本發(fā)明屬于現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)綜合實訓(xùn)控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的數(shù)字電子技術(shù)裝置偏向于部分通用數(shù)字集成電路的使用，數(shù)字集成電路的綜合應(yīng)用面不廣，對數(shù)字可編程邏輯器件的綜合應(yīng)用不夠重視，電路功能模塊之間的連接不靈活，電路實現(xiàn)的功能局限很大，實現(xiàn)的功能指標(biāo)一般，沒有新器件和大容量與多i/o端口的可編程邏輯器件的應(yīng)用；沒有大面積自主功能接線區(qū)，還有使用的安全性系數(shù)低，故障率高，不方便且多無抗干擾設(shè)計。

綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)存在的問題是：現(xiàn)有的數(shù)字電子技術(shù)裝置存在實現(xiàn)的功能指標(biāo)一般，使用的安全性系數(shù)低，故障率高，不方便且多無抗干擾設(shè)計。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)綜合實訓(xùn)控制系統(tǒng)。

本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)綜合實訓(xùn)控制系統(tǒng)，所述基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)綜合實訓(xùn)控制系統(tǒng)包括：

脈沖頻率可調(diào)模塊，用于產(chǎn)生各種頻率的脈沖信號，為電路提供信號；

所述脈沖頻率可調(diào)模塊對跳頻混合信號時頻域矩陣進(jìn)行預(yù)處理，具體包括如下兩步：

第一步，對進(jìn)行去低能量預(yù)處理，即在每一采樣時刻p，將幅值小于門限ε的值置0，得到門限ε的設(shè)定可根據(jù)接收信號的平均能量來確定；

第二步，找出p時刻(p＝0,1,2,…p-1)非零的時頻域數(shù)據(jù)，用表示，其中表示p時刻時頻響應(yīng)非0時對應(yīng)的頻率索引，對這些非零數(shù)據(jù)歸一化預(yù)處理，得到預(yù)處理后的向量b(p,q)＝[b1(p,q),b2(p,q),…,bm(p,q)]^t，其中:

所述脈沖頻率可調(diào)模塊利用聚類算法估計每一跳的跳變時刻以及各跳對應(yīng)的歸一化的混合矩陣列向量、跳頻頻率時，包括以下步驟：

第一步，在p(p＝0，1，2，…p-1)時刻，對表示的頻率值進(jìn)行聚類，得到的聚類中心個數(shù)表示p時刻存在的載頻個數(shù)，個聚類中心則表示載頻的大小，分別用表示；

第二步，對每一采樣時刻p(p＝0，1，2，…p-1)，利用聚類算法對進(jìn)行聚類，同樣可得到個聚類中心，用表示；

第三步，對所有求均值并取整，得到源信號個數(shù)的估計即

第四步，找出的時刻，用ph表示，對每一段連續(xù)取值的ph求中值，用l＝1,2,...表示第l段相連ph的中值，則表示第l個頻率跳變時刻的估計；

第五步，根據(jù)第二步中估計得到的p≠ph以及第四步中估計得到的頻率跳變時刻估計出每一跳對應(yīng)的個混合矩陣列向量具體公式為：

這里表示第l跳對應(yīng)的個混合矩陣列向量估計值；

第六步，估計每一跳對應(yīng)的載頻頻率，用表示第l跳對應(yīng)的個頻率估計值，計算公式如下：

數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，與脈沖頻率可調(diào)模塊連接，用于將模擬量直接顯示出來；和其它電路構(gòu)成數(shù)字電路和系統(tǒng)完成復(fù)雜功能；

電平信號輸入模塊，與數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接，用于提供輸入電平信號；

所述電平信號輸入模塊計算接收信號的廣義循環(huán)累積量按如下公式進(jìn)行：

與均為廣義循環(huán)矩，定義為：

其中s(t)為信號，n為廣義循環(huán)矩的階數(shù)，共軛項為m項；

接收信號s(t)的特征參數(shù)m¹的理論值具體計算過程如下進(jìn)行：

經(jīng)計算可知，對于2fsk信號，該信號的為1，而對于msk、bpsk，qpsk、8psk、16qam和64qam信號的均為0，由此可以通過最小均方誤差分類器將2fsk信號識別出來，該分類器的表達(dá)形式為：

式中為特征參數(shù)m¹的實際值；

數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊，與數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接，用于為電路提供信號；

顯示模塊，與數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊連接，用于實現(xiàn)各類信息顯示；

外部控制和報警模塊，與數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊連接，用于實現(xiàn)外部控制和報警功能；

編程模塊，與數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊連接，用于實現(xiàn)大容量與多i/o端口的數(shù)字邏輯功能可編程，隨意構(gòu)成所希望的邏輯功能。

進(jìn)一步，所述顯示模塊顯示高低電平、數(shù)碼、文字和波形信息；

所述顯示模塊設(shè)置有定位模塊，所述定位模塊的定位方法包括：待定位節(jié)點o通信范圍內(nèi)的錨節(jié)點坐標(biāo)為ai(xi,yi)，其中i＝0,1,…,n(n≥4)；

步驟一，待定位節(jié)點對接收信號r(t)進(jìn)行采樣得到采樣信號r(n)，其中，n＝0,1,…,n-1，n表示ofdm符號包含的子載波個數(shù)，同時記錄所接收到的信號的發(fā)送節(jié)點為ai；

步驟二，根據(jù)采樣信號r(n)，計算互相關(guān)值e：

步驟三：根據(jù)對數(shù)距離路徑損耗模型，如下公式計算待定位節(jié)點與錨節(jié)點ai之間的距離：

pr(di)＝pr(d0)-10·γlg(di)+xσ

其中，pr(di′)表示距離發(fā)送端距離為di′時獲取的互相關(guān)值，pr(d0)表示距離發(fā)送端d0＝1米處獲取的互相關(guān)值，γ表示路徑損耗因子，lg(·)表示底為10的對數(shù)運算xσ，服從均值為0、標(biāo)準(zhǔn)差為σ的高斯分布；

利用上式計算出各個錨節(jié)點與待定位節(jié)點o之間的距離分別為di′，對應(yīng)的錨節(jié)點的坐標(biāo)分別為ai(xi,yi)，其中i＝0,1,2,…,n；

步驟四：根據(jù)自適應(yīng)距離修正算法，估計出待定位節(jié)點的坐標(biāo)o(x,y)。

進(jìn)一步，所述外部控制和報警模塊用數(shù)字信號控制外部開關(guān)和報警；

所述外部控制和報警模塊對線性正則域的短時傅里葉變換譜做hough變換按以下進(jìn)行：

2.1)極坐標(biāo)方程為ρ＝tcosθ+fsinθ，其中，(t,f)為時頻域上的點，ρ為該點到原點的距離，θ為過該點和原點的直線與x軸的夾角，將極坐標(biāo)空間(ρ,θ)量化為(ρu,θv)，u＝1,…,m,v＝1,…,n,得到m×n的二維矩陣m(ρ,θ)；m(ρ,θ)是一個累加器，初始值為0；

2.2)對應(yīng)時頻域上的每個點(t,f)，其譜幅度為|la(t,f)|²，為提高計算速度，設(shè)定當(dāng)某個點的譜幅度大于所有點的譜幅度的最大值的時則進(jìn)行hough變換，否則忽略掉該點；

2.3)對滿足譜幅度大于所有點的譜幅度的最大值的點(t,f)，將θ的所有量化值代入極坐標(biāo)方程，求出相應(yīng)的ρ，并將累加器加上|la(t,f)|²，即m(ρ,θ)＝m(ρ,θ)+|la(t,f)|²，得到hough變換矩陣m(ρ,θ)。

進(jìn)一步，所述編程模塊使用時，外圍接輸入輸出電路構(gòu)成完整的數(shù)字系統(tǒng)。

本發(fā)明的優(yōu)點及積極效果為：設(shè)置有脈沖頻率可調(diào)模塊，能產(chǎn)生各種頻率的脈沖信號，可以為電路提供信號；數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，有并行也有串行，能將模擬量直接顯示出來；可以和其它電路構(gòu)成數(shù)字電路和系統(tǒng)完成復(fù)雜功能；電平信號輸入模塊，為其它電路提供輸入電平信號；數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊，為電路提供信號；顯示模塊，能實現(xiàn)各類信息顯示，顯示高低電平、數(shù)碼、文字和波形等各類信息；外部控制和報警模塊，能實現(xiàn)外部控制和報警功能，用數(shù)字信號控制外部開關(guān)和報警；編程模塊，能實現(xiàn)大容量與多i/o端口的數(shù)字邏輯功能可編程，可以隨意構(gòu)成所希望的邏輯功能，實際使用時，外圍接輸入輸出電路構(gòu)成完整的數(shù)字系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)綜合實訓(xùn)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1、脈沖頻率可調(diào)模塊；2、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊；3、電平信號輸入模塊；4、數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊；5、顯示模塊；6、外部控制和報警模塊；7、編程模塊。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的應(yīng)用原理作詳細(xì)的描述。

如圖1所示，本發(fā)明實施例提供的基于互聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代數(shù)字電子技術(shù)綜合實訓(xùn)控制系統(tǒng)包括：脈沖頻率可調(diào)模塊1、數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2、電平信號輸入模塊3、數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊4、顯示模塊5、外部控制和報警模塊6、編程模塊7。

脈沖頻率可調(diào)模塊1，用于產(chǎn)生各種頻率的脈沖信號，為電路提供信號。

數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2，與脈沖頻率可調(diào)模塊1連接，用于將模擬量直接顯示出來；可以和其它電路構(gòu)成數(shù)字電路和系統(tǒng)完成復(fù)雜功能。

電平信號輸入模塊3，與數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2連接，用于其它電路提供輸入電平信號。

數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊4，與數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2連接，用于為電路提供信號。

顯示模塊5，與數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊4連接，用于實現(xiàn)各類信息顯示，顯示高低電平、數(shù)碼、文字和波形等各類信息。

外部控制和報警模塊6，與數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊4連接，用于實現(xiàn)外部控制和報警功能，用數(shù)字信號控制外部開關(guān)和報警。

編程模塊7，與數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊2連接，用于實現(xiàn)大容量與多i/o端口的數(shù)字邏輯功能可編程，可以隨意構(gòu)成所希望的邏輯功能，實際使用時，外圍接輸入輸出電路構(gòu)成完整的數(shù)字系統(tǒng)。

所述脈沖頻率可調(diào)模塊對跳頻混合信號時頻域矩陣進(jìn)行預(yù)處理，具體包括如下兩步：

第一步，對進(jìn)行去低能量預(yù)處理，即在每一采樣時刻p，將幅值小于門限ε的值置0，得到門限ε的設(shè)定可根據(jù)接收信號的平均能量來確定；

第二步，找出p時刻(p＝0,1,2,…p-1)非零的時頻域數(shù)據(jù)，用表示，其中表示p時刻時頻響應(yīng)非0時對應(yīng)的頻率索引，對這些非零數(shù)據(jù)歸一化預(yù)處理，得到預(yù)處理后的向量b(p,q)＝[b1(p,q),b2(p,q),…,bm(p,q)]^t，其中:

所述脈沖頻率可調(diào)模塊利用聚類算法估計每一跳的跳變時刻以及各跳對應(yīng)的歸一化的混合矩陣列向量、跳頻頻率時，包括以下步驟：

第一步，在p(p＝0，1，2，…p-1)時刻，對表示的頻率值進(jìn)行聚類，得到的聚類中心個數(shù)表示p時刻存在的載頻個數(shù)，個聚類中心則表示載頻的大小，分別用表示；

第二步，對每一采樣時刻p(p＝0，1，2，…p-1)，利用聚類算法對進(jìn)行聚類，同樣可得到個聚類中心，用表示；

第三步，對所有求均值并取整，得到源信號個數(shù)的估計即

第四步，找出的時刻，用ph表示，對每一段連續(xù)取值的ph求中值，用l＝1,2,...表示第l段相連ph的中值，則表示第l個頻率跳變時刻的估計；

第五步，根據(jù)第二步中估計得到的p≠ph以及第四步中估計得到的頻率跳變時刻估計出每一跳對應(yīng)的個混合矩陣列向量具體公式為：

這里表示第l跳對應(yīng)的個混合矩陣列向量估計值；

第六步，估計每一跳對應(yīng)的載頻頻率，用表示第l跳對應(yīng)的個頻率估計值，計算公式如下：

所述電平信號輸入模塊計算接收信號的廣義循環(huán)累積量按如下公式進(jìn)行：

與均為廣義循環(huán)矩，定義為：

其中s(t)為信號，n為廣義循環(huán)矩的階數(shù)，共軛項為m項；

接收信號s(t)的特征參數(shù)m¹的理論值具體計算過程如下進(jìn)行：

經(jīng)計算可知，對于2fsk信號，該信號的為1，而對于msk、bpsk，qpsk、8psk、16qam和64qam信號的均為0，由此可以通過最小均方誤差分類器將2fsk信號識別出來，該分類器的表達(dá)形式為：

式中為特征參數(shù)m¹的實際值；

所述外部控制和報警模塊對線性正則域的短時傅里葉變換譜做hough變換按以下進(jìn)行：

2.1)極坐標(biāo)方程為ρ＝tcosθ+fsinθ，其中，(t,f)為時頻域上的點，ρ為該點到原點的距離，θ為過該點和原點的直線與x軸的夾角，將極坐標(biāo)空間(ρ,θ)量化為(ρu,θv)，u＝1,...,m,v＝1,...,n,得到m×n的二維矩陣m(ρ,θ)；m(ρ,θ)是一個累加器，初始值為0；

2.2)對應(yīng)時頻域上的每個點(t,f)，其譜幅度為|la(t,f)|²，為提高計算速度，設(shè)定當(dāng)某個點的譜幅度大于所有點的譜幅度的最大值的時則進(jìn)行hough變換，否則忽略掉該點；

2.3)對滿足譜幅度大于所有點的譜幅度的最大值的點(t,f)，將θ的所有量化值代入極坐標(biāo)方程，求出相應(yīng)的ρ，并將累加器加上|la(t,f)|²，即m(ρ,θ)＝m(ρ,θ)+|la(t,f)|²，得到hough變換矩陣m(ρ,θ)。

所述顯示模塊設(shè)置有定位模塊，所述定位模塊的定位方法包括：待定位節(jié)點o通信范圍內(nèi)的錨節(jié)點坐標(biāo)為ai(xi,yi)，其中i＝0,1,…,n(n≥4)；

步驟一，待定位節(jié)點對接收信號r(t)進(jìn)行采樣得到采樣信號r(n)，其中，n＝0,1,…,n-1，n表示ofdm符號包含的子載波個數(shù)，同時記錄所接收到的信號的發(fā)送節(jié)點為ai；

步驟二，根據(jù)采樣信號r(n)，計算互相關(guān)值e：

步驟三：根據(jù)對數(shù)距離路徑損耗模型，如下公式計算待定位節(jié)點與錨節(jié)點ai之間的距離：

pr(di)＝pr(d0)-10·γlg(di)+xσ

其中，pr(di′)表示距離發(fā)送端距離為di′時獲取的互相關(guān)值，pr(d0)表示距離發(fā)送端d0＝1米處獲取的互相關(guān)值，γ表示路徑損耗因子，lg(·)表示底為10的對數(shù)運算xσ，服從均值為0、標(biāo)準(zhǔn)差為σ的高斯分布；

利用上式計算出各個錨節(jié)點與待定位節(jié)點o之間的距離分別為di′，對應(yīng)的錨節(jié)點的坐標(biāo)分別為ai(xi,yi)，其中i＝0,1,2,…,n；

步驟四：根據(jù)自適應(yīng)距離修正算法，估計出待定位節(jié)點的坐標(biāo)o(x,y)。

本發(fā)明設(shè)置有脈沖頻率可調(diào)模塊，能產(chǎn)生各種頻率的脈沖信號，可以為電路提供信號；數(shù)模和模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，有并行也有串行，能將模擬量直接顯示出來；可以和其它電路構(gòu)成數(shù)字電路和系統(tǒng)完成復(fù)雜功能；電平信號輸入模塊，為其它電路提供輸入電平信號；數(shù)控分頻、調(diào)頻和放大模塊，為電路提供信號；顯示模塊，能實現(xiàn)各類信息顯示，顯示高低電平、數(shù)碼、文字和波形等各類信息；外部控制和報警模塊，能實現(xiàn)外部控制和報警功能，用數(shù)字信號控制外部開關(guān)和報警；編程模塊，能實現(xiàn)大容量與多i/o端口的數(shù)字邏輯功能可編程，可以隨意構(gòu)成所希望的邏輯功能，實際使用時，外圍接輸入輸出電路構(gòu)成完整的數(shù)字系統(tǒng)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。