识别和情感决策两方面进行，情感识别的主要是建立在情感语音识别的基础上，情感决策就是通过验证虚拟人情感表达的结果跟期望值的对比结果。
上传时间： 2022-06-18
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声学模块由一系列物理场接口组成，用于模拟流体和固体中的声音传播。在声学模块中，可用的物理场接口包括压力声学接口，声-固耦合接口，气动声学接口，热粘性声学接口和几何声学接口。使用声学模块可以很轻松地求解一些经典的声学问题，例如，声散射场、声衍射、声激发、声辐射，以及声传输，等等。这些问题关系到消声器设计、扬声器结构、吸声器和扩音器的隔声问题，声音方向性评价，例如指向性，噪声辐射问题，等等。声固多物理场耦合可以模拟包含固体和流体产生的声固耦合作用问题。例如，声固耦合模式可以应用于精确的消声器设计、超声压电换能器、声呐技术、汽车制造行业的噪音和机械振动分析。利用COMSOL Multiphysics的强大功能，可以精确分析和设计诸如扬声器、传感器、麦克风和助听器接收器等电声换能器。在声学模块中，可以通过求解线性化势流方程，线性化欧拉方程或线性Navier-Stokes方程来实现气动声学的分析和模拟。这些接口都是用来模拟外部流动和声场的单向耦合问题。主要应用领域包括喷气式引擎的噪音分析、流量传感器，以及包含流动的消声器等。
上传时间： 2022-06-19
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