时间：2023-03-22 17:45:05
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总体结构
系统硬件分为：高清图像采集板、NiosII核心板、单片机接口板三部分。软件由NiosII和单片机软件组成。考虑到程序的标准化、可移植性，NiosII程序和单片机程序都使用标准C编写。
高清图像采集
方案一用工业用高清镜头采集影像，再对模拟视频解码，得到高清视频数据。解码芯片可选AD的ADV7181C，10位集成多格式标清高清视频解码器，四个10位ADC采样速率最高110MHz，支持720p/1080i高清分量，最高对1024x768、70Hz（XGA）RGB图形进行数字化处理。科技论文。或TI TVP5150AM1，超低功耗优化架构，工作状态下功耗仅为113mW，只需一个晶振就能支持所有标准，可通过I2C对亮度、对比度、饱和度、色调、锐度等控制，功能强大使用方便。或飞利浦SAA7114H，该芯片最多允许6个复合视频输入，显示比例调整分辨率调整,解码精度高支持视频窗口缩放。科技论文。此方案成本高体积大。
方案二用高清图像传感器采集，直接输出高清图像数据。从芯片的性能指标、价格供货、技术支持、开发难易程度等方面考虑，Omni公司的OV9712芯片较为合适。该传感器为1/4”标清高清CMOS图像传感器，像素尺寸3.0um，内置OmniPixel3-HS技术，可提供WXGA（1280X800）分辨率、640x480、HD720p三种格式图像，10bit彩色rawRGB并行图像数据输出，PLL锁相环，高信噪比图像质量，镜头校正，画面缺陷补偿。该方案成本百元左右，硬件简单性能稳定，符合实际要求。
设计OV9712采集电路时，要使用独立电源，电路板上尽量减小信号线长度及避免上下层平行布线，电源芯片放在板子外侧。外围器件尽量以OV9712要求参数一致，电路中模拟地与数字地分开走线最后汇集一点。OV9712有效图像传感区域不在芯片中间位置，而是偏右偏上，为了使目标图像能处于画面中心，绘制电路板时要注意调整芯片位置，具体尺寸参见OV9712器件手册。
Nios核心板
FPGA芯片选型比较如下：
论文摘要:本文从现有存储式电子压力计的技术现状出发，分析了在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计的数据传输方案和实施，并从技术需求分析、通讯方案选择、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码的软硬件设计等方面，对直读式电子压力计数据传输方案进行了深入研究。试验数据分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计的关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
一、引言
目前存储式电子压力计已广泛应用于国内各大油田高温井下压力和温度的测量。存储式电子压力计在工作过程中，仪器内的单片机系统和各种传感器共同完成井下压力和温度的采集，并以数字量形式存储于电可改写型存储器中，待测试过程完成后，再将压力计返回地面，用专门配套研制的数据回放仪与压力计连接，通过软件和硬件接口通讯进行数据的接收、回放和处理，使用很不方便，影响生产。
因此，为克服存储式电子压力计的上述缺点，提高油田生产效率，提升电子压力计在油田测井领域的市场竞争力，必须研制在井下高温、高压、远距离条件下，实现压力、温度数据实时可靠采集、传输、分析的压力计——直读式电子压力计。
二、直读式电子压力计技术需求分析
（一）功能及主要技术指标要求
直读式电子压力计实现井下压力和温度参数的测量，并将测量结果通过单芯铠装电缆实时传送至地面解码控制仪，主要技术指标要求如下所示。
a) 压力测量范围：（0～30、45、60、80）MPa；压力测量误差： 0.04%F.S；
b) 温度测量范围：（-20～+150）℃， 测量误差：±1℃；
c) 传输距离不小于6000m；通讯误码率1.0×10-7。
（二）基本方案及工作原理
直读式电子压力计由井下电子压力计和地面解码控制仪两部分组成，其中井下电子压力计由压力传感器、温度传感器、信号放大电路、模数转换电路、单片机系统、编码电路、数字通讯接口电路和装载于单片机系统中的相关工作软件组成，解码控制仪由解码电路、通讯接口电路、通用计算机(油田配置)和相关工作软件组成。
工作过程中，井下电子压力计由地面解码控制仪通过单芯铠装电缆提供能源，温度和压力传感器分别将环境压力和温度转换为电信号输出，该电信号经放大和模数转换后由单片机系统进行数据实时采集和处理，然后按一定周期经数字通讯口输出。井下电子压力计和井上解码控制仪之间通过单芯铠装电缆连接，解码控制仪中通讯接口电路接收井下电子压力计输出的压力和温度数据，并经解码后输入计算机中进行实时分析和处理。
三、数据传输方案选择
设备之间数据通讯通常有并行通讯和串行通讯两种方案，并行通讯的缺点是传输距离短，通讯信道所占点号多，而串行通讯与之相反。根据井下电子压力计与井上解码控制仪的数据传输特点，需选择串行数据传输方式。
在曼彻斯特编码中，用电压跳变的相位不同来区分逻辑1和逻辑0，即用正的电压跳变表示逻辑0，用负的电压跳变表示逻辑1。
在油田测井中，井下电子压力计在井下采集大量信息，并传送给地面解码控制仪；但井下电子压力计到地面解码控制仪这段信道的传输距离较长且环境恶劣，常用的NRZ码不适合在这样的信道里传输，而且NRZ码含有丰富的直流分量，容易引起滚筒的磁化。曼彻斯特编码方式使得信号以串行脉冲码的调制方式在数据线上传输，和最常用的NRZ码相比，消除了NRZ码的直流成分，具有时钟恢复和更好的抗干扰性能，这使它更适合于从井下到井上的信道传输，因而在井下电子压力计和地面解码控制仪之间选用曼彻斯特编码使数据传输可靠性更高、传输距离更远。
四、曼彻斯特码编码软硬件设计
每一周期井下电子压力计需将采集到的压力和温度两个参数分别进行曼彻斯特编码方式输出，井下电子压力计与地面解码控制仪之间按如下通讯协议进行。
a) 压力与温度均以字为单位进行传送，先发送压力字，后发送温度字，一个压力字和一个温度字的组合称为一个消息；
b) 每一个字由20位组成，第1～3位为3个起始位，第4～19位为16个数据位，第20位为奇偶校验位；
c) 压力字3个起始位电平为先高后低，温度字起始位为先低后高，高低电平均各占一位半，压力字与温度字校验位均采用奇校验；
d) 传输的波特率：5.7292 kbps（175μs/位），传输一个消息共耗时3.5ms。为保证数据传输可靠性，井下电子压力计同一消息在一个采样周期内重复发送两次，地面解码控制仪根据校验位判断每个字的正确性。
由单片机编程输出两路I/O控制信号，经过滤波电路、运放电路、整型电路后，产生曼彻斯特编码双相电平信号，并经单芯铠装电缆送至地面解码控制仪。为满足曼彻斯特编码格式及井下电子压力计与地面解码控制仪之间的通讯协议，井下电子压力计软件采用如下的编程方式输出波形。
a）压力字同步头为262.5μs高电平后跟随262.5μs低电平，温度字同步头为262.5μs低电平后跟随262.5μs高电平；
b）若数据位为逻辑0，则在87.5μs低电平后跟随87.5μs高电平；
c）若数据位为逻辑1，则在87.5μs高电平后跟随87.5μs低电平；
d）校验位的波形产生方式与数据位相同。
五、曼彻斯特码解码软硬件设计
地面解码控制仪需将井下电子压力计输出的曼彻斯特码进行解码，并按通讯协议用软件将接收到的曼彻斯特码数据转换为井下电子压力计测得的压力和温度数据，即地面解码控制仪中的解码过程为井下电子压力计编码过程的逆过程。曼彻斯特码解码过程可分为如下三部分：
a) 同步字头检测，并辨别其为温度数据还是压力数据。
b) 对曼码形式的数据进行解码，从曼彻斯特码波形中分离出同步时钟，并将时钟和数据进行处理使曼码数据转化为非归零二进制数据。
c) 将串行数据转化为并行数据，并进行奇偶校验，以检验数据传输的正确性。
经过几千米铠装电缆传输上来的数据，幅度衰减到毫伏级，因此井上需要精密的解码电路，才能保证数据传输无误码率。井下传输上来的数据经过滤波电路、精密运算放大器、双D触发器输出曼码波形给单片机，经过单片机的程序转化为井下的压力与温度数字量。
六、试验结果
直读式电子压力计首台产品完成厂内试验后，到油田用8000m的铠装电缆连接井下电子压力计和地面解码控制仪，将电子压力计下放到井下6500m的深度，在温度高达150℃、压力为30～60 MPa的油井中测试压力和温度。在三次连续5个小时的测试过程中，数据传输准确可靠，没有出现丢点现象，误码率为零。
七、结束语
试验数据统计分析结果表明，本文研究结果解决了直读式电子压力计通讯方案、通讯协议、单芯远距离传输、曼彻斯特码编解码软硬件设计等关键技术，增强了电子压力计在油田测井领域的市场竞争力。
1 引言系统仿真技术是近30年才发展起来的新兴技术，它是指在计算机上通过系统模型的仿真实验去研究或验证一个已经存在的或者正在设计的系统的过程。系统仿真并不是对原形的简单再现，而是按照研究的侧重点对系统进行提炼，以利于抓住问题的本质。
在“某型机浮标定位系统研究”科研课题中，经过多方论证与研究，最终设计出了在充分利用原机载设备功能的基础上，通过对原机载设备进行适当改进，实现对投放的无线电声纳浮标进行快速、远距离的极坐标定位方案。
本文试图通过对该方案建立合理的数学模型并进行系统仿真，以达到验证所设计方案的正确性的目的。科技论文。
2浮标定位系统的设计方案“某型机浮标定位系统”的组成包括机上某型搜瞄雷达、某型无线电声纳浮标、某型声纳浮标信息接收处理机、战术导航态势显示器及新设计加装的浮标测距接收与应答机和信号处理分机等，如图1所示。
某型搜瞄雷达的作用是：利用其连测通道产生测距询问脉冲信号发往浮标，同时将与发射脉冲同步的信号提供给战术导航态势显示器和信号处理分机。
测距接收与应答机为在浮标上的加装电路，它的作用是接收雷达连测通道发来的询问脉冲，经识别后产生相应的应答脉冲，再经振幅调制后发往机载某型声纳浮标信息接收处理机。
某型浮标信息接收处理机的作用是：接收浮标发回的信号，将该信号经幅度检波后，送往信号处理分机进行处理。
信号处理分机为机载部分的加装电路，它的作用是对某型浮标信息接收处理机送来的幅度检波信号进行滤波、识别后产生触发脉冲，并将其送往某型搜瞄雷达和战术导航态势显示器，以计算出浮标与反潜机的距离及显示。
战术导航态势显示器的作用是：将浮标相对机的方位和距离以一次信息的形式显示在荧光屏上。
由于“某型机浮标定位系统”研究项目是一个较大的系统工程，涉及的设备很多，而且多数为机上原有设备，因此这里只对新研制的浮标测距接收与应答机和信息处理分机进行仿真。科技论文。
3浮标定位系统的仿真对某型机浮标定位系统进行仿真，就是要根据预先设计好的浮标定位系统方案，将定位系统中各组成部分依照其作用原理建立数学模型，并按仿真平台的要求生成所需仿真模块，再利用计算机进行运算以观察其输出结果是否符合设计要求。对于仿真平台的选取，我们采用的是自行开发的专用于航空电子装备仿真的“航空电子装备仿真系统”软件。由于对浮标定位系统的仿真是一种验证性仿真，其目的在于验证所设计方案的正确与否，所以建模时在保证系统功能的条件下模型应尽量简化。
3.1仿真模型的建立3.1.1 浮标测距接收与应答机的仿真模型浮标部分电路组成框图如图2所示。为实现对浮标测距接收与应答机电路的计算机仿真，应首先建立该电路的数学模型。
（1）视频放大器
视频放大器主要实现的功能是对视频询问脉冲信号放大，在理想状态下应不产生波形失真，为简化模型，可用一个放大倍数为K的理想放大器代替。
（2）脉冲间隔解码器
脉冲间隔解码器是浮标测距接收与应答机电路的核心，其作用是对放大后的视频脉冲进行脉冲间隔的检测，并根据其脉冲间隔大小判断是否为雷达连测通道发来的询问脉冲，是则输出一个触发脉冲，否则不予理睬。脉冲间隔解码器采用比较法，即将双脉冲信号一路直接送到比较器的输入端，另一路则经延迟T（T等于测距询问双脉冲间的时间间隔）后送到比较器的另一输入端。比较器对输入的两路脉冲信号进行比较，若脉冲重合则产生一个触发脉冲。如图3所示。
（3）延迟电路
延迟电路的作用是对脉冲间隔解码器产生的触发脉冲给与适当的时间延迟，以保证应答信号不会落到雷达的探测盲区范围内。为了简化模型，这里采用了理想的延迟线。
（4）应答脉冲产生电路
为便于机载接收机对应答脉冲的识别，应答脉冲也采用双脉冲形式，但其双脉冲间的时间间隔必须与询问脉冲区别开。应答脉冲产生电路一般采用单稳态触发器实现，为了使产生的应答脉冲为双脉冲形式且双脉冲间的时间间隔满足要求，还应在单稳态触发器之后加一延迟线和或门，如图4所示。
3.1.2 信息处理分机的仿真模型信息处理分机负责接收处理浮标发回的测距应答脉冲，根据其电路功能，建立每个功能电路的数学模型如下：
（1）射频放大器
射频放大器主要实现的功能是对来自某型浮标信息接收处理机信号分配器的射频信号进行放大，它是一个宽带放大器，在理想状态下应不产生波形失真，为简化模型，可用一个放大倍数为K的理想放大器代替。
（2）包络检波器
包络检波器用于对放大后的射频信号进行幅度检波，以取出视频应答脉冲信号。一般此类检波器大多利用二极管或三极管的非线性实现，此处的包络检波器可直接采用二极管检波器。
（3）视频放大器
这里的视频放大器主要实现的功能是对检波后的视频应答脉冲信号放大，在理想状态下应不产生波形失真，为简化模型，可用一个放大倍数为K的理想放大器代替。
（4）脉冲间隔解码器
这里的脉冲间隔解码器同浮标测距接收与应答机电路的一样，其作用是对放大后的视频脉冲进行脉冲间隔的检测，并根据其脉冲间隔大小判断是否为浮标发来的测距应答脉冲，是则输出一个触发脉冲，否则不予理睬。数学模型同2.2.1的（2），只是延迟参数不同。
3.2仿真结果按以上建立的模型对浮标测距接收与应答机和信息处理分机的各功能电路建模后，还要用算法语言对各模块进行编程，并按“航空电子装备仿真系统”软件的要求生成所需的动态链接库文件。完成后，就可以在“航空电子装备仿真系统”软件平台上进行浮标定位系统的仿真测试了。
3.2.1 浮标测距接收与应答机的仿真为了验证设计的浮标测距接收与应答机电路的功能，需要模拟该电路的输入信号，即雷达连测通道测距询问脉冲，以观察仿真对象的输出情况。由于浮标测距接收与应答机电路的输入信号已经过检波，因此这里模拟的测距询问脉冲为视频脉冲。
通常雷达发射机的探测脉冲都采用钟形脉冲形式。根据某型搜瞄系统雷达的实际工作情况，在这里我们模拟该雷达在量程为М8、М16、М32档，“连测”开关接通状态下的发射机脉冲信号波形。此时，雷达主天线在一个雷达周期内发射三个脉冲，其中第一个脉冲作为雷达的探测脉冲，后两个作为连测通道的询问脉冲。为了逼真模拟输入信号的实际情况，在模拟的雷达连测通道测距询问脉冲中还要加入噪声。模拟雷达脉冲信号如图5所示。雷达脉冲信号经视频放大器放大后的波形如图6所示。
图5 模拟的雷达脉冲信号图6 视频放大后的雷达脉冲信号
脉冲间隔解码前、后的波形对比如图7所示。
解码前 解码后
图7 脉冲间隔解码前、后的波形对比
触发脉冲和应答脉冲波形如图8所示。
触发脉冲 应答脉冲
图8 触发脉冲和应答脉冲的波形
可见，通过计算机仿真，设计的浮标测距接收与应答机电路在某型搜瞄系统雷达发出的探测和询问脉冲照射下，能够正确地产生相应的应答信号。
3.2.2 信息处理分机的仿真信息处理分机的输入信号来自某型浮标信息接收处理机的信号分配器，这是一个包络含有应答双脉冲的射频信号，经射频放大器放大后送入包络检波器检波。包络检波器检波前、后的波形对比如图9所示。
图9 包络检波器检波前、后的波形
检波后的视频双脉冲信号经放大后送入脉冲间隔解码器进行解码，解码前、后的波形对比如图10所示。
解码前解码后
图10 解码前、后的波形对比
由此可见，通过计算机仿真，设计的信息处理分机在收到浮标发出的信号后，能够从中正确地检出测距应答脉冲加以识别并输出触发信号。科技论文。
4浮标定位系统仿真的结论通过以上的仿真结果可以看到，按照预先设计好的浮标定位系统方案，新设计的浮标测距接收与应答机和信息处理分机均能较好地实现其设计功能，配合浮标定位系统的其它设备，可实现某型机对投放的某型无线电声纳浮标进行远距离快速定位。
通过对设计的浮标定位系统电路进行计算机仿真，验证了系统设计的正确性和可行性。
参考文献：
[1] 吴明敏. 信号处理机与测距测速机的一体化设计[J]. 现代雷达, 2005.5，27（5）
[2] 刘爱霞，赵国庆. 一种新的雷达信号识别方法[J]. 航天电子对抗,2003（1）
论文摘要：医疗器械的发展经历了从最早的仅仅满足使用需求到现在需要满足使用者内心感受的巨大变革，同时对于医疗器械设计理念在不同时代也给予了不同的定义，当今社会所追求的物质与精神的统一决定了医疗器械设计也必须从外观设计转向涉及使用者内心感受的交互式设计阶段，这是科技与人，历史与发展结合的必然产物。交互式设计在医疗器械中的作用，旨在思考机器与人，人与机器的和谐发展。
二十世纪二、三十年代包豪斯提出的“功能主义”在工业设计中影响很大，医疗器械的设计有相当长一段时间以“理性主义”思潮为主流，遵循“形式追随功能”原则，其“技术至上”的倾向导致了产品与人的情感、与环境的疏远。这种高估 “物”的技术作用，而忽视“物”的人文价值的作法，是不符合当今时代要求的。
我国医疗器械产品技术除在超声聚焦等少数领域处于国际领先水平外，多数关键技术被发达国家大公司所垄断，国产高端医疗器械产品技术性能和质量水准落后于国际先进水平10年左右。与此同时，将产品的“设计”行为视为或从事为“装饰”行为，仍是我国企业中医疗器械设计的主流。这种认识和行为上的肤浅化、歪曲化，正使相当多的企业遭受严重的短期损失（如产品积压）和长远损失（如失去市场）。
一、设计对话——作品与受众的信息交流
医疗器械的交互式设计在于有效地传递产品与服务的信息，树立良好的品牌形象与企业形象，刺激消费者的购买欲望，并从精神上给人以美的享受，最后达到推动经济发展的目的。这就要求设计师在设计创新的时候需要考虑到产品与消费者之间的这种对话，以保证产品生产投入市场之后可以获得较好的市场认同度。从而也在一定程度上促进设计的发展。
设计师根据市场竞争态势与消费者需求趋向等信息来确定设计作品的开发与传播，同样，消费者作为设计信息终端部位的信宿，是设计信息的接受者，他在接受信息时必须经过解码过程。对于设计师而言，就需要在设计创新的过程中进行思考，来规划这一个解码的过程。
对于设计受众来说，信息的解码过程大体可分为注意、识码、分析、记忆、行动几个阶段。当设计作品引发他们关注时，才能产生审美注意，设计信息引起注意是信宿接受信息，解码过程的开始，当解读相关信息后，也就获得了某种设计信息。了解了产品的性能、特点，感受到它的造型、质量。联想到对提高自己生活品质的利益和好处，从而在心理上缩短了与产品的距离，萌生一种拥有的欲望。识码、分析是设计信息解码过程的主体，是信息的接受与处理。设计信息作用的实现就从这里开始，因此也是很重要的。记忆，行动是设计信宿解码过程的完成，于是设计活动与设计对话就在这种双向信息交流中开始与终结。在设计的创新阶段，设计师可以针对不同的产品进行相应有效的注意、识码、分析、记忆、行动的针对性预设计，从而为这个结果的实现提供前提。
二、多维思考
医疗器械的交互式设计在明确命题之后，具体实践的过程则要求进行多维思考。所以在设计创新和开发阶段，设计师从多维角度考虑出发，在避免重复传统的无序思维发散的基础上，为达到医疗器械交互设计在设计开发之后能准确的与市场消费需求相吻合而充分的实现附加值的最大化，定位情感消费与设计开发相结合方法，还需要提出一些基于命题和市场的概念描述：
1.辅助物：现阶段对医疗器械的交互式设计需求注重的是情感上的共鸣，辅助物是一个玩具亦或一个玩伴甚者一种友谊，一种美好的心情。
2.适用人群确立：有想法、充满了想象力、勇于尝试和创新，对现行交互式设计文化耳濡目染，关心自己，关心他人，重视生活，物质和精神的双重需求。
3.共性与个性：或许是某个按键、表面、质感、颜色与使用者产生共鸣。
有了这样的概念性描述之后，基本上明确了医疗器械的交互式设计导向，也就为下一步工作做好了充分的准备。
三、设计效用性
由于现代设计信息创意水平的提高，企业整体营销战略的加强，一般有远见卓识的企业传播的设计信息都具有长期效果，对受众起着举一反三的作用，并使其获得经济，艺术与审美的多种效应。而在创意上这种长期的有效性就表现为对设计产品创意程度的应用。产品的周期决定了产品的寿命，创意是这一产品在市场上的卖点。可以通过对效用性的研究，来分析特定产品在特定情况下的设计过程和实现的方法。
一、引言
所谓视频编码方式就是指通过特定的压缩技术，将某个视频格式的文件转换成另一种视频格式文件的方式。视频压缩发展到现在己有几十年的历史。1948年，Oliver提出了第一个编码理论脉冲编码调制(PulseCodingModulation，简称PCM);同年，Shannon的经典论文“通信的数学原理”首次提出了信息率失真函数的概念;1959年，Shannon进一步确立了码率失真理论;而Berger在1971年所著的《信息率失真理论》一书则对率失真理论做了系统地论述和扩展;以上各项工作奠定了信息编码的理论基础。
二、AVS基本介绍
AVS是基于我国创新技术和部分公开技术的自主标准，技术方案简洁，芯片实现复杂度低，达到了第二代标准的最高水平；而且，AVS通过简洁的一站式许可政策，是开放式制订的国家、国际标准，易于推广；此外，AVS是一套包含系统、视频、音频、媒体版权管理在内的完整标准体系，为数字音视频产业提供更全面的解决方案。综上所述，AVS可称第二代信源标准的上选。
图1AVS视频编码器框图
三、AVS主要技术
AVS采用的主要技术包括：8x8整数变换量化技术、帧内预测、半像素与1/4精度像素插值、特殊的帧间预测运动补偿、二维熵编码、去块效应环内滤波等：
1.整数变换量化：AVS为了避开H.264的专利问题，选择了以往标准广泛采用的8×8变换，这样可以在16位处理器上无失配地实现。AVS采用的64级量化，可以完全适应不同的应用和业务对码率和质量的要求。目前AVS所采用的8x8变换与量化方案大大降低了芯片的实现难度。
2.帧内预测：AVS采用的帧内预测技术，是用相邻块的像素预测当前块，同时采用代表空间域纹理方向的多种预测模式。AVS亮度和色度帧内预测都是以8x8块为单位的。亮度块采用5种预测模式，色度块采用4种预测模式，而这4种模式中有3种和亮度块的预测模式相同。在编码质量相当的前提下，AVS采用较少的预测模式，使方案更加简洁、实现的复杂度大为降低。
3.帧间预测运动补偿：帧间运动补偿编码是混合编码技术框架中最重要的部分之一。AVS标准采用了16×16，16×8，8×16和8×84种用于运动补偿的宏块模式，去除了MPEG-4AVC/H.264标准中的8×4，4×8，4×4的块模式，这样可以更好地刻画物体运动，提高运动搜索的准确性。
4.半像素与1/4精度像素插值：AVS通过4抽头滤波器（-1，5，5，-1）得到半像素点，再通过4抽头滤波器（1，7，7，1）和均值滤波器得到1/4像素点，在不降低性能的情况下减少插值所需要的参考像素点，减小了数据存取带宽需求，这在高分辨率视频压缩应用中是非常有意义的。
5.预测模式：AVS的B帧双向预测使用了直接模式、对称模式和跳跃模式。使用对称模式时，码流只需要传送前向运动矢量，后向运动矢量可由前向运动矢量导出，从而节省后向运动矢量的编码开销；对于直接模式，前块的前、后向运动矢量都是由后向参考图像相应位置块的运动矢量按比例分配导出，因此也可以节省运动矢量的编码开销；跳跃模式的运动矢量导出方法和直接模式的相同，跳跃模式编码块都不编码运动补偿的残差，也不传送运动矢量，即该模式下宏块只需要传输模式信号则可。
6.二维熵编码：AVS熵编码采用自适应变长编码技术。在AVS熵编码过程中，定长码用来编码具有均匀分布的语法元素，指数哥伦布码用以编码可变概率分布的语法元素。采用指数哥伦布码的优势在于：一方面，它的硬件复杂度比较低，可以根据闭合公式解析码字，无需查表；另一方面，它可以根据编码元素的概率分布灵活确定k阶指数哥伦布码编码，如果k选得恰当，编码效率可以逼近信息熵。预测残差的块变换系数后，经扫描形成（level、run）对串，level、run不是独立事件，而存在很强的相关性，在AVS中level、run采用二维联合编码，并根据当前level、run的不同概率分布趋势，自适应改变指数哥伦布码的阶数。
四、总结与展望
目前AVS技术可实现标准清晰度、相当清晰度、低清晰度等不同格式视频的压缩，但针对此类应用的压缩效率还有待不断提高，这应当是AVS视频技术进一步发展的重点所在：着力AVS编解码的实际应用研究，优化AVS运动搜索算法，提高AVS解码速度，从而推动我国数字音视频标准AVS的推广和应用。
参考文献
1 陈亮 AVS先进编码技术研究 华中科技大学 2006
在我们的快速JPEG 2000图像尺寸缩小转换方法中，首先将原始JPEG 2000图像经EBCOT解码以及反量化步骤解出图像的频率域编码信息后，再透过频率域图像尺寸缩小转换方法，直接在频率域里缩小图像尺寸，最后再通过量化与EBCOT编码等步骤，将图像尺寸缩小后的图像频率域编码信息编成JPEG 2000图像。
本文所提的JPEG 2000图像尺寸缩小转换方法与空间域图像大小转换方法相比，所提的方法省掉反向小波转换、反向色彩转换、后置处理、前置处理、正向色彩转换、以及正向小波转换等六个步骤。由于所提的方法不需将频率域编码信息转成空间域图像，因此本论文所提的方法除了可更快速的转换图像大小外，也可省下存放空间域图像内容所需的存储空间以及减少所需的计算量。
1 简化JPEG 2000压缩与解压缩流程
在快速JPEG 2000图像尺寸缩小转换方法中，保留了EBCOT解码、反量化、量化与EBCOT编码等四个部分，主要原因说明如下：
1.1 EBCOT编/解码 JPEG 2000编码后的图像会储存成封包的格式，但封包并非以子频带为单位储存，所以要取得各子频带的内容，必须先经过EBCOT解码才行。再者本文的方法有可能需要对子频带再进行小波转换，因此EBCOT编/解码过程不可省略。
1.2 量化与反量化 保留量化与反量化步骤的主要原因在于图像经由正向小波转换后，会产生不同大小的子频带频率信息，不同子频带频率信息使用不同的量化步长值进行量化。
子频带与量化步长值这两者有相对应关系，换句话说以具有7个子频带的JPEG 2000图像而言，必须要有7个相对应的量化步长值。而子频带与量化步长值所产生的数目与小波转换的层数有关，对于一个经过m层小波转换的影像，所具有的子频带数目Nsubbands计算公式为：Nsubbands=3×m+1，图2所示为图像经由二次小波转换后所产生的七个不同的子频带。
每个子频带的量化步长值都是由一组独立的控制参数（ε，μ）决定，该组控制参数必须记录于JPEG 2000码流头部，供译码端还原量化步长值使用。图3所示为一张图像经过三次小波转换后所产生的频率域情况。
本文所提的频率域图像尺寸缩小方法会改变原本图像的小波转换层数，进而影响到量化步长值与子频带的对应关系。当使用不同小波转换层数时，每个子频带的量化步长值会不同。所以，当图像在进行尺寸缩小前，先使用原本JPEG 2000图像的量化步长值对图像进行反量化，还原频率域信息，当图像尺寸已调整缩小后，再用新的量化步长值来量化频率域信息，即可解决量化步长值与子频带不一致的问题。
在我们所提的方法中，分别会遇到小波层数足够与小波层数不足的情况。假设一张JPEG 2000图像小波层数为m层，欲要将图像尺寸缩小为原来的（1/2n×1/2n）大小时，假如n
若n>=m发生，也就是小波层数不足。首先经EBCOT解码后，产生不同的子频带信息。针对不同的子频带信息使用反量化，接着进行图像缩小的工作，将不需要的外频信息去除，保留的频率信息因小波层数不足（小波层数需为1层以上），要对保留的频率信息再进行小波转换。产生出来的小波频率域尺寸大小超过欲转换尺寸，可将外频的小波频率信息去除，保留LL子频带。此时图像大小虽已符合转换所需大小，但JPEG 2000规定图像至少要有一层小波转换，所以必须再做一次小波转换，得到一张小波转换层数为1的JPEG 2000图像，最后再经量化与EBCOT编码，得到尺寸缩小后的JPEG 2000图像。
2 频率域图像尺寸缩小转换方法
图1中间的频率域图像尺寸缩小转换方法主要工作包括缩小频率域图像尺寸与修改JPEG 2000图像码流主标头相关参数等步骤，详细步骤如下：
2.1 括缩小频率域图像尺寸
①小波转换层数足够的作法。假设当图像的小波层数为m层，欲将图像尺寸缩小为（1/2n×1/2n）大小时，若n
首先使用EBCOT解出频率域信息，再对需保留的频率域信息作反量化动作，接着将整张图像的尺寸缩小，并且丢弃不需要的外频频率信息，最后将所保留的频率域信息再重新经过量化与EBCOT编码，即可得到图像尺寸缩小后的JPEG 2000图像。
②小波转换层数不足的作法。假设当图像的小波层数为m层时，欲将图像尺寸缩小为（1/2n×1/2n）大小时，若n>=m，就是小波层数不足，则除了丢弃m个外层的中高频信息外，还需要将原来最内层的低频信息，进行（n-m）+1次小波转换，再将所产生的（n-m）层的中高频信息丢弃。由于以上的（n-m）次小波转换后的中高频信息最终将被丢弃，因此在进行以上小波转换时可直接省略许多计算工作，不必进行完整的小波转换。此法为本文提出的快速小波转换方法。
2.2 修改JPEG 2000图像码流主标头相关参数 JPEG 2000图像码流主标头记录原始图像大小、块状（tile）大小、小波层数、各子频带的量化步阶值参数（ε和μ）等数据信息。在我们所提方法中，并没有将图像解回空间域，而是在频率域信息缩小图像尺寸后，直接进行量化和EBCOT编码，产生新的JPEG 2000图像。新的JPEG 2000图像码流主标头数据无法像空间域转换方法由JPEG 2000压缩方式设定，而必须自行修改JPEG 2000图像码流主标头内的相关参数。
3 小结
JPEG 2000具有的多种特性使其有着广泛的应用前景。目前许多图形图像公司如Pegasus，Aware等在开发的图像软件中集成了JPEG 2000图像压缩技术；有的公司如ImagePower等已开发出JPEG 2000的DSP芯片。JPEG 2000将取代JPEG在图像压缩领域发挥重要作用。本论文提出一个新的快速图像压缩方法，可 大幅降低使用空间域转换时的处理时间，以及所需存储空间，但是本文所提方法只针对静态图像实现固定大小的缩小转换，无法对图像作任意大小转换，对图像作任意大小转换是一个很好的发展方向，需作进一步研究。
参考文献：
森林火灾是一种突发性强、破坏性大、救助困难的自然灾害。做好森林防火工作，有效预防和扑救森林火灾，是确保人民生命财产安全的迫切需要.当森林发生火灾时，只有做到早发现、早解决，才能把损失降到最小。针对我国森林防火的实际需要，专门设计了一整套森林防火的解决方案。
1 系统设计
系统设计图，如图1所示。
1.1 图像传输设备的选择及技术参数
模拟图像传输系统采用调频体制，信号带宽27MHz。为了保证信号之间互不干扰，两路信号中心频率间隔应大于38MHz。目前国产模拟图像传输系统主要有L波段、S波段、Ku波段几种，频率范围分别为：L波段：950～1750MHz；S波段：2200～2700MHz；Ku波段：11～13GHz。
如果以38MHz频率间隔计算，各频段可同时传输的最多路数分别为：L波段：21路；S波段：13路；Ku波段：50路。
本系统共需同时传输15路图像信号，L波段利用频率复用技术可以做到30路图像传输，从系统要求整体设备性能及造价来考虑，选择L波段。微波传输需满足视距传输条件，即监控点至控制中心传输路径上无遮挡（收发天线间可视）。
该系统方便安装，传输图像鲜明，主要是利用微波频段传输，包括报警信号、伴音和视频。
微波图像传输系统：主要技术指标：频段：L波段950～1750MHz、KU波段11～13GHz；功率：10～40dBm；
微波工程接收机技术指标：输入频率： 950-2050MHz；输入阻抗：75Ω；输入电平：-65-- -35dBm；中频带宽：27MHz；噪声门限：6dB典型值；视频制式：PAL；去加重：CCIR405-1 625行；视频输出：1V峰-峰值；频率响应：+1- -2dB（10KHz-5MHz）；工作电压： AC150V-AC270V；功耗：15W；LNA电源：18V/100mA。
1.2 无线指令遥控系统
无线遥控是指实现对被控目标的非接触遥远控制，在工业控制、航空航天、家电领域应用广泛。我们设计的系统提供的数据接口，以适应各种协仪。由发射和接收部分组成，可以控制云台、镜头。
2 原理设计
如图2所示。
2.1 功能简述
在森林内多个地点放摄像机，通过无线发射C（带烟传感接收）发射各种信号，接收机能够看到森林中各个监控点的实时状况。
前端指令机能接收到监控点发出的指令，解码器来执行中心的指令，控制云平台左右上下的转动，以及对镜头进行长焦、短焦的改变等。
2.2 控制原理
2.2.1 无线图像传输的过程
无线图像传输频率复用采用分割方式，图像通道采用微波点对点的方式。摄像机通过采集的视频信号输送给发射机，然后输出给天线，以微波的无线形式传送给监控设备的天线，接收设备接收到信号了以后，再经过解调还原视频信号，这样就可以有确盘录像机中显示图像了。
在实际使用的微波通信线路中，总是使用方向性非常强的天线，并把收、发天线对准，以使接收端收到较强的直射波。但是，由于受天线的方向性所限，总会有一部分电磁波透射到地表面，经地表面反射后到达收信端的天线，或散射进入太空；其次，由于大气层中存在不均匀的气体，也会造成电磁波的折射和吸收，损失掉一部分能量；另外，由于微波无法穿过传输线路上的固体物，所以，在传输路线上的固体物，特别是高大的建筑物，就会使微波造成绕射和电平损耗。因此，微波通信既有直线传输特性，又有多径传输特性，在无遮挡的情况下，传输距离可达70公里。广泛用于公安、武警、消防、交通、金融、油田、厂矿等领域的远距离无线监控系统。
2.2.2 无线指令控制的过程
控制通道采用码分多址、一对多点方式。指令信号通过主机输入指令参数，再通过发射天线发射到森林中的各个监控点中，监控点接收到主机发射过来的信号，先通过校验，再通过无线指令接收机解调出控制数据给解码器，解码器再根据地址码来判断是否解码，同时具备双向语音功能，可以适时对话。
3 结束语
实验证明：通过采用硬盘录像系统，进行实时录象，上级领导可以通过联网的计算机进行远程监控并查询录像资料，能真实记录火灾发生及救火的过程，提供有效真实的资料，其性能可靠；高清晰、高画质，成为技术先驱。
参考文献
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作者简介
引言
近些年来，频频出现的医药品安全事故使公众对医药品生产工艺和用药安全产生了不同程度的质疑。部分事故就是由于现在医药品物流系统的不完善所导致的。为此，商务部将出台《医药物流企业分级评估指标》、《医药物流服务规范》、《药品零售企业经营服务规范》和《药品现代物流企业标准》等针对医药物流企业的一系列行业标准。可见，改善医药品物流信息系统，提高其服务水平，增强医药品监管、维护正常的药品市场秩序，成为当务之急。
1 RFID的基本概念
Radio Frequency Identification（RFID）即无线射频识别，是利用电磁感应、无线电波或者是微波等信号通过空间耦合进行非接触式的双向通信信息系统，通过这种形式的数据交换从而达到识别目标的一种技术，俗称电子标签。[1]
由于具有可非接触式数据交换、有效读写距离远、读写速度快、可识别高速运动的物品、数据记忆容量大、安全保密性高、读写穿透力强、可重复使用、耐恶劣环境能力强等一系列优点，因此RFID主要用于军事、航空、交通、物流、制造、汽车、零售、医疗、动物、食品、票证、服装、图书、煤矿、防伪等广泛领域中的自动识别和数据采集。
RFID的初次使用可追溯到上世纪六十年代电子商品防盗系统（Electronic Article Surveillance，EAS）中的比特电子标签。从七十年代开始，RFID技术及产品进入到快速发展的时期，如RFID技术逐渐融入到动物追踪识别系统以及电子车牌系统。RFID技术及产品进入到商业应用阶段是从八十年代开始，此后各种规模的RFID系统开始出现，RFID技术及产品逐渐成为人们生活的一部分，RFID技术标准化问题也日趋得到重视论文服务。自本世纪初开始，RFID技术开始向物流与供应链领域渗透。[8]
一个完整的RFID系统应当由RFID数据采集器、中间件或接口、应用系统软件以及信息管理平台构成；其中数据采集器内包含标签、芯片、阅读器以及天线，这其中的芯片主要用于数据交换时的储存。正是由于芯片的这一独特之处，使得RFID与传统的条形码技术有所区别。[9]
整个RFID系统的工作原理如图1所示：RFID系统工作时必须有个前提，就是要处于一定的有效磁场区域内。带有信息的电子标签进入到有效磁场区域内，当阅读器通过天线发送出一定频率的射频查询信号，这时电子标签凭借感应电流获得的能量而被激活，将存储在芯片的信息经自身解码后通过内置天线发送出去。阅读器的接收天线接收到信号后，传送给到阅读器。接下来信息系统，阅读器对接收到的信号进行解调解码，解码后的信息通过应用系统软件最终输送到信息管理平台进行相应处理和控制。[2]
图1 RFID系统工作原理图
2 医药品物流系统分析
医药品物流是在依托一定的物流设备、技术和物流管理信息系统的基础上，有效整合营销渠道上下游资源，优化医药品供、销、配、运等环节中的验收、存储、分拣、配送等作业过程，通过自动化、信息化和效益化等技术的应用，从而提高订单处理能力，减少货物分拣差错，降低库存及缩短配送时间，进一步降低
物流成本，提高物流服务水平和资金使用效益。典型的医药品物流过程如图2所示：[3]
图2 医药品物流过程
2009年，国务院出台了《物流业调整和振兴规划》，医药品物流的发展是其中的主要任务之一。由于医药品自身的一些特性，医药品物流系统相比较于其他物流系统而言，对于逆向物流的管理更为重要。
2.1医药品物流复杂性高
医药品行业是一个集高投入、高技术、高风险与高回报等特点于一身的行业。医药品物流最大的特点就是分类复杂、品种繁多。医药品行业分类如表1所示：
表1 医药品行业分类
序号
标志值
类型
1.
按照自身性质分
化学原料药、化学药品、医疗器械、化学试剂以及保健品等
2
按照来源和性状
中药材、中药饮片、中成药，化学原料药及其制剂、抗生素类、生化药品、血清疫苗、血液制品，放射性药品等
3
按照温度分
常温品种、低温品种、冷冻品种等
4
按中国药品管理制度分
处方药和非处方药
壹、前言
由於科技日新月异，印刷已由传统印刷走向数位印刷。在数位化的过程中，影像的资料一直有档案过大的问题，占用记忆体过多，使资料在传输上、处理上都相当的费时，现今个人拥有TrueColor的视讯卡、24-bit的全彩印表机与扫描器已不再是天方夜谭了，而使用者对影像图形的要求，不仅要色彩繁多、真实自然，更要搭配多媒体或动画。但是相对的高画质视觉享受，所要付出的代价是大量的储存空间，使用者往往只能眼睁睁地看着体积庞大的图档占掉硬碟、磁带和光碟片的空间；美丽的图档在亲朋好友之间互通有无，是天经地义的事，但是用网路传个640X480TrueColor图形得花3分多钟，常使人哈欠连连，大家不禁心生疑虑，难道图档不能压缩得更小些吗？如此报业在传版时也可更快速。所以一种好的压缩格式是不可或缺的，可以使影像所占的记忆体更小、更容易处理。但是目前市场上所用的压缩模式，在压缩的比率上并不理想，失去压缩的意义。不然就是压缩比例过大而造成影像失真，即使数学家与资讯理论学者日以继夜，卯尽全力地为lossless编码法找出更快速、更精彩的演算法，都无可避免一个尴尬的事实：压缩率还是不够好。再说用来印刷的话就造成影像模糊不清，或是影像出现锯齿状的现象。皆会造成印刷输出的问题。影像压缩技术是否真的穷途末路？请相信人类解决难题的潜力是无限的。既然旧有编码法不够管用，山不转路转，科学家便将注意力移转到WAVELET转换法，结果不但发现了满意的解答，还开拓出一条光明的坦途。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论。小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。可达到完全不失真，压缩的比率也令人可以接受。由於其数学理论早在1960年代中叶就有人提出了，而到现在才有人将其应用於实际上，其理论仍有相当大的发展空间，而其实际运用也属刚起步，其後续发展可说是不可限量。故研究的动机便由此而生。
贰、WAVELET的历史起源
WAVELET源起於JosephFourier的热力学公式。傅利叶方程式在十九世纪初期由JosephFourier(1768-1830)所提出，为现代信号分析奠定了基础。在十九到二十世纪的基础数学研究领域也占了极重要的地位。Fourier提出了任一方程式，甚至是画出不连续图形的方程式，都可以有一单纯的分析式来表示。小波分析是近几年来才发展出来的数学理论为傅利叶方程式的延伸。
小波分析方法的提出可追溯到1910年Haar提出的小波规范正交基。其後1984年，法国地球物理学J.Morlet在分析地震波的局部性质时，发现传统的傅利叶转换，难以达到其要求，因此引进小波概念於信号分析中，对信号进行分解。随後理论物理学家A.Grossman对Morlet的这种信号根据一个确定函数的伸缩，平移系{a-1/2Ψ[(x-b)/a]；a,b?R,a≠0}展开的可行性进行了研究，为小波分析的形成开了先河。
1986年，Y.Meyer建构出具有一定衰减性的光滑函数Ψj,k(x)，其二进制伸缩与平移系{Ψj,k(x)=√2jΨ(2jx-k)；j,k?Z}构成L2（R）的规范正交基。1987年，Mallat巧妙的将多分辨分析的思想引入到小波分析中，建构了小波函数的构造及信号按小波转换的分解及重构。1988年Daubechies建构了具有正交性（Orthonormal）及紧支集（CompactlySupported）；及只有在一有限区域中是非零的小波，如此，小波分析的系统理论得到了初步建立。
三、WAVELET影像压缩简介及基础理论介绍
一、WAVELET的压缩概念
WAVELET架在三个主要的基础理论之上，分别是阶层式边码(pyramidcoding)、滤波器组理论(filterbanktheory)、以及次旁带编码(subbandcoding)，可以说wavelettransform统合了此三项技术。小波转换能将各种交织在一起的不同频率组成的信号，分解成不相同频率的信号，因此能有效的应用於编码、解码、检测边缘、压缩数据，及将非线性问题线性化。良好的分析局部的时间区域与频率区域的信号，弥补傅利叶转换中的缺失，也因此小波转换被誉为数学显微镜。
WAVELET并不会保留所有的原始资料，而是选择性的保留了必要的部份，以便经由数学公式推算出其原始资料，可能不是非常完整，但是可以非常接近原始资料。至於影像中什度要保留，什麽要舍弃，端看能量的大小储存（跟波长与频率有关）。以较少的资料代替原来的资料，达到压缩资料的目的，这种经由取舍资料而达到压缩目地的作法，是近代数位影像编码技术的一项突破。即是WAVELET的概念引入编码技术中。
WAVELET转换在数位影像转换技术上算是新秀，然而在太空科技早已行之有年，像探测卫星和哈柏望远镜传输影像回地球，和医学上的光纤影像，早就开始用WAVELET的原理压缩/还原影像资料，而且有压缩率极佳与原影重现的效果。
以往lossless的编码法只着重压缩演算法的表现，将数位化的影像资料一丝不漏的送去压缩，所以还原回来的资料和原始资料分毫无差，但是此种压缩法的压缩率不佳。将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态，控制解码後影像的品质，选择适当的编码法，而且还在撷取图形资料时，先帮资料「减肥。如此才是WAVELET编码法主要的观念。
二、影像压缩过程
原始图形资料色彩模式转换DCT转换量化器编码器编码结束
三、编码的基本要素有三点
（一）一种压缩/还原的转换可表现在影像上的。
（二）其转换的系数是可以量化的。
（三）其量化的系数是可以用函数编码的。
四、现有WAVELET影像压缩工具主要的部份
（一）WaveletTransform（WAVELET转换）：将图形均衡的分割成任何大小，最少压缩二分之一。
（二）Filters（滤镜）：这部份包含WaveletTransform，和一些着名的压缩方法。
（三）Quantizers（量化器）：包含两种格式的量化，一种是平均量化，一种是内插量化，对编码的架构有一定的影响。
（四）EntropyCoding（熵编码器）：有两种格式，一种是使其减少，一种为内插。
（五）ArithmeticCoder（数学公式）：这是建立在AlistairMoffatslineartimecodinghistogram的基础上。
（六）BitAllocation（资料分布）：这个过程是用整除法有效率的分配任何一种量化。
肆、WAVELET影像压缩未来的发展趋势
一、在其结构上加强完备性。
二、修改程式，使其可以处理不同模式比率的影像。
三、支援更多的色彩。可以处理RGB的色彩，像是YIQ、HUV的色彩定义都可以分别的处理。
四、加强运算的能力，使其可支援更多的影像格式。
五、使用WAVELET转换藉由消除高频率资料增加速率。
六、增加多种的WAVELET。如：离散、零元树等。
七、修改其数学编码器，使资料能在数学公式和电脑的位元之间转换。
八、增加8X8格的DCT模式，使其能做JPEG的压缩。
九、增加8X8格的DCT模式，使其能重叠。
十、增加trelliscoding。
十一、增加零元树。
现今已有由中研院委托国内学术单位研究，也有不少的研究所的硕士。国外更是如火如荼的展开研究。相信实际应用於实务上的日子指日可待。
伍、影像压缩研究的方向
1.输入装置如何捕捉真实的影像而将其数位化。
2.如何将数位化的影像资料转换成利於编码的资料型态。
3.如何控制解码影像的品质。
4.如何选择适当的编码法。
5.人的视觉系统对影像的反应机制。
小波分析，无论是作为数学理论的连续小波变换，还是作为分析工具和方法的离散小波变换，仍有许多可被研究的地方，它是近几年来在工具及方法上的重大突破。小波分析是傅利叶（Fourier）分析的重要发展，他保留了傅氏理论的优点，又能克服其不足之处。
陆、在印刷输出的应用
WAVELET影像压缩格式尚未成熟的情况下，作为印刷输出还嫌太早。但是後续发展潜力无穷，尤其在网路出版方面，其利用价值更高，WAVELET的出现就犹如当时的JPEG出现，在影像的领域中掀起一股旋风，但是WAVELET却有JPEG没有的优点，JPEG乃是失真压缩，且解码後复原程度有限，能在网路应用，乃是由於电脑的解析度并不需要太高，就可辨识其图形。而印刷所需的解析度却需一定的程度。WAVELET虽然也是失真压缩，但是解码後却可以还原资料到几乎完整还原，如此的压缩才有存在的价值。
有一点必须要提出的就是，并不是只要资料还原就可以用在印刷上，还需要有解读其档案的RIP，才能用於数位印刷上。等到WAVELET的应用成熟，再发展其适用的RIP，又是一段时间以後的事了。
在网路出版上已经有浏览器可以外挂读取WAVELET档案的软体了，不过还是测试版，可是以後会在网路上大量使用，应该是未来的趋势。对於网路出版应该是一阵不小的冲击。
图像压缩的好处是在於资料传输快速，减少网路的使用费用，增加企业的利润，由於传版的时间减少，也使印刷品在当地印刷的可能性增高，减少运费，减少开支，提高时效性，创造新的商机。
柒、结论
WAVELET的理论并不是相当完备，但是据现有的研究报告显现，到普及应用的阶段，还有一段距离。但小波分析在信号处理、影像处理、量子物理及非线性科学领域上，均有其应用价值。国内已有正式论文研究此一压缩模式。但有许多名词尚未有正式的翻译，各自有各自的翻译，故研究起来倍感辛苦。但相信不久即会有正式的定名出现。这也显示国内的研究速度，远落在外国的後面，国外已成立不少相关的网站，国内仅有少数的相关论文。如此一来国内要使这种压缩模式普及还有的等。正式使用於印刷业更是要相当时间。不过对於网路出版仍是有相当大的契机，国内仍是可以朝这一方面发展的。站在一个使用其成果的角度，印刷业界也许并不需要去了解其高深的数理理论。但是在运用上，为了要使用方便，和预估其发展趋势，影像压缩的基本概念却不能没有。本篇文章单纯的介绍其中的一种影像压缩模式，目的在为了使後进者有一参考的依据，也许在不久的将来此一模式会成为主流，到时才不会手足无措。
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7.曾泓瑜、陈曜州，民八十三年，最新数位讯号处理技术（语音、影像处理实务），全欣资讯图书。
附录：
嵌入式零元树小波转换、阶层式嵌入式零元树小波转换、阶层式影像传送及渐进式影像传送
目前网路最常用的静态影像压缩模式为JPEG格式或是GIF格式等。但是利用这些格式编码完成的影像，其资料量是不变的，其接受端必须完整地接受所有的资料量後才可以显示出编码端所传送的完整影像。这个现象最常发生在利用网路连结WWW网站时，我们常常都是先接收到文字後，其网页上的图形才，慢慢的一小部份一小部份显示出来，有时网路严重塞车，图形只显示一点点後就要再等非常久的时间才再有一点点显示出来，甚至可能断线了，使得使用者完全不知道在接收什麽图案的图形，无形中造成网路资源的浪费。此缺点之改善，可以使用嵌入式零元树小波转换(EZW)来完成。
阶层式影像传送系统的主要功能为允许不同规格之显示装置或解码器可以从同一编码器中获得符合其要求之讯号，如此不需要对於不同的解码器设计不同的编码器配合利用之，进而增加了其应用的范围，及减低了所架设系统的复杂度，也可以节省更多的设备费用。利用Shapiro所提出的嵌入式零元树小波转换(EZW)技术来设计阶层式影像传送系统时，其编码的效果不是很好。主要的原因是，利用(EZW)技术所设计的编码器是根据影像的全解析度来加以编码的，这使得拥有不同解析度与码率要求的解码器，无法同时分享由编码器所送出来的位元流。虽然可以利用同时播放(Simulcast)技术来加以克服之，但是该技术对於同一影像以不同解析度独立编码时，将使得共同的低通次频带(LowpassSubband)被重复的编码与传送，而产生了相当高的累赘(Redundancy)。
基於上述情况，有人将嵌入式零元树小波转换(EZW)技术加以修改之，完成了一个新式的阶层式影像传送系统。该技术为阶层式嵌入的零元树小波转换(LayeredEmbeddedZerotreeWavelet，简称LEZW技术。这个技术使我们所设计出来的阶层式影像传送系统，可以在编码传送前预先指定图层数目、每层影像的解析度与码率。
LEZW技术是将EZW技术中的连续近似量化(SAQ)加以延伸应用之，而EZW传统的做法是将SAQ应用於全部的小波转换系数上。然而在LEZW技术中，从基层(BaseLayer)开始SAQ一次仅用於一个图层(Layer)的编码，直到最高阶析度的图层为止。当编码的那一图层码率利用完时，即表示该图层编码完毕可以再往下一图层编码之。为了改善LEZW的效率，在较低图层的SAQ结果应用於较高图层的SAQ过程中，基於这种编码的程序，LEZW演算法则可以在每一图层平均码率的限制下，重建出不同解析度的影像。因此，LEZW非常适合用於设计阶层式影像传送系统。
引言
智能家居控制系统以家居电器及家电设备为主要控制对象，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术、音视频技术将家居生活有关的设施进行高效集成，构建高效的住宅设施与家庭日程事务的控制管理系统，提升家居智能、安全、便利、舒适，并实现环保控制系统平台。其中家居电器控制采用弱电控制强电方式，既安全又智能，可以用遥控、定时等多种智能控制方式实现对在家里饮水机、插座、空调、地暖、投影机、音像设备以及新风系统等进行智能控制，用以避免饮水机在夜晚反复加热影响水质，在外出时断开插排通电，避免电器发热引发安全隐患等等。本系统设计正是在这样的背景下产生，并以家居音频设备为控制对象。整个系统的设计是通过随身携带的智能手机利用无线网络和家庭无线路由对嵌入式ARM为核心的音乐播放器进行远程操控。下文是对整个系统的设计原理和设计过程的详细论述。
一、总体方案设计
整个系统由智能手机、路由器、开发板三个部分组成。智能手机通过连接无线信号实现与开发板的通信，这里由于所使用的mini2440开发板缺少无线网卡的支持，所以路由器充当了无线网卡的作用，负责发射无线信号：
1.1 硬件方案
硬件平台选用友善之臂提供的mini2440开发板，处理器采用基于ARM9内核的Samsung S3C2440。由于S3C2440内部配有64M SDRAM，256M NandFlash，所以完全可以胜任内部的音频解码任务。另外，为了保证系统运行时的稳定性，采用了专业的CPU内核电源芯片和复位芯片。相对来说，手机的选择比较自由，只要是安卓系统的智能手机都可以，在APP测试时，要求手机的安卓操作系统是Android2.3版本或以上。
1.2软件方案
要将硬件设备连接并且工作，关键是软件的开发，因此软件开发环境的选择很重要。整个系统的软件开发主要包括操作系统的裁剪和移植、音频播放程序的开发、Android应用的开发三个部分。音频解码采用软件解码。主要是利用CPU进行音频数据的解码，这需要在Linux操作系统下移植一个开源音频解码库--madplay。采用软件解码虽然增加了CPU的开销，但大大缩短了开发时间，而且不需要考虑解码芯片的选择和驱动问题。
智能手机选用了安卓的操作系统，主要考虑到安卓系统是一种基于Linux的自由及开放源代码的操作系统，且市场占有量较高，2011年第一季度，Android在全球的市场份额首次超过塞班系统，跃居全球第一。 2013年的第四季度，Android平台手机的全球市场份额已经达到78.1%，全世界采用这款系统的设备数量已经达到10亿台，2014年第一季度Android平台已占所有移动广告流量来源的42.8%，首度超越iOS（运营收入不及iOS）。
二、软件开发
2.1 操作系统裁剪
操作系统的裁剪是系统设计的重点，一个精简的操作系统不仅可以加快系统的开机时间，还能减小CPU的开销，使系统运行的更加流畅。操作系统由uboot、内核、文件系统组成，需要裁剪的部分包括内核（去掉不必要的配置）以及文件系统
2.2 音频解码数据库的移植
madplay是linux下的开源音乐播放器，利用开源解码库libmad实现音频的编解码，目前该播放器除了不支持网络歌曲的播放外，其余功能都支持，如快进、暂停、继续等。开发人员需要自己开发一个自己的可视化界面或者播放器的管理程序，这样使用起来才方便、快捷。系统设计时需要在开发板的ARM内核上运行madplay可执行文件，所以移植madplay也是本次设计的重要环节。
2.3 音乐播放器设计
播放器的核心代码就是音乐的播放程序，在整个行程序运行时的内部主控流程：
父进程负责接收按键信息或者socket信息。监听部分由select（）函数完成，当按键或者socket文件描述符发生变化的时候，父进程首先判断按键或者socket信息，根据不同的信息向子进程或者孙进程发送不同的信号。如，父进程收到的按键信息是“暂停”，调用kill（）函数向子进程和孙进程发送SIGSTOP信号就可以暂停音乐的播放。
2.4 Android应用程序设计
Android操作系统下设计控制软件可简可繁，这里的界面的设计由于缺少专业UI的支持，所以设计的比较简单。用到的控件主要有Button、TextView、ScrollView、ListView、TabHost，其中前面4个采用常规控制，调用简单，只需在activity_main.xml文件中调用并设置相应的属性（如长、宽、在页面中的位置等）即可。TabHost用起来有点麻烦，这里需要注意两点：
在开发自己的app过程中，主要难点在于新的线程接收服务器返回的信息，其主要的代码如下：
Android部分的设计逻辑明了，算法简单。作为客户端或者命令发送端，只需向服务器发送自己的指令即可。
三、性能测试
系统的运行需要开发板、路由器以及APP三者的配合，路由器和开发板之间通过网线连接。需要设置路由器和开发板在同一个网段。测试中，路由器IP为192.168.1.10，开发板IP为192.168.1.22。经测试，播放器可以通过按键或者APP实现歌曲切换、音量调节、歌曲信息显示、播放模式的切换。并且经过裁剪的操作系统启动速度快，从系统上电到程序运行仅需要20秒。
本系统设计关键在于操作系统的裁剪移植以及加入了手机APP的控制。省去了QT以及内核中不必要的模块，使播放器的开机速度更加快，同时也减小了CPU的资源消耗；加入手机APP的控制，符合目前智能家居的发展趋势，使得播放器使用起来更加的方便、人性化。
系统还存在一个问题未能很好解决。歌曲播放完毕并且切换到下一首后，手机APP测并不能实现播放曲目的更新。
目前，APP上显示的歌曲信息只有三种情况会更新：点击上一首或者下一首、暂停后继续、点击开始播放。试着修改代码，子进程在实现共享内存更新后将歌曲信息发送给APP，但是问题来了，APP和开发板的通信是基于UDP协议，即无连接，通俗的说，每次通信过程，只有当APP发送数据给开发板，开发板收到数据后同时记下了客户端（APP）地址信息，通过地址信息将数据返回给APP。所以如果系统上电后APP并未接入网络，开发板发送数据时将会报错。感兴趣的读者可以在APP发送数据给开发板后设定一个标志位，然后根据这个标志位判断播放下一首歌曲的时候是否要将歌曲信息发送给APP。
参 考 文 献
[1] Matt Welsh & Lar Kaufman，linux权威指南[M] 中国电力出版社 2000 年3月
中图分类号：TN92 文献标识码：A
Research and Design of UHF RFID reader
LI Bao-shan，LI Ge
（Inner Mongolia University of Science and Technology, Inner Mongolia Baotou 014010,China）
Abstract:The system of UHF RFID has the advantages such as storage capacity, read and write speed, recognition distance, and can read or write multiple RFID tags simultaneously, which has been applied widely in many fields. In order to meet market requirements, this paper proposes a design project of a UHF RFID system interrogator based on ARM. In this paper, two aspects of hardware and software design of the interrogator are described, the design gives the structure of interrogator, work processes and the related flow chart of software. The practical results show that the interrogator has the advantages of read and write speed, efficient read-write, recognition distance and so on, which can meet market requirements.
Keywords: RFID; UHF; reader
1引言
超高频射频识别[1]（Radio Frequency Identification，RFID）即无线射频识别技术，是自动识别技术的一种，通过无线耦合的方式进行非接触双向数据通信，对目标加以识别并获取相关数据，不需人工接触，不需光学可视即可完成信息输入和处理，并且操作简单快捷，具有广泛的应用前景。
RFID系统按工作频率可分为低频、高频、超高频、微波四个频段。其中，超高频（UHF） RFID系统具有读写距离远，同时识别多标签，读写速度快等优点，因此UHF RFID系统使用的场景越来越多。UHF频段的RFID产品也逐渐成为这个行业的主流产品。
2系统结构及其工作原理
2.1系统结构
基本的RFID系统主要由三部分组成：电子标签（Tag）、读写器（Reader）、PC机或后台数据库，其基本结构如图1所示。
2.2系统的工作原理
RFID技术的基本工作原理[2]是利用空间电磁波的耦合或者传播来进行通信，达到自动识别被识别对象，获取识别对象相关信息的目的。读写器通过天线发送一定频率的射频信号，当贴有电子标签的物体进入无线识别系统读写器的识读范围时，其天线将产生感应电流，电子标签获得能量被激活并向读写器发送自身的编码等信息，读写器接收到电子标签发射回来的电磁波信号后，经过处理得到电子标签存储的代码等信息，这些信息可以作为物体的特征数据被传送到计算机进一步处理。
3UHF读写器设计
3.1读写器的结构
UHF读写器的内部结构如图2所示。 读写器主要由三部分组成：（1）主控部分：本设计中，主控部分选用ARM9单片机；（2）射频部分：射频部分又由发射部分和接收部分两部分组成，其中发射部分由调制器、滤波器和功率放大器组成；接收部分由滤波电路解调器多级运放和整形电路组成；（3）天线。
3.2工作流程
读写器的工作过程分发送读写命令和接收标签返回信息两阶段，具体如下：
1 ）发送读标签命令的工作流程如下:
（1）计算机发送读标签命令给主控制器，主控制器接收到来自计算机的读标签信号，启动读标签程序，主控制器内相应的编解码电路FPGA对读标签令进行编码，FPGA将编码好的基带信号送至调制器; （2）调制器将基带信号与本振信号混合,将混合信号调制到 UHF 频段；（3）调制后的高频信号被送至功率放大器进行放大; （4）放大后的信号被送入环形器，环形器再将高频信号送至天线发射。
2 ）接收标签返回信息的工作流程如下:
（1）标签接收到读写器发来的信号，获得能量被激活，开始执行读写器命令，并将返回的应答信息以后向散射调制方式送至天线；（2）天线将接收到的信号经环形器送至带通滤波器滤波；（3）信号经过滤波后被送至解调电路，解调电路将信号进行解调后送至放大电路进行放大；放大后的信号被送至整形电路，形成基带信号送至编解码电路解码；（4）编解码电路将基带信号进行解码并进行CRC校验,形成标签信息,传给 ARM；（5）最后，ARM 将接收的标签信息按照一定规则传给计算机进行处理。
3.3主控部分
主控模块选择 ARM为控制芯片 , 该模块的主要功能就是协调系统工作。主要包括控制读写器与计算机的数据通讯；在启动时向 FPGA 传送配置数据初始化 FGPA；控制锁相环频率合成器的输出频率使其产生系统所需的频率；控制发射输出的功率大小；在读标过程中向 FPGA 传送读标签命令从而启动编码程序和对接收的信号进行解码；处理标签信息，实现防冲突功能。
3.4发射部分
发射部分的原理图如图3所示。发射部分的工作流程如下:
（1 ）ARM主控制器设定工作频率，控制频率合成器产生载波频率并送至功率分配器；（2） 编解码电路将标签命令编码成基带信号送至混频器；（3 ）混频器将载波信号和基带信号混合将其调制到所需频率,调制后的高频送带通滤波器滤波,然后送至功率放大器进行放大，功率大器的放大倍数由 ARM 根据需要控制 ;（ 4 ）放大后的信号经环形器送天线发射;
3.5接收部分
同样，标签返回读写器的信息，也要由相应的接收电路进行接收和处理，接收部分的原理图如图4所示。接收部分的工作流程如下:
（1 ）环形器将天线接收到的标签信号送至带通滤波器进行滤波，滤波后的信号送至小信号放大器进行放大；（ 2 ）放大后的信号被送至 90°相移功率分配器，90°相移功率分配器将信号分成正交的2 路信号：一路是没有相移的信号,另一路是相移 90°的信号，这 2 路信号同时送到2 个完全相同的解调电路进行解调；（ 3 ）解调电路解调出相对应的中频 IF 信号并送入二阶LC低通滤波器，滤除残留的载波；（4）解调滤波后的信号通过差分放大电路，然后被送至电压比较器；（5） 电压比较器将放大后完整的解调信号电压与设定的基准电压比较，还原成标签返回信息的基带信号，经整形后送至编解码电路解码处理。
3.6读写器软件设计
系统控制软件包括对读写器的初始化、配置控制器和编解码电路、设定发射功率、发送寻卡命令、防冲突算法实现、读卡命令、数据处理、与计算机进行通信等。软件控制流程如图 5所示。
4结束语
超高频读写器对系统的要求比较高，它要求数据传输和处理速度快 ,选择ARM9作为主控制器 ,增强了数据的处理速度的同时也适应不断增加的 RFID标签和读写器之间数据传递量。另外，选择ARM9作为控制器其处理速度快，接口资源丰富 ,可扩展性强，为以后在实际应用中读写器的升级扩展打下良好的基础。经过测试该读写器在同类型产品设计中具有一定优势，各项性能都符合系统设计要求。
参考文献
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