DreamBlooms/HansPub-15000-to-45000 huggingface dataset:
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user: 4. 柿叶茶品种与质量 柿叶茶品质的好坏，直接取决于柿树的品种，不同品种的柿叶各种成分的含量差异较大，风味及口感也不同。安淼 [ 5 ] 等研究了17个不同品种的柿树，发现柿叶总黄酮含量为24.47 mg/g~43.00 mg/g。其中，“油萎头”、“金柿”、“晚御所”和“湘西甜柿”含量最高，分别为43.00 mg/g、41.17 mg/g、41.57 mg/g和42.32 mg/g，另外，“上西早生”、“鄂柿1号”、“次郎”中黄酮含量较高，以上品种可用于柿叶茶的研制和加工。韩卫娟等 [ 6 ] 研究了浙江、陕西等地15份柿叶资源总酚与总黄酮含量年动态变化，发现柿叶总酚含量13.84 mg/g~107.42 mg/g，变异系数较大；总黄酮含量在12.06 mg/g~58.20 mg/g波动，变异系数较小。初步筛选出吊柿、栗川牛心、野柿2和玉环长柿等总酚含量高以及油柿和野柿1等总黄酮含量高的优质种质。费学谦等 [ 7 ] 研究了野生种、涩柿品种、甜柿品种柿叶的维生素C、黄酮与多酚类成分含量变化规律，发现柿叶中维生素C含量是非常高的，山富士达到24.68 mg/g，东洋一平均含量为15.03 mg/g，就维生素C年平均含量而言，野生种 > 涩柿品种 > 甜柿品种。张京京等 [ 8 ] 研究了湖北、河南等不同产地和品种柿叶，发现不同产地和品种柿叶中熊果酸和齐墩果酸的含量范围分别为3.0237 mg/g~6.1374 mg/g和0.56995 mg/g~1.63090 mg/g，含量差异较大，其中斤柿中熊果酸和齐墩果酸含量分别为6.13745 mg/g和1.63090 mg/g均为最高，其次为麻田黑柿、再次为罗田甜柿，而君迁子(河南)中两者含量均最低。福建省种植安溪油柿20万亩，柯范生等 [ 9 ] 研究了福建安溪的油柿叶的营养成分，发现安溪的油柿叶粗蛋白含量为12.88%，可溶性糖含量为9.78%，维生素C含量为1467.75 mg/100 g，比一般水果高几倍到几十倍，其类黄酮和多酚等活性成分的含量也很高，类黄酮达到了11.89 mg/g干重，多酚为5.83%。因此，建安溪油柿叶是做柿叶茶的优良原料。周江煜等 [ 10 ] 研究了广西不同产地的柿叶，发现广西产柿叶齐墩果酸含量3.07 mg/g~3.67 mg/g，熊果酸含量1.9 mg/g~2.3 mg/g，均为较高含量水平。徐文秀等 [ 11 ] 研究了山西了柿叶茶，发现其蛋白质含量为12.84%，游离氨基酸总量的含量为27.82 mg/100 g，维生素C含量为306.01 mg/100 g，类胡萝卜素含量为24.23 mg/100 g，总黄酮含量为8.29 mg/g，茶多酚含量为5.06%，茶多糖含量为1.15%。梁玉琴等 [ 12 ] 研究了河南省柿种质资源遗传多样性，对河南省柿种质资源分布状况、资源类型等情况进行调查，发现该省柿资源均为完全涩柿(PCA)类型，主要分布在山区，其分布范围与该省内山区地形相一致。西部洛阳、三门峡和西南部的平顶山、南阳处于秦岭东部余脉伏牛山区，这些地区的柿资源分布面积最大，资源数量最多，资源类型较全，尤以伏牛山区北坡洛阳栾川和嵩县等地资源最丰富多样。梁玉琴等 [ 13 ] 研究了河南柿种质资源及其叶片总酚、总黄酮和单宁含量，发现河南省柿资源叶片中总酚、总黄酮和单宁含量平均值分别为122.75 mg/g、81.09 mg/g和52.15 mg/g，总酚含量集中分布在103.87 mg/g~144.25 mg/g，黄酮含量集中分布在54.39 mg/g~96.93 mg/g，单宁含量集中分布在44.91 mg/g~60.55 mg/g。该省柿叶黄酮含量是银杏、金银花的10倍以上，充分说明柿叶有较高的药用、食用价值，其开发利用潜力巨大。从不同地区的柿叶资源分析，南阳、三门峡、平顶山和豫北地区的柿资源，叶片中3种成分含量大多处于中等偏上水平，而洛阳地区柿资源叶片中3种成分含量集中分布在中等水平。从不同品种的柿叶资源分析 [ 13 ] ，综合评价3种成分含量的高低，可将所有资源分为4大类，其中第I类为高含量类群，包括小雁过红、大尖尖、尿罐、冻青柿、小牛心等14份资源；第II类成分含量较高，包括大牛心2、鬼脸青1、灰子柿1、血罐、干刺儿、盒柿、大雁过红等64份资源；第III类成分含量中等，包括大牛心1、竹子冠、大馍馍2、南阳红1、小面黄蛋等35份资源；第IV类成分含量最低，包括出头1、镜面、八月黄3、水葫芦2等9份资源。梁文斌等 [ 14 ] 研究院了湖南410种植物叶Vc含量及分布规律，发现在410种植物中，油柿Vc含量最高，为3147.83 mg/100 g，而柿树科则高达1391.75 mg/100 g，说明高维生素C含量成为了柿叶茶的显著特点，而湖南油柿也是柿叶茶的优质原料来源。梅为云等 [ 15 ] 研究了云南次郎柿叶的质量，发现次郎成品茶中维生素C最高含量可达4000 mg/100 g，约为西番莲黄酮含量的2~3倍，明显高于山西闻喜稷王柿叶茶和安溪油柿柿叶的829 mg/100 g、1204 mg/100 g，与罗田甜柿和老鸦柿Vc含量接近。 综上所述，柿树作为我国五大果树之一，栽培数量之多，面积之广，品种之丰富，给柿叶茶的发展提供了良好的资源保障。柿叶是叶类资源中维生素C含量最高的植物之一，明显高于其他水果或茶叶，约是“Vc之王”猕猴桃的10倍。其黄酮类含量也非常高，是银杏、金银花的10倍以上。因此，维生素C和黄酮类显著高于其他茶叶，是柿叶茶区别于其他茶叶的独特之处，形成了柿叶茶独一无二的竞争力。在优质资源的分布上，广西、河南、湖北、云南等地有着各自不同的优质品种，在开发柿叶茶时，可结合不同地域特点选择优质品种进行开发，充分发挥不同地域的品种优势，充分利用资源。
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user: 5. 柿叶茶的采收期与质量 柿叶茶品质的好坏，除了取决于柿树的品种，采收期也起到了至关重要的作用。对品种相同、管理相对一致的柿树来说，外界气候和生理周期的变化是影响柿叶成分变化的关键因素。柿叶的采收一般认为在九月中旬至十月中旬为宜。因为，此时柿树已进入三次生长期，柿果己座牢，柿叶较大且厚，在此期间采叶不但不影响果实生长，反而有利于通风透光。然而，研究发现不同品种的柿叶生长规律不一样，活性物质的积累存在较大的差异，不同采收期对于不同品种的柿叶茶的口感、滋气味、茶汤颜色等有着重要的影响。 林娇芬等 [ 16 ] 研究发现，安溪油柿叶的各种化学成分在9月份基本上都处于其含量高峰期，类黄酮在9月份含量最高，总酚含量在整个采收时期维持较高水平。10月份以后，柿叶开始老化，叶绿素、类胡萝卜素和维生素C含量下降，而且此时柿叶纤维素含量较高，不利于加工。因此，安溪油柿叶的适宜采收期为9月份。林大才等 [ 17 ] 认为制作安溪油柿叶茶的柿叶原料的适宜采收期为9月至10月份上旬，此时采收的安溪油柿叶片大且厚，柿叶的可溶性糖、维生素C等主要营养成分和叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮、多酚等功效成分含量高，氨基酸种类的丰富且含量高，且含有丰富的矿物质和微量元素，可作为制作富含多种功效成分的安溪油柿叶茶的原料。该结果和林娇芬的研究结果相当。韩卫娟等 [ 6 ] 研究发现，柿叶总酚含量高峰期集中在7月中旬~8月上旬。具体而言，吊柿总酚年均含量最高且变异系数较小，总酚含量在监测期内保持较高水平，可作为高含酚类物质的优质资源。此外，栾川牛心柿和野柿2总酚年均含量较高，但变异系数较大，作为高含酚类物质的优质资源时，应在7月下旬~8月上旬采收为宜；玉环长柿在7月中下旬总酚含量高达107.42 mg/g，但在生长发育期间含量波动大，作为高含酚类物质的优质资源时，采收时间以7月中下旬为宜；油柿、浙江柿和君迁子的总多酚含量高峰时期因(品)种不同而略有差异，含量高峰期集中在7月中旬。柿叶总黄酮含量在12.06 mg/g~58.20 mg/g波动，变异系数较小，受采收期影响不大。君迁子总酚年均含量为24.57 mg/g，总黄酮年均含量为24.60 mg/g，说明君迁子中的总酚主要以黄酮形式存在，单宁类物质含量较低，考虑到柿叶茶的口感不涩的问题，君迁子柿叶茶为非常优质的原料来源。沈华等 [ 18 ] 研究了不同生长季节柿叶中芦丁的含量动态变化，发现不同生长季节的柿叶中，芦丁含量从5月份开始逐渐升高，到8月份含量达到最高，之后又开始降低，10月份霜降以后，含量急剧下降。柿叶总黄酮含量变化趋势与芦丁基本相同，即含量从5月份开始逐渐升高，到8月份含量达到最高，9月份以后又开始降低，10月霜降以后含量急剧降低，因此，柿叶茶的最佳采收时期为8月份。费学谦等 [ 19 ] 研究了柿叶中维生素C的累积变化规律，发现从不同季节的测定值来看，所有栽培品种维生素C含量5月份最高，其中涩柿品种6、7月份有较大下降，8月份稍有回升，9月底降到最低点。其中，甜柿品种中东洋一的维生素C含量虽然随季节变化有所起伏，但变化幅度不大。野生种维生素C含量最高值出现在6月底。而就总酚含量而言，大部分栽培品种酚类含量5月份最高，然后随着季节的变化逐渐下降，野生种总酚含量最高值出现在6、7月份。就黄酮类含量而言，柿叶黄酮含量在不同季节比较稳定，原料在整个生长季节都可以采集。因此，栽培种的最佳采收期为5月份，野生种的最佳采收期为6、7月份。王树松等 [ 20 ] 研究了不同生长期柿叶总黄酮和槲皮素含量变化规律，发现柿叶中总黄酮和槲皮素的含量在生长期内逐渐增加，秋季黄酮含量增加速度较快，霜降后达到最高值，此时是柿叶采摘的最佳时机，可保证柿叶的药用价值。韩卫娟等 [ 21 ] 研究了柿叶不同生长时期可溶性单宁的变化规律，发现不同品种柿叶可溶性单宁含量差异较小，动态变化规律基本一致，含量高峰时期集中在7月中旬至8月上旬，如以可溶性单宁为目标成分进行柿叶资源的开发利用，则应在此时集中采收。但是，可溶性单宁作用于味觉后由于其收敛作用而产生涩味，如果考虑柿叶茶的口感，则应避免7月中旬至8月上旬采收。梅为云等 [ 22 ] 研究了云南次郎品种柿叶茶的采收期，认为4月15日样品的水浸出物含量、茶褐素含量、茶红素含量、茶多酚含量最高，4月30日样品的儿茶素含量、黄酮含量最高，综合指标考虑，4月15日~4月30日前后为云南次郎柿叶茶原料最佳采收期。吴玉林等则认为 [ 23 ] 安溪油柿柿叶的叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮、维生素C、多酚等主要化学成分含量在9月份基本上都达到其最高值。因此，供制作柿叶保健茶的安溪油柿叶的适宜采收期为9月份。 由此可见，不同学者研究的角度不同，不同品种的柿叶茶的最佳采收时期不同，但是总体而言，柿叶黄酮含量受采收期影响不大，基本可以达到共识。由于黄酮类和维生素C含量高是柿叶茶区别于其他茶叶的显著特点，综合考虑多酚类、槲皮素类及其他活性成分的含量，以及加工工艺的难易程度、柿叶茶的口感、汤色等产品质量因素，应考虑5~8月为最佳采收期，具体不同品种可以有不同的采收时间，这需要进一步的研究。
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user: 6. 结论与展望 柿叶茶在我国不同地区有着超过30年的食用历史，具有一定的市场基础。且自1973年起，我国投入了大量的科技力量进行研究，取得了可喜的成果，赋予了柿叶茶深厚的科技内涵。随着科技研究的深入，柿栽培品种的变化，以及当代茶文化的不断发展，对于柿叶茶的研究应从品种的挑选、采收时间、先进的加工工艺等进一步深入研究。
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user: 摘 要 随着城市化的建设，大型室内场所由于其面积大、空间布局结构复杂等原因，人们对室内场所的定位需求日渐迫切，结合物联网技术的飞速发展和硬件技术的成熟，室内定位技术得到很多学者和机构的关注。本文对室内导航定位技术的发展进行系统介绍，包括室内定位技术、室内定位原理、室内定位算法模型和定位技术融合模型。最后对室内定位技术发展趋势进行了总结和展望。 关键词 :室内定位技术，室内定位原理，室内定位技术融合 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着城市化的建设，越来越多的大型商务建筑、大型枢纽出现在人们的生活中，当人们在室内活动时，尤其是当人们进入大型超市、商场、展览馆、地下停车场等大型室内场所时，由于其面积较大，空间布局结构复杂，通道走廊交叉分布，人们难以较快得知自身的位置和周边的情况。GPS定位只能在室外接收卫星信号的位置，使得对室内定位导航技术的需求越来越迫切 [ 1 ] 。上世纪90年代，剑桥AT&T研究室提出的Active Badge系统——典型的基于红外线的室内定位系统，但红外线的视距传输特性使得系统要求物体必须和红外阅读器成一条直线，且定位精度不高 [ 2 ] 。1998年，微软公司提出了基于RADAR的室内定位技术解决方案，利用了无线射频信号的强度值(RSSI)来进行测距定位 [ 3 ] 。随着物联网技术的飞速发展和硬件技术的成熟，室内定位技术的发展得到了关注。2002年，加利福尼亚大学的学者提出了Calamari定位系统，将到达时间与RSSI两种定位技术进行了融合 [ 4 ] ；2004年，香港科技大学研发了基于RFID技术的LANDMARC定位系统，通过在区域内放置活性参考标签，利用射频阅读器采样标签信息完成无线环境下的数据采集，进一步估算目标点位置 [ 5 ] ；2006年，北京航空航天大学利用差值模型对RSS进行定位前预处理，提出Weyes定位系统，大大地提高了定位精度 [ 6 ] ；2011年北京邮电大学提出室内外无缝衔接的TC-OFDM定位系统，水平定位精度达到 3 米以内，垂直定位精度可在1米以内 [ 7 ] ；2013年，苹果公司推出了iBeacon技术，这项技术以蓝牙4.0为基础，获取用户准确位置信息，美国加州科学院和旧金山的Westfield购物中心先后开启了基于iBeacon的室内定位功能 [ 8 ] ；在国内，很多公司也开发了基于iBeacon的室内定位产品，包括四月兄弟的“April Beacon”、智石科技的“Bright Beacon”和ebeoo的Beacon CS公共服务平台。推动iBeacon技术爆发性增长的是2015年，受益于几大互联网巨头公司的推动，腾讯公司利用iBeacon近场感知功能推出微信摇一摇，并在这基础上，开发了一系列互动、室内导航、餐饮行业搭配服务行业等场景化的营销方式。高德公司提出将为大型商场用户提供商场室内地图绘制、室内定位技术和室内路线导航等服务。阿里巴巴公司的逛街应用软件“喵街”上线，“喵街”则是利用了蓝牙iBeacon技术，提供用户在商场里的室内导航以及停车场的智能停车等服务。2016年3月，百度开发者中心提出了百度地图的室内定位技术，并已经将自身领先的室内定位技术应用在大型商场，结合蓝牙、地磁和Wi-Fi三种定位技术融一体进行混合定位，百度地图的室内地图目前已应用在北京地区的部分商场。 综上，室内定位技术已成为工业界和学术界的研究热点。因此，本文根据室内定位技术的主要研究内容进行回顾，包括室内定位技术、室内定位原理、室内定位算法模型和定位技术融合模型。
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user: 2. 室内定位技术 2.1. 蓝牙iBeacon定位技术 [ 9 ] 蓝牙是一种短距离无线通信技术。该技术遵循一种通用式的技术规范，任何两种设备只要遵循了该规范，两者之间就可进行短距离的无线数据通信。蓝牙技术最早由爱立信公司1994年发起，现已发展到了集传统蓝牙与低功耗于一体的蓝牙4.0。蓝牙4.0将三种规格集于一体，即传统蓝牙、高速连接与低功耗技术，强化了数据传输过程中的低功耗性能，使其成为设备之间进行短距离无线通信最简单便巧的方法，同时也是市场上支持范围最广、功能最丰富的无线标准。 iBeacon是一种信标设备，最早由苹果公司2013年提出。该技术主要通过在小型硬件设备上集成低功耗蓝牙模块，进而使该设备作为一个蓝牙基站设备来使用。当有终端目标设备进入该蓝牙基站设备信号所覆盖的区域后，终端设备的应用程序就会扫描到此基站的信号强度值和其它的一些广播数据。通过适当的布置多个蓝牙基站设备，就可形成一个大面积的蓝牙信号覆盖网络。当终端设备进入此网络并获取到多个蓝牙基站的广播数据后，就可以利用这些数据进行定位计算。 蓝牙iBeacon定位技术具备以下六大特征，如表1所示，包括1) 适用广泛；2) 功耗低；3) 定位精准延时少；4) 安全性高；5) 成本低；6) 设计开发难度小，市场推广性强。蓝牙定位的精度在很大程度上依赖于蓝牙信号传感器的布设密度，且信号传感器的电池有一定的使用周期，需要在定期更换，若更换不及时将会影响定位效果。对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统的稳定性稍差，信号传输还容易受到噪声的影响。 2.2. Wi-Fi定位技术 [ 10 ] Wi-Fi是一种允许电子设备连接到一个无线局域网(WLAN)的技术。1997年电气电子工程师协会IEEE为无线局域网制定了第一个版本标准802.11，该标准规定物理层工作在2.4 GHz频段上，可采用红外线、直接扩频方式和跳频扩频方式这三种物理介质。数据链路层采用载波监听多路访问/冲突检测(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect， CSMA/CA)机制。随着无线局域网技术的发展，工业界众多领先公司组成了Wi-Fi联盟，致力于解决符合标准的产品产和设备兼容性问题，802.11标准得到了补充和完善，并推出了一系列标准，出现了802.11a、802.11b、802.11e、802.11g等协议，其中802.11b 应用较为广泛。 Wi-Fi自上世纪90年代发明，经过不断地更新和推广，目前广泛用于城市公共接入热点，家庭以及办公网络，全面渗透人们每日的生活和出行，具有五大技术特征，包括1) 无需布线；2) 覆盖范围广；3) 传输速度快且稳定；4) 综合成本低；5) 稳定可靠，如表1所示。 Wi-Fi定位的精度和无线AP热点的密集程度有关，AP热点越密集，定位的效果越好，定位精度一般为3~5 m。但是，Wi-Fi定位的前提是用户终端在定位过程中需要始终打开Wi-Fi功能，一旦关闭就无法实现定位，对其依赖性强。 2.3. 地磁定位技术 [ 11 ] 地磁定位是利用地磁场的地磁三分量、地磁总场以及磁偏角等参数，量化地磁空间点的地磁场特征，进行准确定位。 在划分地磁场的时候，依据地磁场的不同特征，可以将其划分为以下两类：第一类，正常地磁场；第二类，异常地磁场。如果地壳异常场的规模较大，此时正常场就是指地核主磁场；如果区域异常场的规模较小，此时正常场是地核主磁场与异常场的组合。从空间角度而言，地壳异常场的分布具有复杂性特征，但地壳异常场的分布不会随着时间的发展而产生变化。由于异常场中的数据信息非常庞大，在构建数据基准地磁图时，往往以磁异常场为基础，如此有助于准确定位和导航。 在室内的情况下，利用室内环境所造成的异常地磁场环境，提供定位磁场特征依据。先使用带有磁场传感器的测量设备遍历待定位的区域，记录位置和磁场强度特征对应关系，并绘制磁场定位基准图，然后在实际定位过程中，通过节点的移动将即时搜集的一维磁场信息记录下来，通过对应信息处理手段，比较分析现场所测磁场资料于先前搜集并设计的地磁场基准图，依据一定的度量计算实时数据序列和地磁图中序列的相似度，在地磁图中匹配到相似度最高的数据序列对应的实际区域，最终实现目标定位。 利用地磁场作为位置匹配信息进行定位最开始于机器人自定位领域被提出，除了可以用作方向判断外，还可以利用地磁信息经过室内结构的扰动造成的特异性进行机器人的自定位，通过对地磁信息的收集和匹配，完成了在走廊中的大体位置的确定。随着地磁定位技术的不断发展，逐渐被人们所认知，越来越多的研究者投身于该领域，该技术的技术特征可归纳为：1) 无需硬件设备；2) 累积误差小；3) 成本较低，精度较高；4) 地磁数据采集量大；5) 技术门槛过高，如表1所示。 Table 1 Indoor positioning technical characteristic 定位技术 蓝牙iBeacon定位技术 Wi-Fi定位技术 地磁定位技术 定位精度 3~5米 3-10米 2-5米 安全性 较高 较高 较高 穿透性 一般 一般 无关 抗干扰 较弱 较强 极弱 功耗 较低 高 较低 辐射 较低 较高 无 传输距离 10米 30-50米 无关 优点 设备体积小、短距离、 低功耗、易集成、易部署 网络广泛、通行能力强 无硬件、无累积误差、低成本 缺点 传播距离短、稳定性差 易受环境干扰 地磁数据采集工作量大、 信号干扰、初始位置获取问题 应用场景 商场、交通枢纽、 会议与展馆、医院等 医疗机构、商场、 景区与园区 与其它定位技术融合的商业应用 表1. 室内定位技术特征表
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user: 3. 室内定位原理 3.1. 基于信号时间和角度的定位原理 1) 基于到达时间(TOA) [ 12 ] 基于到达时间TOA定位算法实现原理依赖于无线电理论的成熟，在二维空间中布置N个信号基站，当待定位终端处于信号基站的通讯范围内时，通过移动终端向三个已知坐标的基站发射无线信号，测量终端接收基站信号的时间，通过发射接收时间差计算出移动终端距离三个已知基站的距离，进而求出移动终端所在位置。 算法的重心之处是终端到信号基站之间的距离，而距离是由信号发射时刻和终端接收时刻的时间差计算而得，因此要求信号基站和终端之间的时钟严格同步，但是实际环境中，由于室内环境空间相对狭小，信号的传播受到障碍物的干扰，带来相应的传播时间延迟，也会带来时延的叠加，往往导致时间难以精确，因此算法在系统实现时对硬件的要求较高，系统复杂性较大，成本投入高。 2) 基于到达时间差(TDOA) [ 13 ] 基于到达时间差TDOA算法是利用信号到达的时间差进行定位的方法，首先测得各个监测站发射的信号到达终端设备的时间差，采用广义互相关模型，即对待定位终端接收到的两组监测站的信号进行互相关计算，得到两者的时间差值。接收多组数据后进行整理，可得到关于待定位终端的双曲线方程组，而这个方程组的解就是待定位终端的位置。 该算法相对于TOA算法有了很大的改进。①该算法不需要设备之间有严格的时钟同步，降低了硬件成本。②该算法计算的是信号到达的时间差，这有效的抵消了多径效应带来的误差，提高了定位精度。③在TDOA算法中，接收信号装置的天线采用的是普通的检测天线，而不是复杂的测向天线。这不仅在一定程度上消除了天线间互耦的影响，同时也使系统结构变的较为简单。但是因为基于到达时间差算法的定位系统所需要的监测站组成中包括接收机、天线和时间同步模块，而这些模块如果集成在智能终端中，需要花费的成本将大幅度提升。 3) 基于到达角度(AOA) [ 14 ] 到达角度定位法通常也被称为基于信号的到达方向角定位算法。该算法需要多个基站设备进行信号检测，并且这些基站设备都应该具有能够感知方向的天线阵列，这样才能够计算出目标节点所发射信号的到达角度。最终通过一组带有方向射线的交点来确定目标节点的位置。 该方法计算量较小，部署比较方便，而且还能够额外的提供目标节点的方向信息。但是该算法如果想要达到一定的定位精度，对基站天线阵列的灵敏度提出了较高的要求，这无疑是增加了硬件成本，使系统更加难以控制。与此同时，在室内环境中，由于周边环境的复杂多变，信号在传播过程中很容易受到这些复杂因素的影响，从而会对信号的到达角度产生很大的干扰。因此在室内环境下该法并不是最佳的选择。 3.2. 基于信号强度指示(RSSI)定位原理 [ 15 ] 由于室内环境十分复杂，经常有各种信号多径传播干涉，以及在近距离状态下参考时钟的不精确性导致距离将误差过大，因为这些不确定因素，使基于测距的传统方法如TOA、TDOA、AOA等方法在室内定位中误差过大。而基于接收信号强度指示RSSI的距离测量方法的基本工作原理是利用了RSSI值与距离之间存在的关系。在参考节点发射功率已知的前提下，待定位节点通过读取参考节点的RSSI值信息并把该信息代入RSSI-d关系模型就可获得参考节点与待定位节点之间的距离。其室内定位是一种通过获取接收信号强度指示，并将接收信号强度指示代入到所建立的传播路径损耗模型中，再利用相应的定位算法进行室内定位的方法。相比基于信号时间和角度的定位方法，基于RSSI的定位方法无需添加额外的硬件，具有检测设备成本低，测量信号稳定性好，定位方法简单等优点。基于接收信号强度指示RSSI距离测量技术的定位原理主要可分为两类：传播模型法和位置指纹法。 1) 基于传播模型定位 RSSI是接收信号的强度指示，信号要在室内环境中传播，由于室内环境复杂性的影响，信号传输时的波动和起伏都很大，对信号造成一定的损耗，要对其直接进行测量和监控比较困难，因此可采用空间传播模型进行建模，利用室内定位算法模型(详见第3章)进行室内定位，常见的空间传播模型主要有：传统室内路径损耗模型、多径衰落损耗模型、对数距离路径损耗模型、衰减因子模型、MK模型等。 2) 基于位置指纹定位 “位置指纹”是把实际环境中的位置和某种“指纹”联系起来，一个位置对应一个独特的指纹。这个指纹可以是单维或多维的，比如待定位设备在接收或者发送信息时，指纹可以是这个信息或信号的一个特征或多个特征(最常见的是信号强度)。 位置指纹定位可划分为两个阶段，一是离线阶段，系统在定位服务区域内选取一些位置点作为采集点，在每个采集点处设定一定的频率去采集一组信号强度数据，然后通过信号收集设备收集这些位置点上的射频指纹，并通过这些数据估算出每个釆集点的信号强度将这信号数据与釆集点的位置信息存入数据库中，构建信号位置指纹数据库。在离线阶段需要测量记录大量参考点的信号强度，若定位服务区域较大，则训练阶段工作量也会非常巨大；二是在线阶段，当移动设备发出定位请求时，会按一定的频率去采集一组信号强度数据，将移动设备收集到的带测点信号数据发送给服务器端，服务器端将该数据与已有位置指纹数据库中的指纹进行比对，然后结合某种匹配算法确定移动设备的位置，从而估算出待测点现在的位置。 基于信号强度的指纹定位方法，因为有信号指纹库，与基于传播模型的定位方法相比有更高的定位精度，但是它也有一些缺点。比如，在一般条件下，校准数据的数量越多，校准数据的质量越好，定位会更精确。但较多的校准数据必然带来人力工作量的增加。所以在离线阶段存在的主要挑战是如何处理校准数据让定位更加精确以及如何减少采集工作量。
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user: 4. 室内定位算法模型 4.1. 近邻法 近邻法是确定性定位匹配算法中最具代表性的一种算法，通过计算实时RSSI样本向量与数据库中各个指纹应的RSSI均值向最之间的欧式距离，得到距离最近或最相似的一个或多个指纹，再经过对选取指纹的位置坐标进行平均或加权平均得出待测点的位置。 1) 最近邻算法(NN算法) 最近邻算法(Nearest Neighborhood， NN)是最基本的近邻法。由公式(1)可计算出RSS测试样本向量与指纹均值向量间的欧式距离： d i = ∑ j = 1 m ( R S S I i j ¯ − R S S I j ) 2 (1) 式中， R S S I j 为实时测量的第j个AP的RSSI值， R S S I i j ¯ 为在第i ( i = 1 ， 2 ， 3 ， ⋯ ， n )个参考点上来自于第j个AP的RSS均值，其值存储在数据库中，n为选取参考点个数，m为AP的个数。 2) K近邻算法(KNN算法) K近邻算法(K Nearest Neighborhood， KNN)是基础NN算法的改进算法，在计算出各个参考点相对于实时RSSI值的欧式距离序列后，对距离序列进行升序排列，选取距离最小的前K (K = 2)个参考点作为候选点，对其位置信息进行均值处理后即可得到用户的最后位置坐标： ( x ， y ) = 1 K ∑ i = 1 K ( x i ， y i ) (2) 式中，(x， y)为第i个候选点所对应的：二维位置坐标，(x， y)为返回的用户二维位置坐标。 4.2. 三点定位法 三点定位法通过测量已知不在同一直线上的三个点到未知节点的距离，求得未知节点的具体坐标。根据计算出的三条边的距离长度，结合三个节点已知的坐标，求出三个圆相交处的坐标，即未知节点所在的位置坐标。 图1. 三点定位法示意图 三个已知节点A、B、C的坐标分别为 ( x 1 ， y 1 ) ， ( x 2 ， y 2 ) ， ( x 3 ， y 3 ) ，它们到未知节点(x， y)的直线距离分别是 d 1 ， d 2 ， d 3 ，如图1所示，据此假设可得出以下公式： [ ( x 1 − x ) 2 + ( y 1 − y ) 2 ( x 2 − x ) 2 + ( y 2 − y ) 2 ( x 3 − x ) 2 + ( y 3 − y ) 2 ] = [ d 1 2 d 2 2 d 3 2 ] (3) 根据上式，可以求出未知节点的坐标为公式(4)所示： [ x y ] = [ 2 ( x 1 − x 3 ) 2 ( y 1 − y 3 ) 2 ( x 2 − x 3 ) 2 ( y 2 − y 3 ) ] − 1 [ x 1 2 − x 3 2 + y 1 2 − y 3 2 + d 3 2 − d 1 2 x 1 2 − x 3 2 + y 2 2 − y 3 2 + d 3 2 − d 1 2 ] (4) 4.3. 最小二乘法 当定位环境中包含三个或三个以上信标节点时，设信标节点坐标为 ( x 1 ， y 1 ) ， ( x 2 ， y 2 ) ， ( x 3 ， y 3 ) ， ⋯ ， ( x k ， y k ) ，待定位节点坐标为 ( x 0 ， y 0 ) 。P到各个信标节点的距离分别为 d 1 ， d 2 ， d 3 ， ⋯ ， d k ，可建立以下方程组： { ( x 0 − x 1 ) 2 + ( y 0 − y 1 ) 2 = d 1 2                             ⋮ ( x 0 − x k ) 2 + ( y 0 − y k ) 2 = d k 2 (5) 分别用前面方程减去后面方程，得到结果为： { d 1 2 − d k 2 − ( x 1 2 + y 1 2 ) + ( x k 2 + y k 2 ) = 2 ( x k − x 1 ) x 0 + 2 ( y k − y 1 ) y 0                                                                                       ⋮ d k − 1 2 − d k 2 − ( x k − 1 2 + y k − 1 2 ) + ( x k 2 + y k 2 ) = 2 ( x k − x 1 ) x 0 + 2 ( y k − y k − 1 ) y 0 (6) 记上式为 A x = b ，其中： A = [ 2 ( x k − x 1 ) 2 ( x k − x 2 ) ⋮ 2 ( x k − x k − 1 ) 2 ( y k − y 1 ) 2 ( y k − y 2 ) ⋮ 2 ( y k − y k − 1 ) ] ，   x = [ x 0 y 0 ] ，   b = [ x k 2 − x 1 2 + y k 2 − y 1 2 + d 1 2 − d k 2 x k 2 − x 2 2 + y k 2 − y 1 2 + d 2 2 − d k 2 ⋮ x k 2 − x k − 1 2 + y k 2 − y k − 1 2 + d k − 1 2 − d k 2 ] (7) 由于信号在测量过程中会存在误差，设误差向量为 N = b − A x ，则当误差向量值最小时，定位节点的坐标即为最优解。 根据最小二乘原理，设： Q ( x ) = ‖ N ‖ 2 = ‖ b − A x ‖ 2 (8) 若要求最小值，对其求导得： d Q ( x ) d x = 2 A A T x − 2 A b = 0 (9) 如果 A A T 非奇异，则可求得： x = ( A T A ) − 1 A T b 。求得的x坐标即为待定位节点的位置坐标。
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user: 6. 结语 随着室内定位的需求持续增加，结合人们的生活服务目的，室内定位相关的研究和技术的发展将呈现以下几个趋势： 1) 由于各种室内定位在不同方面的优势和精确度，用户可基于不同的使用需求选择合适的定位方式，综合技术更新和推广趋势，基于低功耗蓝牙4.0的室内定位技术将逐渐成为室内定位的主流方式，得到越来越广泛的应用，未来该项技术将会引入信息的推送、移动室内导航、移动支付等服务应用，为学校、商场、养老院、智慧社区等日常场所提供更加个性化的服务。 2) 混合定位将成为流行，以适应室内环境的改变和满足不同应用场景的需求，同时弥补单一定位技术带来的局限性。目前，基于结合Wi-Fi技术、蓝牙技术、惯性导航和GPS定位技术混合的定位方案正在被研究，更加完整地满足用户的需求，实现室内外环境中定位的无缝切换，并根据定位精度的高低需求实现随意转换精度。 3) 情境检测和室内定位的分离与独立。采用独立的芯片进行情境感知、数据融合、运动信息和定位处理等，减少数据感知层对定位应用处理器的唤醒次数，实现优化和降低功耗的作用。 4) 定位应用场景综合化。未来在线下将开展综合布局，面向商场、停车场、大型超市、火车站和养老社区等提供完整的室内定位解决方案，提供免费的室内地图、定位导航、商业广告、消息推送等服务。
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user: 摘 要 现如今汽车置杯盒零部件生产中的检测环节主要依赖人工目检和具检，影响工业生产效率和质量，人工成本也较高。设计了一种基于机器视觉的汽车置杯盒缺陷检测系统，分别对光源系统、高速图像采集系统和图像处理系统的设计进行了验证，实验验证了系统的可行性。实验表明：系统检测效率高、误检率低，降低了工业生产成本，且可以长时间稳定且高速地运行。 关键词 :机器视觉，置杯盒缺陷检测，汽车零部件，图像采集，图像处理 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着机械自动化水平的发展，汽车零部件生产中的大部分环节都已实现了智能化，但零部件是否装配正确到位仍需人工目力或检具检测，由于受到主观因素、工作强度以及视觉疲劳程度的影响，人工的误检率较高，效率和检测质量较低且人工成本较高，影响工业的生产质量 [ 1 ] 。 机器视觉在检测缺陷方面具有非接触性、灵活性高、效率和准确率高的特点，被广泛应用于制造业中的工况监视、成品检验和质量控制等环节 [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ] 。郭全民等人提出了一种基于机器视觉的多铆钉自动检测算法，较传统OTSU算法更准确的对目标和背景进行聚类，更多的污点区域未被划分为目标类，有效解决了铆钉倾斜放置对检测过程的影响 [ 6 ] 。陈至坤等人针对传统的轮廓提取方法提取的图像轮廓有时存在断点的问题，给出了Radon变换法对断点轮廓进行重构，从而得到连续的单像素宽的图像轮廓，且具有一定的抗干扰能力 [ 7 ] 。 针对汽车零部件检测的人力浪费和工人的误检率、漏检率高，效率较低的问题，设计了一种基于机器视觉的汽车零部件检测系统，降低了质检环节的误检率和漏检率，提高了工人工作效率，为工业生产节省了生产成本，有利于零部件质量信息的集成。
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user: 2. 问题描述 经工厂调研发现，汽车置杯盒零部件装配后，需对零部件进行如下检测，如图1所示。 1) 各个连接件和零件是否安装，包括：卡扣，泡棉，铁片，螺钉，按键，不织布。 图1. 零部件图 2) 泡棉是否装反，破损。 3) 螺丝是否装配到位。 4) 铁片是否装反，柱头是否经过热熔处理。
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user: 3. 系统硬件实现 3.1. 系统总体框架 汽车零部件检测系统结构图如图2所示。启动系统后，系统处于待机状态，等待工作人员放入标准产品。若光电传感器检测到物体被放置，低电平信号由光电传感器传输到单片机，系统处于激活状态，两个启动开关同时被按下后，下降沿触发单片机外部中断，由中断服务程序发送高电平至继电器，继电器控制电磁阀，气缸压紧物体，单片机发出下降沿的外触发信号触发相机拍摄采集零部件图像。图像信息由网线传输至工控机，由程序检测图像的标准参数信息，系统自动复位，工作人员取出标准产品。系统开始检测状态，由工作人员放入待检测产品，由系统检测是否存在缺陷，若存在缺陷，经过串口通信，通过单片机，保持气缸原始状态不被松开，蜂鸣器开始报警。等待复位开关按下，低电平传输到单片机，单片机发送低电平到继电器，继电器控制电磁阀，控制气缸松开，蜂鸣器停止报警；若不存在缺陷，单片机发送低电平信号到继电器，控制气缸松开，检测流程结束。 图2. 系统结构 3.2. 系统硬件平台设计 一个典型的工业机器视觉系统硬件设备包括：光源、镜头、相机 [ 8 ] 。系统平台结构设计如图3所示，主要由零件上方和两侧的相机，多个光源组成。各个组件都可根据实际情况调节角度和高度。整个平台外围被铝塑板包围，以杜绝环境光的影响，只留一个供工人放置拿取零部件的矩形孔。 系统相机采用大恒图像的水星(MERCURY)家族的MER-G系列数字相机，具有高分辨率、高清晰度、低噪声等特点，适用于工业检测、医疗、科研、教育以及安防等领域。系统一共设置四个相机，两个位于零部件正上方，用于采集零部件俯视图(一个彩色相机，一个黑白相机)，两个位于零部件两侧(两个黑白相机)，用于采集零部件的侧视图。系统选择上方彩色相机镜头为VS0816-5M；黑白相机镜头为VS1614-10M；两侧相机镜头为VS1614-4M。系统采用4个条形LED光源(位于零部件上方前后左右四个方位，角度、高度可调节)，对零部件进行自上而下的前向照明。考虑到安装问题且环形光源对图像局部亮度较为均匀，采用2个环形LED光源(位于零部件两侧)前向照明，突出物体的立体信息，节省安装空间，如图3所示。 图3. 系统硬件平台结构图
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user: 4. 系统程序设计 4.1. 按键检测程序设计 在置杯盒零部件的生产中，按键易装反和漏装，工人在检测时也较难发现按键装配错误。程序使用一种基于边缘方向梯度的模板匹配算法检测按键 [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] 。主要用来检测按键装配方向和装配类型是否正确。由于各个按键图像形状特征有较大差别，检测时首先获取标准按键图像，放上待检测工件，用模板匹配算法在待检测图像上进行搜索定位，将图像模板在高层图像金字塔进行搜索匹配(模板有旋转有放缩的搜索)，映射到低层，搜索速度较快。如果没有匹配到目标，则以预先输入的三个按键图像作为模板图像，如图4所示，使用三个按键模板分别在待测工件按键区域内进行搜索匹配，如果匹配到目标则按键安装正确，否则提示安装错误，算法流程如图5所示。其中滞后阈值需要两个阈值，高阈值和低阈值，二者之比在2:1和3:1之间较为合适。若某一像素值幅值高于高阈值，则被保留；低于低阈值，则被舍弃；若在二者之间，仅当该像素连接一个高于高阈值的像素时才被保留。 图4. 按键模板 图5. 按键检测程序流程图 4.2. 螺钉、卡扣检测程序设计 检测螺钉、卡扣零件是否装配，是利用处理后图像区域的灰度信息来判断。首先计算已装配的螺钉和卡扣区域的灰度平均值，结合未装配时此区域的灰度平均值，设定灰度平均值阈值，在检测时，计算螺钉和卡扣区域的平度平均值与设定阈值比较即可判别是否装配。 检测螺钉是否装配到位，由两侧相机采集各个螺钉区域的图像，对其进行阈值分割处理，形态学处理，计算轮廓，计算区域的质心位置 [ 12 ] 。如图6所示为装配正确的螺钉图像和二值图像，图7为装配时未将螺钉拧紧的图像及其二值图像，程序处理时，分别计算其二值图像的质心高度，对其比较即可判别是否装配正确。 图6. 正确的螺钉检测 图7. 错误的螺钉检测图 4.3. 不织布检测程序设计 不织布只需检测是否装配，使用一种局部阈值分割的方法 [ 13 ] 。如图8所示，不织布1和不织布2由于和周围区域有较明显区分，使用灰度信息即可判别。不织布3周围区域与不织布区别不大，实验分析发现，不织布3检测到的灰度值为7，周围区域灰度值大于10，使用阈值为10来分割图像，之后检测像素值为255的面积，如图10所示。若面积为0，则表示不织布3未装配，否则表示已装配。图9位不织布3阈值分割后的图像。 图8. 不织布区域 图9. 不织布3 4.4. 泡棉检测程序设计 程序在检测泡棉时分为两步，第一步检测泡棉是否安装，第二步检测泡棉是否缺损。泡棉是否安装使用灰度信息即可简单判别，在此不多加赘述。检测泡棉是否缺损时，由于泡棉本身存在许多气孔，在进行灰度变换和阈值分割后会形成许多明暗相间的点，但是背景图像较为平滑。算法使用scharr滤波器计算出图像的梯度信息图把泡棉和背景区分开，如图10所示。 Scharr滤波器的原理和Sobel算子类似，用来计算图像x或y方向的图像梯度信息。由于Sobel算子的内核大小为3时会产生比较明显的误差，Scharr滤波器只针对大小为3的内核，Scharr滤波器和Sobel算子运算速度一样快，但结果却更加精确。 算法使用孔洞填充和去除小区域将泡棉本身的气孔剔除 [ 14 ] ，再将泡棉分为4段，如图11所示，由于破损面积一般远大于泡棉本身的气孔，因此并不会被去除。计算未破损泡棉像素值为0的个数N，由此设定泡棉是否缺损的阈值T。在实际检测时依据此阈值即可判别泡棉是否破损。如图12为泡棉检测流程图。 图10. 泡棉梯度信息 图11. 泡棉分段 图12. 泡棉检测流程图 4.5. 铁片检测程序设计 铁片检测有三个方面：是否装配、是否装反和柱头是否经过热熔处理。算法采集如图13所示的铁片中部区域图像信息进行分析。对铁片图像进行阈值分割处理。由于在铁片没有装配和装反的情况下，此区域像素值全部为255，因此只需检测此区域像素值为255的像素个数即可检测是否装配和装反。 检测铁片柱头是否经过热熔处理，算法首先采集经过热熔处理的铁片柱头区域，进行灰度变换，阈值分割，形态学操作和形状匹配法等操作 [ 15 ] ，计算出柱头区域(白色圆形区域)面积，依据此面积值设定阈值，在检测时即可判别铁片柱头是否经过热熔处理，如图14所示为铁片柱头热熔处理对比图。 图13. 检测区域 图14. 热熔处理对比
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user: 5. 实验分析 本文选择样品1400例，其中每种缺陷各取200例(每个零部件只存在一种缺陷)，无缺陷样品200例。实验数据如下表1。实验结果表示，系统可对置杯盒零部件进行十分精确地检测，比人工检测结果更加准确且效率较高，满足工业生产需求，系统检测界面如图15所示。 Table 1 System resulting data of standard experimen 缺陷类型 数量 误检数 正确率 螺钉 200 7 96.5% 卡扣 200 5 97.5% 泡棉 200 4 98% 铁片 200 4 98% 不织布 200 6 97% 按键 200 9 95.5% 无缺陷 200 3 98.5% 合计 1400 38 97.29% 表1. 标准试验系统结果数据 图15. 系统界面
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user: 6. 总结与展望 本文阐述了用于控制检测系统启停及报警的硬件控制平台(包括光源、相机、镜头、单片机和工控机等设备)的设计方案和汽车置杯盒零部件检测算法。系统可以精确地检测出实际生产中可能存在的各种缺陷，满足工业生产的需求，提高了汽车生产质检环节的效率和质量，节省了人力，降低了工业制造成本，但在自动化设计方面有进一步提升的空间。
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user: 摘 要 为了使个人用户更安全便捷地管理自己在多个平台的密码，借助于python技术开发了一类个人用户密码管理系统，利用个人电脑的唯一特征和自定义加密逻辑对用户的密码进行加密存储，并统一管理，让用户能更便捷，放心地管理密码。本系统的优点是在本地运行的基础上添加了远程服务器的存储选项，方便用户转移或在多个终端同步密码，同时采用插件化的子模块和自设定加密逻辑等方式来提高用户的密码存储安全性。 关键词 :Python，加密存储，插件化子模块，自定义加密逻辑 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 随着大量的便捷网站和APP应用的使用，我们需要不断地注册账户。然而随着某些软件长时间不用，就会忘记一些账户信息，尤其是用户名和密码。但是记录在本子或电脑上，又是十分不安全而且容易丢失的。所以，有个能保证用户账户信息安全的应用来帮我们随时随地管理这些个人账户是必须的。 随着计算机科学技术的发展，账户密码管理方式主要分为文本记录，浏览器自动记录，在线用户密码管理和本地化用户密码管理四种策略。文本记录主要是用户通过文本文件或者word文档以明文记录自己的账户密码信息。这是一种最简单便捷的方法，缺点在于数据安全性极差，这些文件遗失或者泄露都会造成个人利益损失。浏览器自动记录密码和在线用户密码管理两种方式都是使用云端应用保存的典型方式，不同之处在于浏览器自动记录密码在本地留有备份，由用户选择是否上传云端。使用云端管理密码的方式的缺点在于数据由认可的第三方统一保存。因为统一由第三方保存，加密方式和存储都具备相同点，如果认可的第三方应用或者数据中心遭受网络黑客的攻击，就会造成大量用户密码的泄露。 现在，LastPass是国内外应用最为广泛的在线用户账号密码管理工具。关于密码学见文献 [ 1 ] [ 2 ] ，python，代码重用，软件架构见文献 [ 3 ] - [ 7 ] ，LastPass软件，keepass软件相关内容见文献 [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] 。虽然在很多地方比浏览器有了很大的进步，但是它同样也有安全方面的隐患。假如有人恶意攻击他的服务器，或者盗去人们用户的LastPass密码，那么就泄漏了用户的账户信息。因此用户信息泄露的危险也容易发生在LastPass中。本地化用户密码管理基本解决了在线管理的安全方面的问题，其中最受欢迎的无疑就是KeePass。在将账户信息保存到数据库里面去之前，先用加密类算法对其加密，通过移动端和电脑端本地数据库储存用户的账户信息，不管是用户的电脑被攻击，还是有人偷了用户的电脑，他们看到的账户信息也是经过加密的。然而这种管理工具就只能够在用户的某一台电脑或移动端上，非常不便于用户使用。从上述描述可知，这四种账户密码管理方式都有其不好之处。 鉴于上述原因，本系统综合考虑了现在已有的账户密码管理系统的各类弊端和安全问题，针对有一定编程能力的使用者设计了一个基于python的跨平台的轻量级且安全便捷的密码管理软件。它在本地化密码管理的基础上增加了两方面的设定，分别是用户自定义加密模块，加密逻辑和多终端转移，从而提高了密码管理的安全性并且便于用户进行多终端间的账户信息转移。 本系统通过用户自定义加密模块和加密逻辑让每个用户都可以有独立的账户信息加密过程，从而减少应用被攻击后大批量泄露密码的可能。而多终端转移则是借鉴了云端应用存储的经验并结合了当前租用小型云服务器便宜便捷的社会现实，使用远程服务器作为中端媒介进行多平台间的账户信息转移，并且提供官方服务器和自设定服务器的选项，让对账户信息安全性要求更高的用户多一种选择。本系统的优点是在本地运行的基础上添加了远程服务器的存储选项，方便用户转移或在多个终端同步密码，同时采用插件化的子模块和自设定加密逻辑等方式来提高用户的密码存储安全性。
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user: 2. 系统总体设计 2.1. 系统架构设计 系统的架构模式非常重要，适合需求的系统架构模式能对信息传递起到关键影响。因此在系统设计之前，必须先确定它的架构模式。本系统采用C/S架构和模块化设计，根据需求进行设计，从而提高了信息传递的效率，并且保障了程序本身的鲁棒性，健壮性和可拓展性。 本系统有7个模块，分别是启动模块，控制模块，密码管理模块，用户信息管理模块，加密管理模块，工具模块，配置模块，如图1所示。 图1. 系统架构图 2.2. 系统架构介绍 本系统的开发架构采取了C/S架构。C/S架构是Client/Server的缩写，客户端需要安装专用的客户端软件，每个客户端的软件都可以向一个服务器发出请求。C/S架构对信息安全的控制能力很强，符合本系统对安全的需求。同时C/S架构更加注重流程，对运行速度较少考虑，但是本系统是一个轻量级的密码管理系统，架构对运行速度的影响极小。 2.3. 系统开发工具 根据系统的功能要求和架构设计，系统选定远程服务器的操作系统为linux，采用python语言编写系统的客户端，利用openssh与远程服务器连接。
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user: 3. 系统功能模块设计 3.1. 启动模块 启动模块主要用于用户的初始化和程序的启动、退出管理。用户的初始化中包含了创建新用户和远程旧用户信息下载，其中旧用户信息下载功能用户在更换个人设备后转移账户信息的关键功能，组织结构如图2所示。 图2. 启动模块 启动模块是程序的入口点，判断是否是首次登陆并从命令行中获取参数进行处理。通过对软件的默认存储区进行检测存在用户文件和密钥文件，从而判断用户是否是第一次登陆。如果不是第一次登陆，则将参数处理后传入控制器进行逻辑判断和参数处理，主要处理逻辑如图3所示。 图3. 启动模块流程图 3.2. 控制模块 控制模块主要用于获取本地用户信息与解析用户的命令参数，根据命令进行功能调用或者错误处理。其中本地用户信息主要有三个部分(登陆状态，用户配置，用户密码表)组成。其中登录状态项在拦截了非本人用户的访问，提供了最基础的安全保障的同时，通过保存一定时间的登陆缓存认证提高使用体验。控制模块程序结构如图4。 图4. 控制模块 图5. 控制模块流程图 控制模块首先加载软件配置，然后通过一级密钥读取并且解密出本地的用户信息，并检测用户的登陆状态(如果用户的登陆状态失效，即距离上次登陆超过8小时，则要求用户重新登陆)。用户登陆状态有效时，进行密码列表的加载，并且根据指令进行对应的处理。 控制模块命令执行方法，传入命令参数，类型是字符串，根据固定的分隔符划分出对应的函数名和参数，然后根据switcher的字典进行跳转，并且在参数或者不是对应格式时显示帮助文档，模块主要代码逻辑如图5。 3.3. 用户配置模块 用户配置模块主要用于为控制模块解析用户配置并向控制模块提供关于用户配置的操作接口，同时额外提供远程服务器的存储选项，方便在多个终端间转移用户配置。用户配置的解析是根据用户机器独有的mac地址，利用默认的加密逻辑进行加解密，因为mac地址不会重复且长度为16位，所以常用的破解密码逻辑爆破密钥只具备理论的实现可能性，与密码管理模块共同组成用户信息安全的第二层安全保障，用户配置模块程序结构如图6。 图6. 用户信息管理模块 用户信息由姓名，密码，加密逻辑，服务器地址，用户名，密码等部分组成，由一级密钥mac地址进行保护，其中姓名和密码登陆后从用户信息组合出二级密钥来根据加密逻辑解密用户的密码列表，而服务器地址，用户名，密码则是远程服务器的下载和上传功能的配置信息。 用户的一级密钥是mac地址的一部分，使用uuid进行获取，用“:”作为分割符号存入文件。使用configparser作为和配置文件读写的类接口，在读取用户存储路径下的用户文件后，用一级密钥进行解密后存入缓存文件，然后读取用户信息，并删除缓存文件，用户配置模块主要代码如图7所示。 3.4. 密码管理模块 密码管理模块主要用于为控制模块解析用户密码表并且为控制模块提供关于用户密码表的操作接口。用户密码表的解析在用户配置解析的基础上进行，利用用户设定的密钥和加密逻辑，使用插件化的加密模块进行加解密，密码管理模块如图8所示。 图7. 用户信息管理模块流程图 图8. 密码管理模块 密码管理模块在初始化传入用户配置，根据用户配置得到处理后的用户名和加密逻辑，将用户名转换为Byte数组后设定为key，设定好加密模块对应的方法后，根据用户定义加密逻辑调用加密模块。 远端服务器密码存储功能，使用ssh和服务器进行连接，用用户设定的账号和密码登陆服务器，并开启一个sftp连接进行文件上传和下载。默认的密码文件由二级密钥(用户密钥)进行加密，以密文形式进行存储。上传功能是在远端服务器创建程序目录，并上传本地的用户文件和密码文件，下载功能则是从远端服务器下载旧用户文件和密码文件来覆盖本地文件。 3.5. 加密模块 加密模块主要用于给用户配置模块和密码管理模块提供便捷的加解密接口。加密模块在使用便捷的同时具备可拓展性，能够让有技术实力的用户便捷地添加自定义的加密子模块，从而提供独有的安全保障。这是用户安全的第三层保障，加密模块主要结构如图9所示。 图9. 加密管理模块 图10. 用户配置解析流程图 加密模块的特点是它是一个标准化的加密模块，用户继承并实现其中的__init__，encode和decode方法后，配置进密码管理模块即可使用。配置过程是将类文件放置在cipher目录下，并且修改cipher_master中的self。cipher_dict将类名和类的构造方法对应设置成key-value键值对。 3.6. 工具模块 工具模块 [ 8 ] 主要用于提供多个模块都需要使用的功能接口。工具模块的存在提高了代码复用率，优化了程序的代码结构。 在工具模块中实现了自定义的读写文件方法，输入方法和获取sftp连接的方法，从而统一了各个模块对文件读写的模式和标准。 3.7. 配置模块 配置模块主要用于提供多个模块都需要使用的固定变量和为多模块间通信提供一个媒介。例如，用户配置模块解析出的用户信息，需要通过配置模块来传递给密码管理模块。 配置模块中设定了本系统的名称，基础路径，并且动态获取了用户基础路径，根据用户基础路径生成了密码路径，缓存路径，密钥路径和临时文件路径，并且设定了远程服务器配置的存储路径。在这些内容之外，配置模块在运行过程中添加临时变量user作为传输媒介。获得用户配置的解析代码如图10所示。
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user: 4. 总结 考虑到现有的账户密码管理方式的各类弊端和安全问题，本文提出了一个新的解决思路针对有一定编程能力的使用者设计了一个基于python的跨平台的轻量级且安全便捷的账户密码管理软件。在本地化密码管理的基础上，通过自定义加密模块，加密逻辑降低应用或数据中心被攻击可能造成的损失，通过设定用户独有的远程服务器，从而在保证安全性的前提下让用户可以便捷地在多个终端间转移密码。
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user: 摘 要 我国农村废弃宅基地资源有着很大的复垦潜力，也是空心村整治的重要内容。本文分析了废弃宅基地存在的危害、复垦的意义，进而提出改良培肥的措施，为宅基地复垦或进行土壤培肥等提供理论依据，从而保证宅基地复垦工作的顺利进行。 关键词 :废弃宅基地，复垦，改良 Copyright © 2019 by author(s) and Hans Publishers Inc. This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY). http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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user: 1. 引言 十分珍惜、合理利用土地和切实保护耕地，是我国的基本国策。近年来，随着经济社会的快速发展，特别是新农村建设的加快推进，导致农村建设用地需求不断增大，保护耕地和保障发展的矛盾日益突出。但当前，农村居民“一户多宅”、“弃老宅、划新宅、占耕地”的建房现象较为普遍且呈扩展之势 [ 1 ] [ 2 ] 。这种大量闲置的宅基地和房屋对我国耕地的有效保护、粮食安全的实现和农村社会的稳定都造成了一定的危害 [ 3 ] 。 中国农村居民点复垦开始于20世纪50年代，80年代开始逐渐受到重视，从自发、零散阶段转变为有目的、有组织、有计划、有步骤的复垦阶段。近年来，各地按照政府部署，坚持城乡统筹、合理布局、节约用地、集约发展的原则，农村宅基地复垦取得明显成效。在宅基地复垦成耕地过程中，耕地数量得以增加，但多数只注重前期的复垦而忽视后期的培肥改良，从而导致废弃宅基地复耕土壤质量较差 [ 4 ] 。