个人资料
- 学院： 能源与电气工程学院
- 性别： 男
- 出生年月：
- 职称： 教授
- 学位： 博士
- 学历： 博士
- 毕业院校： 西安交通大学
- 联系电话：
- 电子邮箱： cbwen@chd.edu.cn
- 通讯地址：
- 邮编：
- 传真：
- 办公地址：
- 教育经历：
2012年到2013年在美国University of South Florida 从事访学研究工作； 2009年到2011年在交通信息工程及控制博士后流动站从事博士后研究工作； 2004年到2007年在西安交通大学攻读博士学位；
个人简介
文常保，教授，博士/博士后,山西人。2012年到2013年在美国University of South Florida 从事访学研究工作；2009年到2011年在交通信息工程及控制博士后流动站从事博士后研究工作。2007年至今在长安大学从事教学和科研工作。陕西省电子学会理事、西安市纳米科学技术学会理事、中国电子学会青年科学家俱乐部会员、中国仪器仪表学会会员，国家自然基金委员会项目评审专家、国家留学基金委评审专家，国家重大专项评审专家，科技部、工信部专项评审专家，教育部人才计划评审专家，教育部学位与研究生教育发展中心评审专家，中国博士后科学基金评审专家，千人计划评审专家，《中文核心期刊要目总览》评审专家，《现代电子技术》等期刊编委。 主持和参与国家自然科学基金、国家自然科学基金合作项目、科技专项、国家教育部博士点基金、博士后科学面上及特别资助等基金项目10余项，授权发明及软件专利60余项。出版教材与学术专著5部，在电子领域权威期刊学术刊物上发表学术论文60余篇，其中SCI、EI收录40余篇。 主要研究领域或方向：人工智能、人工神经网络、电力电子、电气工程、自动化检测装置、传感器、敏感材料、微纳电子器件、集成电路与芯片及信号处理技术等。
本人每年招收研究生3-5名，研究团队有教授3人，副教授3人每年招收研究生15-20名,欢迎广大热衷于科学研究的同学报考！
社会职务
陕西省电子学会理事、西安市纳米科学技术学会理事、中国电子学会青年科学家俱乐部会员、中国仪器仪表学会会员，国家自然基金委员会项目评审专家、国家留学基金委评审专家、国家重大专项评审专家、科技部、工信部专项评审专家、国家重点研发计划政府间港澳台重点专项、国家留学基金委评审专家、教育部学位与研究生教育发展中心评审专家，中国博士后科学基金评审专家、长江学者、百人计划、千人计划评审专家、《现代电子技术》等期刊编委、《中文核心期刊总览》评审专家。
研究领域
研究领域或方向：
人工智能技术； 人工神经网络理论及应用； 微纳电子技术； 电力系统； 半导体器件技术； 电气工程； FPGA及图像处理技术； SOPC系统设计及应用； Android技术及应用； 集成电路与芯片设计； 光电子系统设计及应用；
传感器及敏感材料技术； 无线通信及传感器技术； 时频信号处理技术;
仪器仪表技术； 自动化检测装置。
人每年招收研究生3-5名，研究团队有教授3人，副教授3人每年招收研究生15-20名,欢迎广大热衷于科学研究的同学报考！
已毕业研究生50余名，就业领域主要集中于高校、研究所、企业、事业单位，也有成立科技公司创业的。
近年部分毕业研究生主要从事的科学研究项目：
| [1]郑怀仓.具有快速瞬态响应的Buck型DC-DC转换器研究与设计[D].长安大学,2019. | [2]马文博.基于IGA-RBF的电子元器件贮存环境无线监控系统研究[D]. 长安大学,2019. | | [3]时晓文. 基于Android的网络分析仪无线移动测量系统研究[D].长安大学,2019. | [4]刘鹏里. 基于深度卷积神经网络特征再提取的边缘检测算法研究[D]. 长安大学,2019. | [5]牛涛涛. Rayleigh波与Love波双模式声波产生器件的建模及特性研究[D]. 长安大学,2019. | | [6]吴忠秉. 基于FPGA的脉冲式激光测距系统设计[D].长安大学,2018. | | [7]张城. 一种无线控制的网络分析仪校准系统[D].长安大学,2018. | | [8]马琼. Love波器件ANSYS建模仿真与电子校准测试装置的设计[D].长安大学,2017. | | [9]姜燕妮. 声表面波器件建模与匹配测试系统的设计研究[D].长安大学,2017. | | [10]马跃. 磁控溅射制备ZnO波导层及Love波湿度传感器的研究[D].长安大学,2017. | [11]朱博. 基于ARM和μCOS-Ⅱ的半导体制冷器温度控制系统的设计与实现[D]. 长安大学,2016. | | [12]靳雪莹. Love波器件的建模仿真及阻抗匹配系统研究[D].长安大学,2016. | | [13]党双欢. 基于WIFI的无线声表面波振荡器数据采集系统[D].长安大学,2016. | | [14]付营飞. 基于MPPT控制器的光伏系统设计研究[D].长安大学,2015. | [15]张颖超. 基于FPGA的Huffman编码并行实现及高速存储系统设计[D]. 长安大学,2015. | | [16]王莹莹. 声表面波器件设计及测试装置的研究[D].长安大学,2015. | | [17]方吉善. 无线双声表面波振荡器的设计研究[D].长安大学,2015. | [18]高丽红. 一种新型无线智能称重系统的设计研究[D].长安大学,2015. | [19]贾亚飞. 外部可调限流型恒流恒压DC-DC转换器的研究[D].长安大学,2014. | | [20]李建华. 基于FPGA的视频采集系统设计[D].长安大学,2014. | | [21]孙文正. 基于FPGA的实时运动检测系统研究[D].长安大学,2014. | | [22]徐鑫. 声表面波器件的设计仿真及其应用研究[D].长安大学,2014. |
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科研项目
近年部分毕业研究生主要从事的科学研究成果：
[1]具有快速瞬态响应的Buck型DC-DC转换器研究与设计[D].导师：文常保.
摘要:DC-DC转换器能够根据输入电压和负载电流的变动调节输出电压,具有转换效率高、输入电压范围大、输出电流大等技术优势。大规模集成电路对DC-DC转换器芯片的响应速度要求日益增高,因此,如何设计一款具有快速瞬态响应的DC-DC转换器芯片逐渐成为电子工程师越来越关注的研究内容。理想的DC-DC转换器输出电流与负载电流时刻保持相同,以提供稳定的输出电压。但在实际应用中,由于DC-DC转换器在负载电流变化时的响应时间是有限的,当负载发生跳变时,输出电流滞后负载电流的变化,从而导致输出电压下冲或过冲。如果输出电压变化非常大,则可能导致异常操作或使便携式设备的性能劣化。针对以上问题,提出了一种具有快速瞬态响... | [2]基于IGA-RBF的电子元器件贮存环境无线监控系统研究[D].导师：文常保.
摘要:为了实现对电子元器件贮存环境温湿度变化的监测和控制,同时实现数据的远程传输、显示以及存储功能,将基于改进遗传算法(Improved Genetic Algorithm,IGA)的径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络预测控制方法和WIFI无线通信技术相结合,提出并实现了一种基于IGA-RBF的电子元器件贮存环境无线监控系统。基于IGA-RBF的电子元器件贮存环境无线监控系统由传感器模块、IGA-RBF神经网络预测监控模块和执行模块组成。传感器模块用来采集贮存环境的温湿度。IGA-RBF神经网络预测监控模块主要包括微控制器及外围电路、WIFI接口电路、IGA-R... | [3]基于Android的网络分析仪无线移动测量系统研究[D].导师：文常保.
摘要:为了解决矢量网络分析仪在校准和测试过程中存在的操作繁琐、移动性差和灵活性低的问题,同时满足实验仪器与Internet技术相结合并开发智能化仪器平台的发展需求,提出了一种基于Android的网络分析仪无线移动测量系统。测量系统包括用于矢量网络分析仪端的校准与测试装置和远程控制测量的移动端应用程序两部分。其中,校准与测试装置由标准校准件、校准控制电路、测试控制电路和无线控制电路组成。校准与测试装置作为无线移动测量系统的实体部分,为系统测量提供了校准与测试的硬件环境。校准控制电路根据控制网络分析仪的校准信号切换对应的标准校准件后,网络分析仪按照SOLT校准方法依次实现自身校准。这种利用微处理器控制射... | [4]基于深度卷积神经网络特征再提取的边缘检测算法研究[D].导师：文常保.
摘要:边缘检测能够提取自然图片中物体的轮廓和视觉上较为突出的边缘,因此被广泛地应用于图像分割、物体检测、目标识别、3D重构、医学图像等领域。近年来,随着深度学习在图像处理领域的成功应用,在很大程度上解决了传统边缘检测算法不能有效提取图片中的高层次信息,导致检测结果鲁棒性较低的问题。尽管如此,基于深度学习的边缘检测算法仍然存在对主干神经网络提取到的特征不能充分有效利用的缺点,以及由于训练样本的不均衡,导致损失函数无法有效引导模型训练过程的问题。本文针对以上问题,对基于深度卷积神经网络的边缘检测算法进行了实验研究。为了有效利用主干神经网络提取到的特征来进行边缘检测,提出了一种基于深度卷积神经网络特征再提... | [5]Rayleigh波与Love波双模式声波产生器件的建模及特性研究[D].导师：文常保.
摘要:Rayleigh波是一种沿着压电基底表面传播的声波,其能量主要集中在压电晶体表面附近一个波长范围之内,并且Rayleigh波的质点运动轨迹为一个椭圆,所以Rayleigh波器件在微流控制器件和气体传感器等领域有着广泛的研究及应用。Love波是一种在压电基底表面上的波导层中传播的剪切横波,由于Love波的能量主要集中在波导层中,所以对表面干扰非常灵敏。因此,Love波器件在生物传感器、电子器件及分析芯片等领域得到了广泛研究和应用。针对目前改变Rayleigh波器件中波的传播方向和强度较为复杂的问题,设计了一种多叉指换能器Rayleigh波产生器件结构和三维建模方案。在多叉指换能器Rayleigh... | [6]基于FPGA的脉冲式激光测距系统设计[D].导师：文常保.
摘要:脉冲式激光测距因其具有结构简单、稳定性高、测量速度快等优点,被广泛应用于安防、交通、工业测量等领域,然而其在短距离的测量中,测距精度较低。因此,为了实现对短距离的实时、准确测量与分析,将脉冲式激光测距与FPGA相结合,提出了一种基于FPGA的脉冲式激光测距系统的实现方案。基于FPGA的脉冲式激光测距系统由激光发射电路、激光接收电路、FPGA、电源电路、上位机软件组成。其中,激光发射电路由驱动电路和激光器组成;激光接收电路由IV转换电路、滤波电路、放大电路和整形电路构成。在激光发射电路的设计中,为了提高脉冲信号的稳定性,采用FPGA来生成需要的脉冲信号;而激光接收电路则将接收到的激光信号转换为F... | [7]一种无线控制的网络分析仪校准系统[D].导师：文常保.
摘要:随着微波领域理论与技术的进步,当代微处理器和信号处理等技术的发展,网络分析仪不论是在测试效率和测试精度还是在使用难度等方面都产生了巨大的改进和变化。然而,在网络分析仪的校准方面仍然表现出校准方式繁琐和用时较长的缺陷,为了解决目前网络分析仪在校准和测试方面存在的不足,结合校准标准件在校准过程中与网络分析仪端口连接方式的改进以及无线控制方式无需布线、传输稳定及易于扩展的特点,提出了一种无线控制的网络分析仪校准系统。校准系统利用射频开关电路,将网络分析仪校准过程中校准标准件接入各端口的旋钮方式转换成校准装置中各校准通道的切换方式,在校准通道切换方案中采用级联的方式保障校准通道互相不干扰。在开关控制方... | [8]Love波器件ANSYS建模仿真与电子校准测试装置的设计[D].导师：文常保.
摘要:Love波器件具有灵敏度高、功耗低、抗干扰能力强等特点,目前已经被广泛应用于传感器、生物芯片等诸多领域。然而,Love波是一种不易观察和测量的声波,且不同结构Love波器件的激发性能也不同。尽管二维有限元分析模型可以在一定程度上描述Love波的性能,但仍然无法直观地表征Love波传播特性。另外,目前Love波器件的测试主要是利用矢量网络分析仪来进行,存在耗时长、效率低、磨损大等问题。本文正是基于以上问题,对Love波器件进行了三维建模仿真,并设计了一种用于矢量网络分析仪的电子校准测试装置结构。本文提出了以ZnO薄膜为波导层,ST切-石英为基底,Al电极为金属叉指换能器(IDT)的Love波器件... | [9]声表面波器件建模与匹配测试系统的设计研究[D].导师：文常保.
摘要:声表面波技术是一门同时涉及电子学、声学与信息科学等多学科领域的新兴技术。由于声表面波器件具有体积小、频率选择性好和性能可靠等特点,已被广泛应用于雷达、广播电视及通信电子领域。作为声表面波器件的主要构成部分,叉指换能器的研究有利于整个器件的设计与分析。然而,对于变迹加权叉指结构的器件,目前建模中存在对叉指电极分析不够全面的地方,无法准确表征器件的传输特性。另外,在器件的测试过程中,由于阻抗失配而导致存在较大回波损耗的问题。针对上述情况,提出了一种适用于变迹加权叉指结构器件的建模方案,并设计了包括输入与输出端无源负载阻抗匹配网络的匹配测试系统。在器件建模方案中,对决定叉指结构的变迹加权函数与换能器... | [10]磁控溅射制备ZnO波导层及Love波湿度传感器的研究[D].导师：文常保.
摘要:Love波器件由于能量主要分布于波导层中,而且Love波不存在基片法向量的位移分量,与基片表面及波导层负载间耦合非常小。因此,在电子器件、传感器、生物分析芯片等领域得到了广泛的研究和应用。Love波器件波导层的生长关系到波导层的内部缺陷、晶粒大小及结晶取向等质量因素,它是影响器件最终性能的关键因素。为了提高Love波器件的性能,本文提出了一种利用磁控溅射制备Love波器件中ZnO波导层的方案,并将Love波器件用于湿度传感器。在磁控溅射制备ZnO波导层工艺中,溅射温度是影响波导层质量的重要因素。为了研究射频磁控溅射温度对ZnO波导层及Love波器件的影响机理,在溅射功率为120W、溅射时间为2... | [11]基于ARM和μCOS-Ⅱ的半导体制冷器温度控制系统的设计与实现[D].导师：文常保.
摘要:半导体制冷器是一种利用帕尔贴效应进行制冷制热的器件,由于具有体积小、能耗低、易于控制等特点,在农业、医学、军事等领域有着广泛的应用和良好的发展前景。为了提高半导体制冷器温度控制系统的控制精度、实时性以及稳定性,本文提出并实现了一种基于ARM和μCOS-II的半导体制冷器温度控制系统。基于ARM和μCOS-II的半导体制冷器温度控制系统由微处理器模块、温度采集模块、半导体制冷器驱动控制模块、无线传输模块、人机交互模块以及存储模块组成。系统以ARM Cortex-M3内核的STM32F103RCT6微处理器为核心,采用脉宽调制技术调节半导体制冷器两端的电压以实现对半导体制冷器加热或制冷功率的调节,... | [12]Love波器件的建模仿真及阻抗匹配系统研究[D].导师：文常保.
摘要:Love波是一种能量主要集中在波导层中的剪切横波,不易与表面介质耦合,且Love波器件具有灵敏度高、精度高、微型化等优点,被广泛应用于传感器、生物芯片等众多领域。然而,Love声波具有不易观察和测量的特点,目前建模中常采用二维有限元模型或者不设置叉指换能器,无法直观地表征Love波传播特性。同时,在对Love波器件测量过程中,存在Love波器件阻抗与传输线特征阻抗不匹配的问题,并且尚未有一个成熟的匹配装置及匹配方法。本文正是针对以上问题,对Love波器件的建模仿真及阻抗匹配方面进行了系统的实验研究。为了准确表征Love波器件的质点位移和色散关系,提出了一种Love波器件三维建模方案,该方案用有... | [13]基于WIFI的无线声表面波振荡器数据采集系统[D].导师：文常保.
摘要:为了实现对声表面波振荡器数据的实时、准确采集,同时实现对数据的远程监测、分析以及保存,将声表面波振荡器与信号无线保真(WIFI)技术相结合,提出并实现了一种基于WIFI的无线声表面波振荡器数据采集系统。该基于WIFI的无线声表面波振荡器数据采集系统由振荡器输出信号及产生模块、信号调理模块、处理器及外围电路模块、无线处理模块组成。其中,振荡器输出信号及产生模块包括双路声表面波振荡器和混频器;信号调理模块包括滤波电路、放大电路、整形电路和分频电路;无线处理模块包括WIFI模块和接收终端。振荡器输出信号及产生模块的设计中,为提高声表面波振荡器频率稳定度,采用中心频率为101.76MHz且插入损耗低的... | [14]基于MPPT控制器的光伏系统设计研究[D].导师：文常保.
摘要:光伏发电技术由于可将无污染、可再生的太阳能转换为方便存储的电能,因此在全球能源紧张和环境污染严重的今天,日益受到人们的关注和重视。然而,光伏发电一直面临着转换效率低的问题,因此对光伏发电的一个主要研究方向就是如何提高光伏电池的利用效率。最大功率跟踪(MPPT:Maximum Power Point Tracking)技术是目前公认的提高光伏电池效率的有效手段。本文对硬件电路和软件进行了改进和优化,设计实现了一种基于MPPT控制器的光伏发电系统。论文主要研究工作和成果包括以下方面:首先,从光伏电池的工作原理入手,对光伏电池的数学模型和输出特性进行了研究。利用在Matlab/Simulink平台上... | [15]基于FPGA的Huffman编码并行实现及高速存储系统设计[D].导师：文常保.
摘要:Huffman(霍夫曼、哈夫曼)编码是一种以最优二叉树为核心的无损压缩编码方式,在图像处理、文件传真、数学计算等领域有广泛应用。随着科技的不断发展,人们对Huffman编码无论在速度上还是在精度上都有了更高的要求。因此,研究在保证Huffman编码精度的同时,提高编码速度和结果向内存中的存取速度具有十分重要的意义和价值。多数Huffman编码都是在软件平台上,通过C语言或者其他软件语言进行编码,这些软件语言无一不都是串行顺序执行指令,大大增加了编码时间。FPGA具有强大的并行处理数据的能力,可以大幅度提高Huffman编码的速度。本文通过研究Huffman编码及FPGA的特点,提出了一种在FP... | [16]声表面波器件设计及测试装置的研究[D].导师：文常保.
摘要:声表面波(SAW,Surface Acoustic Waves)器件由于具有无源、体积小、易集成等优势,已广泛应用于移动通信、广播、电视等众多领域。但是,目前针对声表面波器件设计,尚未有成熟的软件出现,使得器件设计存在周期长、强度大、易出错等问题。另外,声表面波器件在测试中很容易受外界温度、湿度等环境参量的影响,因此设计一个环境参量相对稳定且可控的独立环境,对于实现声表面波器件参数的准确测量和获取具有十分重要的意义。本文针对这两个问题,对声表面波器件设计软件和器件测试装置进行设计、研究。在声表面波器件设计研究中,利用MATLAB的数值计算功能和GUI数据可视化技术,开发设计了声表面波器件设计软... | [17]无线双声表面波振荡器的设计研究[D].导师：文常保.
摘要:双声表面波振荡器结构可以消除来自温度、湿度等外界环境的干扰,从而提高了对待测物理量的测量精度。无线型的双声表面波振荡器不仅实现了对待测量的监测,而且还将采集到的数据进行无线收发,达到远程监控的目的。本文正是基于上述思想,提出了一种无线双声表面波振荡器的设计方案。该方案由双声表面波振荡器及无线收发系统组成。其中,双声表面波振荡器系统由两路电路结构及参数相同的声表面波振荡器以及混频、滤波电路组成;无线收发系统的发送部分由信号处理电路、频率采集电路以及无线发送模块组成,而接收部分由无线接收模块、频率采集电路以及频率显示电路组成。在双声表面波振荡器的设计中,采用中心频率为50.8MHz且插入损耗低的声... | [18]一种新型无线智能称重系统的设计研究[D].导师：文常保.
摘要:作为一种重要的计量设备,称重系统在工业、农业、医疗、交通等众多领域得到广泛应用。同时,随着智能测控与无线通信技术的快速发展,各领域对称重系统的可靠性、精确度,以及无线传输、智能化等功能也有了更高的需求。本文提出了一种新型无线智能称重系统的设计方案。该系统以微处理器为核心,由数据采集、模数转换、存储单元、无线发送与接收模块、红外模块、控制模块和显示模块组成。无线发送与接收模块能在短距离内代替有线电缆的连接,实现称重数据的无线传输与监控功能。通过将红外遥控、控制键盘与软件编程相结合,完善了称重系统的信息处理、自主校准、参数设置与数据存储等功能。另外,针对系统掉电测量数据丢失问题,提出了一种具有数据... | [19]外部可调限流型恒流恒压DC-DC转换器的研究[D].导师：文常保.
摘要:DC-DC转换系统本质上是一种将直流电压或电流等级转换成另外一种可控直流电压或电流等级的系统。它常常作为恒流源或恒压源被用在电子系统中。随着电子产品种类的不断增多，电源产品也趋向于多样化。具有单一输出功能的DC-DC转换系统由于仅能作为恒流源或者恒压源使用，为系统提供固定的电流或电压，已逐渐无法满足这些电子产品的应用需求。具有恒流恒压功能的DC-DC转换系统，由于既可以提供稳定的输出电压，又可以精确限流，因此能够满足不同应用条件和场合下的使用需求，逐渐受到人们的关注。然而，这些系统大多结构复杂、稳定性差、成本较高，这些不利因素进一步限制了其具体应用。针对以上问题，本设计提出了一... | [20]基于FPGA的视频采集系统设计[D].导师：文常保. 摘要:随着经济的快速发展，各个领域对现场监控及安防技术的需求与日俱增，同时对视频监控的质量需求也逐步提高。在这种情况下，数字视频监控系统也得到了长足的发展。数字视频技术已经备受关注，因为它在多个方面，如数据传播、转换、存储方面有着不可替代的优势。而FPGA具有比常规处理器更好的可重构性和并行处理能力，能够实现视频图像的处理，并非常适用于实时视频图像处理。在分析和研究的基础上，本文提出了基于FPGA的视频采集系统。在视频采集系统中，视频处理模块和显示模块被集成到一个硬件平台，这使得视频采集更加灵活方便，并且适用于多种场合。系统以Altera公司的CycloneIIEP2C35F484C8N芯片... | [21]基于FPGA的实时运动检测系统研究[D].导师：文常保. 摘要:运动检测作为视频图像处理领域一个十分重要的分支，在安全、公共交通、个人生活等诸多领域都有广泛的应用，并且发挥着举足轻重的作用。随着科技的发展，人们对运动检测系统的速度、精度有了更高的要求。因此，研究具有实时、高精确性的运动检测技术具有十分重要的意义和价值。目前，多数运动检测系统都是在高性能PC机上结合相应的软件编程来实现，这样不仅价格昂贵，而且体积大，适用范围小。FPGA具有并行处理、速度快等优点，十分适合实时性要求高的视频图像处理。本文在研究实时运动检测系统的基础上，结合FPGA的优点提出了一种在FPGA硬件平台上实现实时运动检测系统的研究方案。在该研究方案中，实时运动检测系... | [22]声表面波器件的设计仿真及其应用研究[D].导师：文常保.
摘要:针对目前器件的版图设计周期相对较长，设计的正确率也相对较低，并且尚未有系统的开发软件、系统或平台出现的这些问题，提出了利用MATLAB强大的运算功能，作图功能和其中的GUI技术实现基于多条耦合器的声表面波版图设计。通过控制参数的输入，输出器件的版图。使在设计阶段实现器件版图的直接观察、缩短器件设计周期、提高器件版图设计正确率、降低设计强度和费用。针对声表面波（SAW）器件模拟仿真模型复杂、计算量大的问题，提出了利用ANSYS软件进行SAW器件的建模与仿真。首先阐述了SAW器件的结构及其原理；然后利用ANSYS软件对SAW器件进行建模和仿真，完成模态分析和谐响应分析；最后根据仿真结果得出... |
论文
《Artificial neural network theory and its Applications》（全英文教材）.西安电子科技大学出版社.2021. （博士生、硕士生选用教材） 《人工智能概论》，西安电子科技大学出版社，2020 （本科生教材） 《半导体器件原理与技术》，人民交通出版社，2016 （多所高校的研究生、本科生选用教材） 《人工神经网络理论及应用》，西安电子科技大学出版社，2019 （多所高校的硕士生、本科生选用教材）
部分研究团队成果目录： A Novel Memristor-Based Gas Cumulative Flow Sensor. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2019. Edge detection with feature re-extraction deep convolutional neural network. Journal of Visual Communication and Image Representation. 2018. Study on Fabrication of ZnO Waveguide Layer for Love Wave Humidity Sensor Based on Magnetron Sputtering. Sensors, 2018. A novel exposure sensor based on reverse series memristor. Sensors and Actuators A: Physical, 2018. Fixed-frequency adaptive off-time controlled buck current regulator with excellent pulse-width modulation and analogue dimming for light-emitting diode driving applications. IET Power Electronics, 2015. Research on the effects of sputtering temperature on the properties of ZnO thin film. Nanoscience and Nanotechnology, 2015. Study on the performance of ZnO nanomaterial-based surface acoustic wave ultraviolet detectors. Journal of Micromechanics and Microengineering, 2013. An improved hiccup mode short-circuit protection technique with effective overshoot suppression for DC-DC converters IEEE Transactions on Power Electronics, 2013 Performance improvement of ZnO nanowire based surface acoustic wave ultraviolet detector via poly(3,4-ethylenedioxythiophene) surface coating [J]. Sensors and Actuators, A: Physical, 2013. SF6 gas sensor using dual track SAW device based on multi-wall carbon nanotubes [J]. Smart Materials and Structures, 2011. A novel NO2 gas sensor using dual track SAW device. Sensors and Actuators A: Physical, 2010. Surface acoustic wave ultraviolet detector based on zinc oxide nanowire sensing layer [J]. Sensors and Actuators, A: Physical.2010 Design and simulation platform of dual track SAW device based MSC. Micronanoelectronic Technology, 2011. Optimal frequency band design scheme of dyadic wavelet processor array using surface acoustic wave devices [J]. IEEE Trans. on Industrial Electronics, 2009. A Novel Dual Track SAW Gas Sensor Using Three-IDT and Two-MSC [J]. IEEE Sensors Journal, 2009.
《Artificial neural network theory and its Applications》（全英文教材）.西安电子科技大学出版社.2021. （博士生、硕士生选用教材） 《人工智能概论》，西安电子科技大学出版社，2020 （本科生教材） 《半导体器件原理与技术》，人民交通出版社，2016 （多所高校的研究生、本科生选用教材） 《人工神经网络理论及应用》，西安电子科技大学出版社，2019 （多所高校的硕士生、本科生选用教材）
科技成果
近年部分毕业研究生主要从事的科学研究成果：
[1]郑怀仓.具有快速瞬态响应的Buck型DC-DC转换器研究与设计[D].导师：文常保.长安大学,2019.
摘要:DC-DC转换器能够根据输入电压和负载电流的变动调节输出电压,具有转换效率高、输入电压范围大、输出电流大等技术优势。大规模集成电路对DC-DC转换器芯片的响应速度要求日益增高,因此,如何设计一款具有快速瞬态响应的DC-DC转换器芯片逐渐成为电子工程师越来越关注的研究内容。理想的DC-DC转换器输出电流与负载电流时刻保持相同,以提供稳定的输出电压。但在实际应用中,由于DC-DC转换器在负载电流变化时的响应时间是有限的,当负载发生跳变时,输出电流滞后负载电流的变化,从而导致输出电压下冲或过冲。如果输出电压变化非常大,则可能导致异常操作或使便携式设备的性能劣化。针对以上问题,提出了一种具有快速瞬态响... | [2]马文博.基于IGA-RBF的电子元器件贮存环境无线监控系统研究[D].导师：文常保.长安大学,2019.
摘要:为了实现对电子元器件贮存环境温湿度变化的监测和控制,同时实现数据的远程传输、显示以及存储功能,将基于改进遗传算法(Improved Genetic Algorithm,IGA)的径向基函数(Radial Basis Function,RBF)神经网络预测控制方法和WIFI无线通信技术相结合,提出并实现了一种基于IGA-RBF的电子元器件贮存环境无线监控系统。基于IGA-RBF的电子元器件贮存环境无线监控系统由传感器模块、IGA-RBF神经网络预测监控模块和执行模块组成。传感器模块用来采集贮存环境的温湿度。IGA-RBF神经网络预测监控模块主要包括微控制器及外围电路、WIFI接口电路、IGA-R... | [3]时晓文.基于Android的网络分析仪无线移动测量系统研究[D].导师：文常保.长安大学,2019.
摘要:为了解决矢量网络分析仪在校准和测试过程中存在的操作繁琐、移动性差和灵活性低的问题,同时满足实验仪器与Internet技术相结合并开发智能化仪器平台的发展需求,提出了一种基于Android的网络分析仪无线移动测量系统。测量系统包括用于矢量网络分析仪端的校准与测试装置和远程控制测量的移动端应用程序两部分。其中,校准与测试装置由标准校准件、校准控制电路、测试控制电路和无线控制电路组成。校准与测试装置作为无线移动测量系统的实体部分,为系统测量提供了校准与测试的硬件环境。校准控制电路根据控制网络分析仪的校准信号切换对应的标准校准件后,网络分析仪按照SOLT校准方法依次实现自身校准。这种利用微处理器控制射... | [4]刘鹏里.基于深度卷积神经网络特征再提取的边缘检测算法研究[D].导师：文常保.长安大学,2019.
摘要:边缘检测能够提取自然图片中物体的轮廓和视觉上较为突出的边缘,因此被广泛地应用于图像分割、物体检测、目标识别、3D重构、医学图像等领域。近年来,随着深度学习在图像处理领域的成功应用,在很大程度上解决了传统边缘检测算法不能有效提取图片中的高层次信息,导致检测结果鲁棒性较低的问题。尽管如此,基于深度学习的边缘检测算法仍然存在对主干神经网络提取到的特征不能充分有效利用的缺点,以及由于训练样本的不均衡,导致损失函数无法有效引导模型训练过程的问题。本文针对以上问题,对基于深度卷积神经网络的边缘检测算法进行了实验研究。为了有效利用主干神经网络提取到的特征来进行边缘检测,提出了一种基于深度卷积神经网络特征再提... | [5]牛涛涛.Rayleigh波与Love波双模式声波产生器件的建模及特性研究[D].导师：文常保.长安大学,2019.
摘要:Rayleigh波是一种沿着压电基底表面传播的声波,其能量主要集中在压电晶体表面附近一个波长范围之内,并且Rayleigh波的质点运动轨迹为一个椭圆,所以Rayleigh波器件在微流控制器件和气体传感器等领域有着广泛的研究及应用。Love波是一种在压电基底表面上的波导层中传播的剪切横波,由于Love波的能量主要集中在波导层中,所以对表面干扰非常灵敏。因此,Love波器件在生物传感器、电子器件及分析芯片等领域得到了广泛研究和应用。针对目前改变Rayleigh波器件中波的传播方向和强度较为复杂的问题,设计了一种多叉指换能器Rayleigh波产生器件结构和三维建模方案。在多叉指换能器Rayleigh... | [6]吴忠秉.基于FPGA的脉冲式激光测距系统设计[D].导师：文常保.长安大学,2018.
摘要:脉冲式激光测距因其具有结构简单、稳定性高、测量速度快等优点,被广泛应用于安防、交通、工业测量等领域,然而其在短距离的测量中,测距精度较低。因此,为了实现对短距离的实时、准确测量与分析,将脉冲式激光测距与FPGA相结合,提出了一种基于FPGA的脉冲式激光测距系统的实现方案。基于FPGA的脉冲式激光测距系统由激光发射电路、激光接收电路、FPGA、电源电路、上位机软件组成。其中,激光发射电路由驱动电路和激光器组成;激光接收电路由IV转换电路、滤波电路、放大电路和整形电路构成。在激光发射电路的设计中,为了提高脉冲信号的稳定性,采用FPGA来生成需要的脉冲信号;而激光接收电路则将接收到的激光信号转换为F... | [7]张城.一种无线控制的网络分析仪校准系统[D].导师：文常保.长安大学,2018.
摘要:随着微波领域理论与技术的进步,当代微处理器和信号处理等技术的发展,网络分析仪不论是在测试效率和测试精度还是在使用难度等方面都产生了巨大的改进和变化。然而,在网络分析仪的校准方面仍然表现出校准方式繁琐和用时较长的缺陷,为了解决目前网络分析仪在校准和测试方面存在的不足,结合校准标准件在校准过程中与网络分析仪端口连接方式的改进以及无线控制方式无需布线、传输稳定及易于扩展的特点,提出了一种无线控制的网络分析仪校准系统。校准系统利用射频开关电路,将网络分析仪校准过程中校准标准件接入各端口的旋钮方式转换成校准装置中各校准通道的切换方式,在校准通道切换方案中采用级联的方式保障校准通道互相不干扰。在开关控制方... | [8]马琼.Love波器件ANSYS建模仿真与电子校准测试装置的设计[D].导师：文常保.长安大学,2017.
摘要:Love波器件具有灵敏度高、功耗低、抗干扰能力强等特点,目前已经被广泛应用于传感器、生物芯片等诸多领域。然而,Love波是一种不易观察和测量的声波,且不同结构Love波器件的激发性能也不同。尽管二维有限元分析模型可以在一定程度上描述Love波的性能,但仍然无法直观地表征Love波传播特性。另外,目前Love波器件的测试主要是利用矢量网络分析仪来进行,存在耗时长、效率低、磨损大等问题。本文正是基于以上问题,对Love波器件进行了三维建模仿真,并设计了一种用于矢量网络分析仪的电子校准测试装置结构。本文提出了以ZnO薄膜为波导层,ST切-石英为基底,Al电极为金属叉指换能器(IDT)的Love波器件... | [9]姜燕妮.声表面波器件建模与匹配测试系统的设计研究[D].导师：文常保.长安大学,2017.
摘要:声表面波技术是一门同时涉及电子学、声学与信息科学等多学科领域的新兴技术。由于声表面波器件具有体积小、频率选择性好和性能可靠等特点,已被广泛应用于雷达、广播电视及通信电子领域。作为声表面波器件的主要构成部分,叉指换能器的研究有利于整个器件的设计与分析。然而,对于变迹加权叉指结构的器件,目前建模中存在对叉指电极分析不够全面的地方,无法准确表征器件的传输特性。另外,在器件的测试过程中,由于阻抗失配而导致存在较大回波损耗的问题。针对上述情况,提出了一种适用于变迹加权叉指结构器件的建模方案,并设计了包括输入与输出端无源负载阻抗匹配网络的匹配测试系统。在器件建模方案中,对决定叉指结构的变迹加权函数与换能器... | [10]马跃.磁控溅射制备ZnO波导层及Love波湿度传感器的研究[D].导师：文常保.长安大学,2017.
摘要:Love波器件由于能量主要分布于波导层中,而且Love波不存在基片法向量的位移分量,与基片表面及波导层负载间耦合非常小。因此,在电子器件、传感器、生物分析芯片等领域得到了广泛的研究和应用。Love波器件波导层的生长关系到波导层的内部缺陷、晶粒大小及结晶取向等质量因素,它是影响器件最终性能的关键因素。为了提高Love波器件的性能,本文提出了一种利用磁控溅射制备Love波器件中ZnO波导层的方案,并将Love波器件用于湿度传感器。在磁控溅射制备ZnO波导层工艺中,溅射温度是影响波导层质量的重要因素。为了研究射频磁控溅射温度对ZnO波导层及Love波器件的影响机理,在溅射功率为120W、溅射时间为2... | [11]朱博.基于ARM和μCOS-Ⅱ的半导体制冷器温度控制系统的设计与实现[D].导师：文常保.长安大学,2016.
摘要:半导体制冷器是一种利用帕尔贴效应进行制冷制热的器件,由于具有体积小、能耗低、易于控制等特点,在农业、医学、军事等领域有着广泛的应用和良好的发展前景。为了提高半导体制冷器温度控制系统的控制精度、实时性以及稳定性,本文提出并实现了一种基于ARM和μCOS-II的半导体制冷器温度控制系统。基于ARM和μCOS-II的半导体制冷器温度控制系统由微处理器模块、温度采集模块、半导体制冷器驱动控制模块、无线传输模块、人机交互模块以及存储模块组成。系统以ARM Cortex-M3内核的STM32F103RCT6微处理器为核心,采用脉宽调制技术调节半导体制冷器两端的电压以实现对半导体制冷器加热或制冷功率的调节,... | [12]靳雪莹.Love波器件的建模仿真及阻抗匹配系统研究[D].导师：文常保.长安大学,2016.
摘要:Love波是一种能量主要集中在波导层中的剪切横波,不易与表面介质耦合,且Love波器件具有灵敏度高、精度高、微型化等优点,被广泛应用于传感器、生物芯片等众多领域。然而,Love声波具有不易观察和测量的特点,目前建模中常采用二维有限元模型或者不设置叉指换能器,无法直观地表征Love波传播特性。同时,在对Love波器件测量过程中,存在Love波器件阻抗与传输线特征阻抗不匹配的问题,并且尚未有一个成熟的匹配装置及匹配方法。本文正是针对以上问题,对Love波器件的建模仿真及阻抗匹配方面进行了系统的实验研究。为了准确表征Love波器件的质点位移和色散关系,提出了一种Love波器件三维建模方案,该方案用有... | [13]党双欢.基于WIFI的无线声表面波振荡器数据采集系统[D].导师：文常保.长安大学,2016.
摘要:为了实现对声表面波振荡器数据的实时、准确采集,同时实现对数据的远程监测、分析以及保存,将声表面波振荡器与信号无线保真(WIFI)技术相结合,提出并实现了一种基于WIFI的无线声表面波振荡器数据采集系统。该基于WIFI的无线声表面波振荡器数据采集系统由振荡器输出信号及产生模块、信号调理模块、处理器及外围电路模块、无线处理模块组成。其中,振荡器输出信号及产生模块包括双路声表面波振荡器和混频器;信号调理模块包括滤波电路、放大电路、整形电路和分频电路;无线处理模块包括WIFI模块和接收终端。振荡器输出信号及产生模块的设计中,为提高声表面波振荡器频率稳定度,采用中心频率为101.76MHz且插入损耗低的... | [14]付营飞.基于MPPT控制器的光伏系统设计研究[D].导师：文常保.长安大学,2015.
摘要:光伏发电技术由于可将无污染、可再生的太阳能转换为方便存储的电能,因此在全球能源紧张和环境污染严重的今天,日益受到人们的关注和重视。然而,光伏发电一直面临着转换效率低的问题,因此对光伏发电的一个主要研究方向就是如何提高光伏电池的利用效率。最大功率跟踪(MPPT:Maximum Power Point Tracking)技术是目前公认的提高光伏电池效率的有效手段。本文对硬件电路和软件进行了改进和优化,设计实现了一种基于MPPT控制器的光伏发电系统。论文主要研究工作和成果包括以下方面:首先,从光伏电池的工作原理入手,对光伏电池的数学模型和输出特性进行了研究。利用在Matlab/Simulink平台上... | [15]张颖超.基于FPGA的Huffman编码并行实现及高速存储系统设计[D].导师：文常保.长安大学,2015.
摘要:Huffman(霍夫曼、哈夫曼)编码是一种以最优二叉树为核心的无损压缩编码方式,在图像处理、文件传真、数学计算等领域有广泛应用。随着科技的不断发展,人们对Huffman编码无论在速度上还是在精度上都有了更高的要求。因此,研究在保证Huffman编码精度的同时,提高编码速度和结果向内存中的存取速度具有十分重要的意义和价值。多数Huffman编码都是在软件平台上,通过C语言或者其他软件语言进行编码,这些软件语言无一不都是串行顺序执行指令,大大增加了编码时间。FPGA具有强大的并行处理数据的能力,可以大幅度提高Huffman编码的速度。本文通过研究Huffman编码及FPGA的特点,提出了一种在FP... | [16]王莹莹.声表面波器件设计及测试装置的研究[D].导师：文常保.长安大学,2015.
摘要:声表面波(SAW,Surface Acoustic Waves)器件由于具有无源、体积小、易集成等优势,已广泛应用于移动通信、广播、电视等众多领域。但是,目前针对声表面波器件设计,尚未有成熟的软件出现,使得器件设计存在周期长、强度大、易出错等问题。另外,声表面波器件在测试中很容易受外界温度、湿度等环境参量的影响,因此设计一个环境参量相对稳定且可控的独立环境,对于实现声表面波器件参数的准确测量和获取具有十分重要的意义。本文针对这两个问题,对声表面波器件设计软件和器件测试装置进行设计、研究。在声表面波器件设计研究中,利用MATLAB的数值计算功能和GUI数据可视化技术,开发设计了声表面波器件设计软... | [17]方吉善.无线双声表面波振荡器的设计研究[D].导师：文常保.长安大学,2015.
摘要:双声表面波振荡器结构可以消除来自温度、湿度等外界环境的干扰,从而提高了对待测物理量的测量精度。无线型的双声表面波振荡器不仅实现了对待测量的监测,而且还将采集到的数据进行无线收发,达到远程监控的目的。本文正是基于上述思想,提出了一种无线双声表面波振荡器的设计方案。该方案由双声表面波振荡器及无线收发系统组成。其中,双声表面波振荡器系统由两路电路结构及参数相同的声表面波振荡器以及混频、滤波电路组成;无线收发系统的发送部分由信号处理电路、频率采集电路以及无线发送模块组成,而接收部分由无线接收模块、频率采集电路以及频率显示电路组成。在双声表面波振荡器的设计中,采用中心频率为50.8MHz且插入损耗低的声... | [18]高丽红.一种新型无线智能称重系统的设计研究[D].导师：文常保.长安大学,2015.
摘要:作为一种重要的计量设备,称重系统在工业、农业、医疗、交通等众多领域得到广泛应用。同时,随着智能测控与无线通信技术的快速发展,各领域对称重系统的可靠性、精确度,以及无线传输、智能化等功能也有了更高的需求。本文提出了一种新型无线智能称重系统的设计方案。该系统以微处理器为核心,由数据采集、模数转换、存储单元、无线发送与接收模块、红外模块、控制模块和显示模块组成。无线发送与接收模块能在短距离内代替有线电缆的连接,实现称重数据的无线传输与监控功能。通过将红外遥控、控制键盘与软件编程相结合,完善了称重系统的信息处理、自主校准、参数设置与数据存储等功能。另外,针对系统掉电测量数据丢失问题,提出了一种具有数据... | [19]贾亚飞.外部可调限流型恒流恒压DC-DC转换器的研究[D].导师：文常保.长安大学,2014.
摘要:DC-DC转换系统本质上是一种将直流电压或电流等级转换成另外一种可控直流电压或电流等级的系统。它常常作为恒流源或恒压源被用在电子系统中。随着电子产品种类的不断增多，电源产品也趋向于多样化。具有单一输出功能的DC-DC转换系统由于仅能作为恒流源或者恒压源使用，为系统提供固定的电流或电压，已逐渐无法满足这些电子产品的应用需求。具有恒流恒压功能的DC-DC转换系统，由于既可以提供稳定的输出电压，又可以精确限流，因此能够满足不同应用条件和场合下的使用需求，逐渐受到人们的关注。然而，这些系统大多结构复杂、稳定性差、成本较高，这些不利因素进一步限制了其具体应用。针对以上问题，本设计提出了一... | [20]李建华.基于FPGA的视频采集系统设计[D].导师：文常保;丁娜.长安大学,2014.
摘要:随着经济的快速发展，各个领域对现场监控及安防技术的需求与日俱增，同时对视频监控的质量需求也逐步提高。在这种情况下，数字视频监控系统也得到了长足的发展。数字视频技术已经备受关注，因为它在多个方面，如数据传播、转换、存储方面有着不可替代的优势。而FPGA具有比常规处理器更好的可重构性和并行处理能力，能够实现视频图像的处理，并非常适用于实时视频图像处理。在分析和研究的基础上，本文提出了基于FPGA的视频采集系统。在视频采集系统中，视频处理模块和显示模块被集成到一个硬件平台，这使得视频采集更加灵活方便，并且适用于多种场合。系统以Altera公司的CycloneIIEP2C35F484C8N芯片... | [21]孙文正.基于FPGA的实时运动检测系统研究[D].导师：文常保.长安大学,2014.
摘要:运动检测作为视频图像处理领域一个十分重要的分支，在安全、公共交通、个人生活等诸多领域都有广泛的应用，并且发挥着举足轻重的作用。随着科技的发展，人们对运动检测系统的速度、精度有了更高的要求。因此，研究具有实时、高精确性的运动检测技术具有十分重要的意义和价值。目前，多数运动检测系统都是在高性能PC机上结合相应的软件编程来实现，这样不仅价格昂贵，而且体积大，适用范围小。FPGA具有并行处理、速度快等优点，十分适合实时性要求高的视频图像处理。本文在研究实时运动检测系统的基础上，结合FPGA的优点提出了一种在FPGA硬件平台上实现实时运动检测系统的研究方案。在该研究方案中，实时运动检测系... | [22]徐鑫.声表面波器件的设计仿真及其应用研究[D].导师：文常保.长安大学,2014.
摘要:针对目前器件的版图设计周期相对较长，设计的正确率也相对较低，并且尚未有系统的开发软件、系统或平台出现的这些问题，提出了利用MATLAB强大的运算功能，作图功能和其中的GUI技术实现基于多条耦合器的声表面波版图设计。通过控制参数的输入，输出器件的版图。使在设计阶段实现器件版图的直接观察、缩短器件设计周期、提高器件版图设计正确率、降低设计强度和费用。针对声表面波（SAW）器件模拟仿真模型复杂、计算量大的问题，提出了利用ANSYS软件进行SAW器件的建模与仿真。首先阐述了SAW器件的结构及其原理；然后利用ANSYS软件对SAW器件进行建模和仿真，完成模态分析和谐响应分析；最后根据仿真结果得出... |
荣誉奖励
近年部分毕业研究生主要从事的科学研究：
| [1]郑怀仓.具有快速瞬态响应的Buck型DC-DC转换器研究与设计[D].长安大学,2019. | [2]马文博.基于IGA-RBF的电子元器件贮存环境无线监控系统研究[D]. 长安大学,2019. | | [3]时晓文. 基于Android的网络分析仪无线移动测量系统研究[D].长安大学,2019. | [4]刘鹏里. 基于深度卷积神经网络特征再提取的边缘检测算法研究[D]. 长安大学,2019. | [5]牛涛涛. Rayleigh波与Love波双模式声波产生器件的建模及特性研究[D]. 长安大学,2019. | | [6]吴忠秉. 基于FPGA的脉冲式激光测距系统设计[D].长安大学,2018. | | [7]张城. 一种无线控制的网络分析仪校准系统[D].长安大学,2018. | | [8]马琼. Love波器件ANSYS建模仿真与电子校准测试装置的设计[D].长安大学,2017. | | [9]姜燕妮. 声表面波器件建模与匹配测试系统的设计研究[D].长安大学,2017. | | [10]马跃. 磁控溅射制备ZnO波导层及Love波湿度传感器的研究[D].长安大学,2017. | [11]朱博. 基于ARM和μCOS-Ⅱ的半导体制冷器温度控制系统的设计与实现[D]. 长安大学,2016. | | [12]靳雪莹. Love波器件的建模仿真及阻抗匹配系统研究[D].长安大学,2016. | | [13]党双欢. 基于WIFI的无线声表面波振荡器数据采集系统[D].长安大学,2016. | | [14]付营飞. 基于MPPT控制器的光伏系统设计研究[D].长安大学,2015. | [15]张颖超. 基于FPGA的Huffman编码并行实现及高速存储系统设计[D]. 长安大学,2015. | | [16]王莹莹. 声表面波器件设计及测试装置的研究[D].长安大学,2015. | | [17]方吉善. 无线双声表面波振荡器的设计研究[D].长安大学,2015. | [18]高丽红. 一种新型无线智能称重系统的设计研究[D].长安大学,2015. | [19]贾亚飞. 外部可调限流型恒流恒压DC-DC转换器的研究[D].长安大学,2014. | | [20]李建华. 基于FPGA的视频采集系统设计[D].长安大学,2014. | | [21]孙文正. 基于FPGA的实时运动检测系统研究[D].长安大学,2014. | | [22]徐鑫. 声表面波器件的设计仿真及其应用研究[D].长安大学,2014. |
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工作经历
2012年到2013年在美国University of South Florida 从事访学研究工作； 2009年到2011年在交通信息工程及控制博士后流动站从事博士后研究工作； 2004年到2007年在西安交通大学攻读博士学位；
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