课程与研究方向
- 核心课程:高级嵌入式系统设计、实时操作系统原理与应用、嵌入式Linux开发、计算机网络、计算机组成原理
- 研究方向:专注于物联网边缘计算节点的低功耗设计与优化,参与导师的国家级项目《基于RISC-V架构的低功耗嵌入式处理器设计》。
项目经验
- 智能网关开发:设计并实现了一款基于ARM Cortex-M4的工业级智能网关,集成MQTT协议栈,实现了设备数据采集、协议转换与云端上传功能,项目采用Zigbee与WiFi双模通信方案。
- RTOS性能优化:针对FreeRTOS在低功耗Cortex-M芯片上的调度性能瓶颈,提出了一种改进的空闲钩子机制,成功将待机功耗降低35%,相关成果在学院实验室内部技术报告中发表。
技术栈
- 硬件:ARM Cortex-M系列、STM32F4系列、RISC-V RV100系列开发板
- 软件:裸机开发、Linux内核移植与裁剪、裸金属操作系统(如RT-Thread、AliOS Things)、Shell脚本、Python数据分析
- 工具:Keil MDK、IAR Embedded Workbench、PlatformIO、J-Link、Segger J-Flash
课程与基础
- 掌握了计算机组成原理、操作系统、数据结构、计算机网络等专业基础课程,具备扎实的编程基础(C/C++、Java)和算法能力。
实践经历
- 电子创新实验室项目:大三期间参与学院电子创新实验室的智能车项目,负责路径识别与控制算法模块,使用摄像头采集赛道图像,通过OpenCV进行图像处理,采用STM32F103实现运动控制。
- 课程设计:数字电路课程设计中设计并实现了基于FPGA的简易网络交换机;操作系统课程设计中完成了基于Linux的设备驱动程序开发实践。
技术能力
- 熟练掌握C/C++编程,熟悉数据结构与算法。
- 掌握基本的电路设计与调试能力,熟悉模电、数电基础。
- 获得全国大学生电子设计竞赛省级二等奖(2012),项目为《多功能信号发生器》
项目经验
- 主导开发基于ARM Cortex-M系列MCU的智能电表固件系统,采用FreeRTOS实时操作系统,实现电能计量、数据通信和远程控制等功能,产品已量产上市。
技术栈
- 熟练掌握C/C++编程,熟悉嵌入式Linux系统开发与驱动开发
- 精通STM32、ESP32等主流MCU的外设接口开发(UART、I2C、SPI、CAN等)
- 具备嵌入式AI应用开发经验,使用TensorFlow Lite在资源受限设备上部署模型
工作职责
- 负责嵌入式系统的架构设计与代码实现
- 编写与维护硬件抽象层(HAL)代码,提高软件可移植性
- 优化嵌入式应用性能,降低功耗,提升系统稳定性
- 指导初级工程师完成嵌入式开发任务
- 参与系统级联调测试,解决硬件与软件交互问题
嵌入式软件开发与系统优化
整体职责
负责物联网设备的嵌入式软件设计、开发和维护,使用C/C++语言实现硬件抽象层,确保系统在资源受限的微控制器上高效运行。参与从需求分析到产品发布的全生命周期,与硬件和固件团队紧密协作,以提升设备的实时性能和稳定性。
具体技术工作
- 开发嵌入式Linux系统:基于Linux内核定制,针对ARM架构微处理器,编写设备驱动程序,支持I2C和SPI接口的传感器模块,实现低功耗模式管理和中断处理。
- RTOS应用开发:使用FreeRTOS进行多任务调度,编写任务间通信代码,采用队列和信号量机制,优化内存使用和CPU占用率,确保系统在嵌入式设备上的实时响应性能。
- 硬件抽象层(HAL)设计:开发针对STM32微控制器的HAL库,封装底层寄存器操作,简化上层软件开发,支持动态链接库(DLL)加载以实现模块化更新。
- 通信协议实现:集成MQTT和BLE协议栈,实现设备与云端的无线数据传输,进行协议栈调试,确保数据传输的可靠性和低延迟。
项目经验与成就
- 智能网关项目:主导开发一款支持多协议的嵌入式网关,使用Zigbee和Wi-Fi模块,优化软件以降低功耗30%,提升用户反馈满意度。
- 性能优化:通过代码剖析工具如Lauterbach TRACE32,识别并修复内存泄漏问题,减少系统启动时间20%,获得团队季度技术创新奖。
智能家电控制系统
项目概述
开发基于ARM Cortex-M4微控制器的智能家电控制系统,实现家电设备的远程监控、自动控制和用户交互功能,提升用户体验和能源效率。
技术栈
- 使用STM32F4系列微控制器
- 采用FreeRTOS进行实时操作系统开发
- 编程语言:C语言
- 硬件接口:I2C、SPI和UART
- 软件框架:硬件抽象层、通信协议栈
实现细节
- 设计并实现硬件抽象层,简化底层驱动开发,支持多传感器集成(如温度、湿度传感器),处理数据采集和转换。
- 开发OTA(空中下载技术)更新模块,实现固件远程升级,减少维护成本。
- 优化低功耗模式,通过动态电源管理算法,延长设备电池寿命,典型功耗降低30%。
- 集成Wi-Fi模块,实现与智能手机APP的通信,使用MQTT协议确保可靠数据传输。
- 解决技术难点:处理实时性要求高的控制任务,使用FreeRTOS的优先级调度和互斥锁机制,避免任务死锁;应对硬件故障,设计冗余机制,提高系统可靠性。
工业自动化控制板开发
项目概述
负责开发基于嵌入式Linux的工业自动化控制板,用于生产线设备的实时控制和数据采集,提高生产效率和自动化水平。
技术栈
- 使用NXP i.MX6系列处理器
- 操作系统:嵌入式Linux(Yocto项目定制版)
- 编程语言:C++和Python
- 硬件接口:CAN、Ethernet和GPIO
- 软件框架:POSIX线程、网络通信协议(如TCP/IP)
实现细节
- 设计多线程架构,使用POSIX线程实现任务并行,确保控制任务的实时性,典型响应时间低于10ms。
- 开发通信协议栈,处理设备间数据交换,采用CAN总线实现高速可靠通信,支持多节点网络拓扑。
- 优化系统性能,通过内存管理和缓存优化,减少数据处理延迟,提升整体吞吐量;实现故障诊断模块,自动检测和报告硬件错误。
- 集成人机界面(HMI),使用Qt框架开发图形界面,支持实时数据显示和控制操作。
- 解决技术难点:应对高并发数据流,使用异步I/O模型和缓冲机制,避免系统崩溃;处理实时性与复杂性的平衡,采用分层架构,分离控制逻辑和数据处理模块,提高代码可维护性。
个人总结
作为一名资深嵌入式软件工程师,我专注于高效、可靠的嵌入式系统开发。熟练掌握C/C++编程、ARM架构和RTOS应用,具备硬件调试和软件优化技能。
在过往项目中,成功领导了多个嵌入式项目,涉及物联网和自动化控制,确保系统性能和稳定性。我的经验涵盖从需求分析到产品部署的全周期开发。
职业规划聚焦于嵌入式AI和边缘计算领域,致力于通过技术创新提升团队效率,并推动行业标准,追求卓越与持续成长。
研究描述
研究内容: 本研究针对嵌入式设备资源受限的特点,聚焦于深度学习模型在图像识别任务中的优化,旨在提升模型的实时性和能效。研究包括轻量级神经网络的设计与部署,适用于物联网和移动设备场景。
方法: 采用了模型剪枝和量化技术来减少模型参数和计算量,并结合嵌入式平台(如ARM Cortex-M系列微控制器)进行硬件加速。使用TensorFlow Lite框架实现模型压缩和推理优化,通过交叉验证和性能分析评估模型效果。
成果: 实验表明,优化后的模型在嵌入式设备上实现了95%的准确率,推理速度达到30帧/秒,比传统方法提升40%。研究成果为嵌入式AI应用提供了高效解决方案,并申请了2项专利。
研究描述
研究内容: 本研究致力于嵌入式系统的能量自供能问题,探索能量采集技术(如光伏和热电模块)与嵌入式传感器网络的集成,旨在延长设备运行时间,减少外部电源依赖。
方法: 设计了能量采集电路和电源管理算法,结合低功耗微控制器(如TI CC2530)进行动态功耗控制。通过模拟和实地测试,优化能量转换效率和数据采集频率。
成果: 成功构建了原型系统,在野外测试中实现了70%的运行时间无需外部电源。研究成果发表在《IEEE嵌入式系统汇刊》上,并获得行业奖项,显著提升了嵌入式系统在物联网应用中的可持续性。
语言技能
- 英语:熟练掌握,能够阅读和撰写嵌入式系统相关技术文档,如C代码和设计规范
- 中文:母语水平,能够流畅进行技术沟通和文档撰写
- 其他语言:基础日语,能够进行日常交流
获得的证书
- 嵌入式系统工程师认证:证明在微控制器和实时操作系统方面的专业技能
- C/C++高级编程认证:展示在嵌入式C语言开发中的深度知识和实践经验