Автореферати та дисертаційні роботи

Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995

Browse

Subject: search.filters.subject.microcontroller

Search Results

Now showing 1 - 2 of 2
  • Thumbnail Image
    Item
    Інформаційна технологія обробки та аналізу кардіосигналів з використанням нейронної мережі
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2021) Шатний, Сергій В'ячеславович; Тимощук, Павло Володимирович; Національний університет "Львівська політехніка"; Тимченко, Олександр Володимирович; Комар, Мирослав Петрович
    Дисертацію присвячено розробці та вдосконаленні моделей, методів та засобів інформаційної технології обробки електрокардіограми, підвищенні швидкодії та точності обробки кардіосигналів, зменшенні розміру системи, призначеної для такої обробки, зниження її енергоспоживання і реалізації системи в аналоговій та цифровій елементних базах. Сформульовано актуальність теми дисертації, мету та основні задачі досліджень, визначено наукову новизну роботи і практичне значення отриманих результатів, показано зв'язок роботи з науковими темами. Подано відомості про апробацію результатів роботи, особистий внесок автора та його публікації. Виявлено, що ефективність обробки та аналізу залежить від якості попередньої обробки сигналів та природи самого сигналу. Аналіз підходів до побудови систем обробки біомедичних сигналів показав необхідність підвищення їх ефективності. Результати аналізу існуючих систем обробки кардіосигналів дали змогу стверджувати, що в більшості з них недостатньо висока точність класифікації (не вище 75 %), низька швидкодія та висока вартість обладнання, пов’язана з монополією компаній-виробників. Представлено розроблений метод аналізу електрокардіограми шляхом визначення амлітуди та тривалості кожного з P, Q, R, S, T-сегментів. Удосконалено метод попередньої обробки кардіосигналів за рахунок використання для ідентифікації та фільтрування нейронних мереж. Покращено метод класифікації кардіосигналів за допомогою використання частковорозпаралеленої нейронної мережі. Розроблені програмні та апаратні реалізації інформаційної технології обробки кардіосигналів, структурно-функціональні схеми обробки вхідних сигналів на основі мікроконтролерів та програмованих логічних інтегральних схем. Проведено моделювання та оптимізацію засобів обміну даними між структурними елементами системи. Розроблені спеціалізовані програмні продукти, призначені для попередньої обробки та аналізу ЕКГ. Розроблено серверні засоби для функціонування віддаленої web-системи для взаємодії логічної моделі «лікар-пацієнт». The dissertation is prepared to development and improvement of models, methods and means of information technology of electrocardiogram processing, increase of speed and accuracy of processing of cardio signals, reduction of the size of the system intended for such processing, reduction of its power consumption and realization of system in analog and digital element bases. The relevance of the topic of the dissertation is substantiated, the purpose and main tasks of research are formulated, the scientific novelty of the work and the practical significance of the obtained results are determined, the connection of the work with scientific topics is shown. Information on approbation of work results, personal contribution of the author and his publication is given. It was found that the efficiency of processing and analysis depends on the quality of signal pre-processing and the nature of the signal itself. Analysis of approaches to the construction of biomedical signal processing systems has shown the need to increase their efficiency. The results of the analysis of the existing cardio signal processing systems allowed to state that in most of them the classification accuracy is not high enough (not higher than 75%), low speed and high cost of equipment due to the monopoly of the manufacturing companies. The developed method of analysis of the electrocardiogram by determination of amplitude and duration of each of P, Q, R, S, T-segments is presented. The method of pre-processing of cardiac signals has been improved due to the use of neural networks for identification and filtering of cardiac signals. The method of classification of cardio signals by means of use of a partially-parallel fuzzy neural network is improved. Software and hardware implementations of information technology of cardiac signal processing, structural-functional and basic schemes of input signal processing on the basis. of microcontrollers and programmable logic integrated circuits are developed. Modeling and optimization of means of data exchange between structural elements of the system are carried out. The system of processing and analysis of cardio signals is developed with use of open, free and conditionally free software, in particular programming language and environment of development of GCC, system of visual programming and carrying out of simulations of NI Labviev. Means based on programmable logic integrated circuits and programmable valve arrays were selected as the hardware platform. The NIO RIO platform was used to conduct the software and hardware simulation, and a platform based on microchip microcontrollers and Altera programmable valve arrays was selected to create, design and implement the layout. Developed specialized software products for ECG pre-processing and analysis. Server tools have been developed for the operation of a remote web-system for the interaction of the logical model "doctor-patient". Comparative analyzes were performed with existing software and hardware platforms for cardiac signal processing, in particular with the Holter device. The data show a decrease in energy consumption, increase the accuracy of cardio signal analysis, reduce the infraction of readings and increase the compactness of the system. In general, the proposed and used tools allow for a full range of medical research and implement the developed system in medical and scientific institutions.
  • No Thumbnail Available
    Item
    Математичне та лінгвістичне забезпечення автоматизації написання програм восьмирозрядних мікроконтролерів
    (Національний університет "Львівська політехніка", 2012) Малий, Олександр Юрійович
    Дисертацію присвячено подальшому розвитку математичного та алгоритмічного забезпечення автоматизації написання програм мікроконтролерів (МК), опису мікроконтролерів як технічних об’єктів у САПР радіоелектронних пристроїв. Знайшли подальший розвиток математичні моделі й методи автоматизації програмування. Запропоновані в роботі розширення мови УАМПМ дають змогу моделювати властивості будь-яких розповсюджених мов програмування мікроконтролерів, тим самим створюється більш конструктивна основа для здійснення оптимізуючих перетворень програмних моделей МК. Розроблена модель опису мікроконтролеру з урахуванням як програмних, так і апаратних особливостей зі збереженням чіткого взаємозв'язку між ними. Розроблений метод перетворення програм проміжною мовою УАМПМ, на відміну від відомих у теорії компіляції методів оптимізуючих перетворень програм, що працюють над графами потоків керування, дозволяє одержувати програмний продукт вихідною мовою програмування будь-якого мікроконтролеру описаного в базі системи. Розроблені методи оптимізації відрізняються від відомих тим, що використовують у якості вхідних даних вхідну мову програмування, яка має однакову структуру для всіх видів мікроконтролерів. Розроблено програмний комплекс автоматизації написання програм мікроконтролерів для радіоелектронних пристроїв на їх основі. Основні результати роботи впроваджено на промислових підприємствах при проектуванні радіоелектронних пристроїв, для проведення науково-дослідних робіт та в навчальний процес.Диссертация посвящена дальнейшему развитию математического и алгоритмического обеспечения автоматизации написания программ микроконтроллеров, описания микроконтроллеров как технических объектов в САПР радиоэлектронных устройств. Проведен анализ устройств на основе микроконтроллеров, возможностей современных САПР при проектировании и отладке программ микроконтроллеров, методов и средств автоматизации разработки программ, а также методов и моделей описания микропроцессорных устройств. В диссертационной работе разработана общая математическая модель микроконтроллеров, которая позволяет описывать любой тип микроконтроллеров в независимости от производителя и на ее основе разработан метод описания функционального состава микроконтроллеров, что позволит определить структуру микроконтроллеров различных типов. Разработан унифицированный язык (УАЯПМ) для описания функционирования микроконтроллеров, периферийных устройств, встроенных в микроконтроллеры и радиоэлектронных устройств на основе микроконтроллеров. Разработана модель описания функционального состава микрокотроллеров, основанный на математической модели микроконтроллеров, и представляет собой структуру данных с плавающей длиной, что позволяет проводить разработку информационного обеспечения в виде баз данных для САПР микроконтроллеров. Разработана модель описания системы команд восьмиразрядных микроконтроллеров на основе УАЯПМ, что позволяет описывать наборы инструкций и их влияние на аппаратное обеспечение микроконтроллера. Разработан метод описания инженерных задач при проектировании радиоэлектронных устройств на основе микроконтроллеров, что позволяет упростить процесс составления технического задания для систем автоматизации написания программ микроконтроллеров. Разработан алгоритм автоматизированного выбора микроконтроллера, основанный на десяти критериях, которые учитывают как технические так, и экономические показатели, что позволяет выбирать оптимальный с точки зрения быстродействия при заданном наборе встроенной периферии микроконтроллер с минимальной стоимостью из базы данных САПР. Разработан метод автоматизации создания программ микроконтроллеров на основе введенного пользователем алгоритма работы проектируемого радиоэлектронного устройства и используя теорию трансляции, что позволит повысить скорость написания программного кода управляющего микроконтроллера от 2 до 15 раз в зависимости от сложности поставленной инженерной задачи. Разработано базовое программное обеспечение для автоматизации написания программ микроконтроллеров и алгоритм его применения и проведен сравнительный анализ результатов, полученных благодаря ему результатам написания программ непосредственно программистами без использования автоматизации. Основные результаты работы внедрены на промышленных предприятиях при проектировании радиоэлектронных приборов, для проведения научно-исследовательских работ и в учебный процесс. The disertation is devoted to the further development of mathematical and algorithmic software automation writing programs of microcontrollers, microcontrollers describe how technical objects in CAD of electronic devices. Found a further development of mathematical models and methods of automatic programming. The suggested language extensions UALPM allow you to simulate the properties of any common programming languages microcontrollers, thus creating a more constructive basis for optimizing transformations of program models MC. The model describes the microcontroller including both software and hardware features while maintaining a clear relationship between them. The developed method of Programs intermediate language UALPM, unlike famous theory of compilation methods optimizing transformations applications running on control flow graphs, can receive software source language programming any microcontroller described in a system. The methods of optimization are different from the known fact that using as input the input programming language that has the same structure for all types of microcontrollers. A program complex automation of programming microcontrollers for electronic devices based on them. The main results are implemented at industrial enterprises in the design of electronic devices, for scientific research and educational process.