An important requirement for up-to-day sensor devices is minimization their power consumption. An effective method of reducing power consumption is cyclic switching of signal chains of sensor devices between active mode and sleep mode. There are two main algorithms for automatic Wake-up transition between these modes – based on the duration of the measurement process and based on the signal level. This study demonstrates the possibility of optimizing pulse power supply modes in energy-efficient sensor devices using the Wake-up transition algorithm with a software-controlled duration of the measurement process. The implementation of signal circuits of such energy-efficient sensor devices is based on the Programmable System on a Chip (PSoC). Criteria for selecting the optimal duration of power pulses are presented. The optimization methodology is based on parametric analysis of the dependence of dynamic characteristics of signal circuits on the amplitude of power pulses. In the process of such parametric analysis, the results from both experimental and model studies are used.
PL
Ważnym wymogiem dla nowoczesnych urządzeń czujnikowych jest zapewnienie minimalnego zużycia energii. Skuteczną metodą zmniejszenia zużycia energii jest cykliczne przełączanie łańcuchów sygnałowych urządzeń czujnikowych między trybem aktywnym a trybem uśpienia. Istnieją dwa główne algorytmy automatycznego przejścia budzenia między tymi trybami – na podstawie czasu trwania procesu pomiarowego i na podstawie poziomu sygnału. Badanie to pokazuje możliwość optymalizacji trybów zasilania impulsowego w energooszczędnych urządzeniach czujnikowych za pomocą algorytmu przejścia Wake-up z kontrolowanym programowo czasem trwania procesu pomiarowego. Implementacja obwodów sygnałowych takich energooszczędnych urządzeń czujnikowych oparta jest na programowalnym systemie na chipie (PSoC). Przedstawiono kryteria wyboru optymalnego czasu trwania impulsów mocy. Metodologia optymalizacji opiera się na analizie parametrycznej zależności charakterystyk dynamicznych obwodów sygnałowych od amplitudy impulsów mocy. W procesie takiej analizy parametrycznej wykorzystywane są wyniki badań eksperymentalnych i modelowych.
Artykuł opisuje zastosowanie destylacji wiedzy w głębokim uczeniu z wykorzystaniem sieci multimodalnych do stworzenia inteligentnego urządzenia. Opracowany model jednocześnie wykrywa osobę na obrazie, klasyfikuje jej emocje oraz sprawdza, czy jest zarejestrowanym użytkownikiem. Dzięki destylacji wiedzy uzyskano mniejszy model o zbliżonej skuteczności, który działa w czasie rzeczywistym na urządzeniach wbudowanych. Wyniki pokazują, że techniki multimodalne i destylacja wiedzy poprawiają wydajność modeli.
EN
The article describes the application of knowledge distillation in deep learning using multimodal networks to create an intelligent device. The developed model simultaneously detects a person in an image, classifies their emotions, and verifies if they are a registered user. Thanks to knowledge distillation, a smaller model with similar effectiveness was obtained, which operates in real-time on embedded devices. The results show that multimodal techniques and knowledge distillation improve model performance.
Blood sampling is a routine procedure in medical diagnostics, yet precise vein visualization methods remain limited. This projectintroducesa system designed to improve vein detection during blood collection. It relies on Near-Infrared (NIR) light, which interacts with the skin and highlights veins by taking advantage of hemoglobin’s infrared absorption properties. Using a Raspberry Pi and an infrared camera, image acquisitionand processing are handled through MATLAB and Python algorithms, which allow real-time visualization of veins. The system has been testedon a database of infrared images of hands and arms, effectively enhancing vein contrast in real time. The display is connected to the Raspberry Pi, giving medical staff a visual guide. This technology aims to streamline procedures for healthcare professionals, including doctors, nurses, and medical students, particularly in high-volume settings like labs and blood transfusion centers where vein visualization is critical to patient care.
PL
Pobieranie krwi jest rutynową procedurą w diagnostyce medycznej, jednak precyzyjne metody wizualizacji żył pozostają ograniczone. Projekt ten wprowadza system mający na celu usprawnienie wykrywania żył podczas pobierania krwi. Opiera się na świetle bliskiej podczerwieni (NIR),które oddziałuje ze skórą i uwydatnia żyły, wykorzystując właściwości absorpcji podczerwieni przez hemoglobinę. Przy użyciu Raspberry Pi i kameryna podczerwień akwizycja i przetwarzanie obrazu odbywa się za pomocą algorytmów MATLAB i Python, które umożliwiają wizualizację żył w czasie rzeczywistym. System został przetestowany na bazie danych obrazów dłoni i ramion w podczerwieni, skutecznie zwiększając kontrast żył w czasie rzeczywistym. Wyświetlacz jest podłączony do Raspberry Pi, zapewniając personelowi medycznemu wizualne wskazówki. Technologiata ma na celu usprawnienie procedurstosowanych przez pracowników służby zdrowia, w tym lekarzy, pielęgniarki i studentów medycyny, szczególnie w środowiskacho dużym natężeniu ruchu, takich jak laboratoria i centra transfuzji krwi, gdzie wizualizacja żył ma kluczowe znaczenie dla opieki nad pacjentem.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In this paper, we present a genetic algorithm for a concurrent real-time optimization problem occurring in the embedded system design process. The problem consists of two concurrent phases, each impacting the other in real time. In the first phase, parameters are selected for optimization, and in the second, the parameters are optimized and their choice is validated in real time. During the implementation of the embedded system, unexpected situations can arise, each of which can be solved in many ways; each way, in turn, may require the execution of different unexpected tasks. However, identifying the optimal path to follow is significantly challenging. Furthermore, some of the proposed solutions to the problem may not yield appropriate results. The proposed algorithm generates a certain number of individuals and evolves them using genetic operators, performing the proper optimization and comparing the results.
W publikacji skupiono się na trzech kwestiach: analizie i algorytmach kondycjonowania uzyskiwanego sygnału momentu przetwornika Futek TRS705 w środowisku analitycznym Matlab, usytematyzowaniu architektury komunikacji wewnętrznej jednostki centralnej stanowiska w ramach systemu operacyjnego czasu rzeczywistego oraz na efektywnym sterowaniu zdalnym oscyloskopem. Przedstawione informacje mogą stanowić dla Czytelnika inspiracje w podobnych konstrukcjach stanowisk badawczych ułatwiając odtworzenie podobnego stanu funkcjonalności w oparciu o praktyczne wykorzystanie strukturyzacji kodu systemów wbudowanych obsługujących automatyzację pracy. Przedstawione metody analizy uzyskiwanego na stanowisku sygnału momentu siły pozwalają zapoznać się z jego właściwościami, a metody wtórnego przetwarzania na popraw˛ e parametrów jakości tego sygnału. W pracy omówiono tak˙ ze relacje pasma przenoszenia użytego przetwornika do natury widma momentu elektromagnetycznego silnika reluktancyjnego przełączalnego.
EN
The publication focused on three issues: systematizing the internal communication architecture of the station’s central unit within the real time operating system, effective remote control of the used DPO3014 oscilloscope and analysis/conditioning algorithms of the obtained torque signal of the Futek TRS705 transducer in the Matlab analytical environment. The information presented may provide the reader with inspiration in similar designs of research stations, facilitating the reconstruction of a similar state of functionality. The presented methods of secondary processing of the torque signal obtained at the station make it possible to become familiar with its nature and to further improve the quality parameters of this signal. The paper also discusses the adjustment of the frequency response of the used transducer to the nature of the electromagnetic torque spectrum resulting from the design of the switched reluctance motor.
W artykule przedstawiono porównanie czterech mikrosystemów operacyjnych czasu rzeczywistego: FreeRTOS, μC/OSIII, Nuttx i Zephyr Project pod kątem wybranych parametrów czasowych dla czterech platform uruchomieniowych opartych na mikrokontrolerach STMicroelectronics: NUCLEOL073RZ, NUCLEOF103RB, NUCLEOF411CE i NUCLEOH743ZI. Opracowana metoda pomiaru i zaproponowane scenariusze testowe umożliwiają ocenę parametrów czasowych mikrosystemów operacyjnych czasu rzeczywistego.
EN
This paper presents a comparison of four real-time operating microsystems: FreeRTOS, μC/OSIII, Nuttx and Zephyr Project in terms of selected timing parameters for four development platforms based on STM32 microcontrollers: NUCLEOL073RZ, NUCLEOF103RB, NUCLEOF411CE and NUCLEOH743ZI. The developed measurement method and proposed test scenarios enable the measurement of selected timing parameters of real-time operating microsystems.
Artykuł opisuje implementację systemu zwalniania wątków VRTS, dostępnego na platformie GitHub pod adresem https://github.com/Xaeian/VRTS. Jest to alternatywa dla systemów czasu rzeczywistego RTOS w systemach wbudowanych. Przedstawiono różne koncepcje programowania mikrokontrolerów, zwracając uwagę na różnice między nimi. Omówiono funkcjonalności biblioteki VRTS, przedstawiając jej wykorzystanie w układzie zasilającym elektrolizer alkaliczny.
EN
The article presents VRTS - cooperative multitasking, searchable on GitHub at https://github.com/Xaeian/VRTS. It is an alternative to real-time operating systems (RTOS) in embedded systems. Various concepts of programming microcontrollers were presented, paying attention to the differences between them. The functionalities of the VRTS library were discussed, presenting its use in the supply system of alkaline electrolyzer.
Implementacja interfejsu 1-Wire w systemie wbudowanym, pracującym pod kontrolą systemu operacyjnego czasu rzeczywistego FreeRTOS, wymaga realizacji opóźnień o czasie trwania mniejszym, niż udostępnia to sam system operacyjny. Wykorzystanie opóźnień o pożądanym czasie trwania, realizowanych zwykle na drodze programowej, może prowadzić do niekorzystnego zwiększenia czasu reakcji takiego systemu. W artykule przedstawiono przykładowe rozwiązanie obsługi interfejsu 1-Wire w takim systemie wykorzystujące sprzętowy interfejs SPI.
EN
Implementation of the 1-Wire interface in the embedded system, controlled by the FreeRTOS real-time operating system, requires the realization of delays with a duration shorter than that provided by the operating system itself. The use of delays of a desired duration, usually implemented by software, can lead to an unfavorable increase in the response time of such a system. The article presents an example of the 1-Wire interface implementation in such a system using the hardware SPI interface.
9
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tiny Machine Learning is a new approach that is being used for data-driven prediction classification and regression on microcontrollers using local sensor data. The models are typically learned off-line and sent to the microcontroller for use as binary objects or frozen and converted static data. This approach is not universal or flexible. The REXA VM introduced in this work, which can virtualize embedded systems and sensor nodes and includes a general machine learning framework that supports arbitrary dynamic ANN and decision tree (DT) models, is introduced in this study. The models are delivered as text files with highly compressed program code that are enclosed in code frames with embedded data (model parameters). The VM offers fundamental computations for ANN and DT models (Microservices). Using a decompiler, models can be updated (retrained) and sent to other nodes (mobile models). It can be demonstrated that virtualization using a bytecode machine and just-in-time compiler is still appropriate and effective for extremely low-resource processors.
W artykule opisano sposób implementacji dowolnego okna pomiarowego przedstawiając algorytm transformacji falkowej w postaci macierzowej oraz przedstawiono uniwersalną metodę wyznaczenia niepewności wielkości wyjściowych rozważanego toru pomiarowego. Skuteczność opisywanej metody oraz wpływ parametrów okna pomiarowego zostały zweryfikowane na przykładzie istniejącego toru pomiarowego, a uzyskane wyniki zostały porównane z wynikami metody Monte-Carlo. Artykuł stanowi uzupełnienie referatu wygłoszonego na konferencji PPM2022.
EN
The article describes the method of implementing any measurement window by presenting the wavelet transformation algorithm in a matrix form, and presents a universal method of determining the uncertainty of the output quantities of the measurement chain under consideration. The effectiveness of the described method and the influence of the measurement window parameters were verified on the existing measurement chain. Obtained results were compared with the results of the Monte-Carlo method. The article complements the paper presented at the PPM2022 conference.
W pracy przedstawiono autorski system wbudowany do badania właściwości elektrolizera. Zaprezentowano koncepcję pracy rozważanego układu, schemat opracowanego układu, projekt płytki drukowanej wraz z opisem sposobu mocowania elementów elektronicznych. Pokazano też przebiegi czasowe napięć i prądów w wybranych częściach układu. Przedyskutowano uzyskane wyniki.
EN
The paper presents the author's embedded system for measurements of the properties of the electrolyser. The concept of operation of the considered system, a diagram of the this system, a design of a printed circuit board with a description of the method of the assembly of electronic components are presented. The waveforms of voltages and currents in selected parts of the system are also shown. The obtained results are discussed.
The article presents a comparison of micro cameras for video data acquisition. The tested cameras can be used in conjunction with embedded systems, in particular in the system for detecting mechanical damage of airport lamps. The work verified the compatibility of operation with microcomputers: Raspberry Pi 4B, Google Coral, NVIDIA Jetson Nano and NVIDIA Jetson Xavier AGX and cameras: Raspberry Pi Camera HD v2, Waveshare 16579, IMX477 and Logitech C922. Tests were performed under laboratory conditions based on an ISO 12233 standard test chart.
PL
W artykule przedstawiono porównanie mikrokamer do akwizycji danych wizyjnych. Testowane kamery mogą zostać użyte w połączeniu z systemami wbudowanymi, w szczególności w systemie do wykrywania uszkodzeń mechanicznych lamp lotniskowych. W pracy sprawdzono kompatybilność działania z mikrokomputerami: Raspberry Pi 4B, Google Coral, NVIDIA Jetson Nano i NVIDIA Jetson Xavier AGX oraz kamery: Raspberry Pi Camera HD v2, Waveshare 16579, IMX477 i Logitech C922. Testy przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych, w oparciu o standardową tablicę testową ISO 12233.
W artykule przedstawiono wyniki badań eksperymentalnych procesu segmentacji sekwencji wizyjnych z wykorzystaniem systemów wbudowanych. Przetestowano wydajność rozwiązań opartych o mikrokomputer Raspberry Pi 4B oraz platformę Nvidia Jetson Nano pod kątem możliwości ich implementacji w platformie pomiarowej do automatycznego badania jakości działania lamp lotniskowych. Porównano szybkość przetwarzania dla różnych rozdzielczości obrazu oraz wymagania związane z zasilaniem modułów.
EN
The article presents the results of experimental research on the video segmentation process using two different embedded systems. The performance of solutions based on the Raspberry Pi 4B microcomputer and the Nvidia Jetson Nano platform was tested for the possibility of their implementation in a measurement platform for automatic testing of the quality of airport lamps. The processing speed for different image resolutions and the module power requirements were compared.
W artykule przedstawiono metodę wyznaczania niepewności wielkości wyjściowych torów pomiarowych wykorzystujących algorytmy dyskretnej transformacji falkowej (DWT). Przedstawiona metoda obejmuje identyfikację właściwości metrologicznych toru pomiarowego, niewymagającą znajomości dokładnej struktury i parametrów tego toru, a następnie identyfikację parametrów dowolnego algorytmu DWT. Artykuł stanowi rozszerzenie referatu wygłoszonego na konferencji SP2022.
EN
The paper presents a method of determining the uncertainty of the output quantities of measuring chain using the algorithms of discrete wavelet transformation (DWT). The presented method includes the identification of the measuring chain, which does not require the knowledge of the exact structure and parameters of this chain, and then the identification of the parameters of any DWT algorithm. The paper also shows an application example of the described method. The article is an extension of the paper presented at the SP2022 conference.
W artykule przedstawiono ćwiczenie laboratoryjne, w trakcie którego studenci poznaj¡ jeden ze sposobów realizacji systemu komputerowego w oparciu o układ logiki programowalnej nie zawierający procesora. Sposób ten wymaga przygotowania specyfikacji systemu np. w języku opisu sprzętu, można w niej wykorzystywać opisy innych układów. Wspomniane na początku rozwiązanie jest możliwe, gdyż producenci układów programowalnych oferują także opisy procesorów.
There is a great range of spectacular coral reefs in the ocean world. Unfortunately, they are in jeopardy, due to an overabundance of one specific starfish called the coral-eating crown-of-thorns starfish (or COTS). This article provides research to deliver innovation in COTS control. Using a deep learning model based on the You Only Look Once version 5 (YOLOv5) deep learning algorithm on an embedded device for COTS detection. It aids professionals in optimizing their time, resources, and enhances efficiency for the preservation of coral reefs worldwide. As a result, the performance over the algorithm was outstanding with Precision: 0.93 - Recall: 0.77 - F1score: 0.84.
The publication discusses the concept of modern embedded systems that can be programmed and build in bigger systems in order to ensure the safety of people with disabilities. Article presents the definition of embedded system and, also, introduces the definition of the author. What is more, article briefly presents the most popular and developed in the fastest way exemplary systems: ARM, STM32, Raspberry PI, Sony Spresense and NvidiaJetson. Moreover, the main reasons were described why the embedded systems are used in more and more solutions and the factors that strengthen this trend have been noted: labor costs reduction through automation, reduction of costs of development of a new product through the possibility of making quick changes and reduction of product testing time, value creation potential and, also, the way to individualize the possibilities of electronics. Also, the examples of usage of those systems were presented. Finally, the practical side of programming and testing the embedded systems were described: ‘radar‘ (a torch) for blind people, help with balance disorders and the device to help with problems with orientation in space. In the conclusions, author shapes the estimated potential future of electronics supported with modern embedded systems, which as author believes makes this article the comprehensive study.
The work is dealing with the problem of developing an embedded system for supply voltage converter of Organic Light-Emitting Diode (OLED) with advanced functionality, namely - with an embedded ability to measure the Volt-Ampere (V – A) characteristics of structures directly during their operation. The measurement of the V – A characteristics of OLED structures is performed on the transient processes of voltage generation in the drivers boost circuits. Model researches show the operating conditions of the boost OLED power driver with in-situ measurement of its V – A characteristics. In accordance with the results of model researches and requirements for the implementation of modern electronics devices, an embedded system of voltage converter for OLED structure has been developed. The basis of the developed converter is a programmable system on chip PSoC of 5LP Family Cypress Semiconductor Corporation.
PL
Praca dotyczy problemu opracowania wbudowanego systemu przetwornika napięcia zasilania organicznej diody elektroluminescencyjnej (OLED) z zaawansowaną funkcjonalnością, mianowicie - z wbudowaną możliwością bezpośredniego pomiaru charakterystyk woltoamperowych (W – A) struktur. podczas ich eksploatacji. Pomiar charakterystyki W – A struktur OLED wykonywany jest na przejściowych procesach generowania napięcia w obwodach doładowania sterowników. Badania modelowe pokazują warunki pracy zasilacza boost OLED z pomiarem in-situ jego charakterystyk W – A. Zgodnie z wynikami badań modelowych oraz wymaganiami dla implementacji nowoczesnych urządzeń elektronicznych, opracowano wbudowany system przetwornika napięcia dla struktury OLED. Podstawą opracowanego konwertera jest układ programowalny na chipie rodziny PSoC 5LP Cypress Semiconductor Corporation.
In general, the production processes are more and more complex. This is the result of more and more sophisticated materials used, the pressure to save them as well as other production resources (ecological perspective), also the tendency to buy mobile products lighter and less power consuming than before. In previous years using highly specialized technology was very costly for the company. Nowadays, this situation is possible to be changed because of emerging types of modern micro-controllers and variety of compatible sensors. Some of those micro-controllers are more power saving, some are more powerful in terms of computing power. The common denominator is that both purchasing them as well as programming is possible for ordinary person, a hobbyist building DIY projects. This sheds new light to the professional usage of modern micro-controllers-based solutions that can become possible to offer comparable level of precision at the fraction of cost. The authors recognized the strong potential in modern micro-controllers and made the research among professionals in the area of production companies. The outcome of research showed that the professionals share the opinion of the authors. Therefore, the outbreak of usage of such inexpensive solutions in professional applications is expected. However, the research showed, that there is possible to find single situations, where usage of modern micro-controllers may be limited, for example in the company targeted to produce hand-made products or handicraft (manufacture).
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
The article presents how embedded systems can be used to collect data in the long-term traction of a car. It is assumed that the long period is the time of a travelled distance, e.g. a few thousands of kilometres, or a time, e.g. a month. Such data can be used to optimize the control systems and to diagnose unusual faults in mechatronic systems. The research paper presents how, with the use of very cheap devices, it is possible to collect data that quite often could not be collected even with the use of very expensive measuring devices. The possibility of simple analysis of signals in real time was also pointed out.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.