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基于單片機的灰度圖像混沌保密通信

作者: 時間:2010-01-12 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
所謂,就是為了防止秘密被竊取,在的過程中對秘密信息及其傳輸方式采取隱蔽的手段,從而達(dá)到的目的。是非線性動力學(xué)系統(tǒng)所特有的一種運動形式。自從1990年提出同步的原理并在電路中得以實現(xiàn)以來,控制與同步及其應(yīng)用迅速成為非線性研究領(lǐng)域的研究熱點。同時,混沌現(xiàn)象具有遍歷性、非周期性、連續(xù)寬帶頻譜、類噪聲等特性,特別適用于通信及加密領(lǐng)域?,F(xiàn)在混沌保密通信大致分為3類:第1類是直接利用混沌進行保密通信,如利用Logistic映射對語音信號進行加解密實驗[1]、PC機利用Logistic映射和Henon映射對信號進行加解密實驗[2];第2類是利用混沌同步進行保密通信[3-4];第3類是混沌數(shù)字編碼的異步通信。其中,第2類混沌同步保密通信是當(dāng)前國際上研究的一大熱點。
  本文根據(jù)細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)混沌同步的原理,進行灰度的保密通信實驗。通過無噪聲、不同程度噪聲干擾及同步性能的比較驗證了該方案的可行性。
1 CNN混沌模型
  4元CNNs混沌同步保密通信如圖1所示[4]。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/173475.htm

  發(fā)射系統(tǒng):
 

 傳輸信號:
  s(t)=KX+200y4+i(t) 

  通過同一個驅(qū)動變量s(t),實現(xiàn)同步誤差e=x-x′,當(dāng)e=0時候,也就是平衡狀態(tài)穩(wěn)定時,構(gòu)建的接收方程如下:
  接收系統(tǒng):
  

式中,取K=[80.190 0、20.154 6、11.936 3、-89.800 0]。
2 系統(tǒng)設(shè)計
2.1 及開發(fā)工具
  本文使用的單片機為AT89S52,在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)灰度圖像混沌保密通信。AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS集成電路芯片8位微控制器,具有8 KB系統(tǒng)可編程Flash存儲器。使用Atmel公司高密度非易失性存儲器技術(shù)制造,與工業(yè)80C51單片機指令和引腳完全兼容。片上Flash允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程。在單芯片上,擁有靈巧的8位CPU和在系統(tǒng)可編程Flash,使得AT89S52可為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。
 本文使用的單片機開發(fā)工具為Keil C51,版本為808A。此開發(fā)工具支持匯編/C語言編程。并且提供各種模擬芯片供軟件仿真使用。Keil C51是美國Keil Software公司出品的51系列兼容單片機C語言軟件開發(fā)系統(tǒng),與匯編語言相比,C語言在功能上、結(jié)構(gòu)性、可讀性、可維護性上有明顯的優(yōu)勢,易學(xué)易用。
2.2 設(shè)計流程
 灰度圖像為二維信號,而本次設(shè)計所需的信號為一維信號,因此,實驗前必須如圖2所示將灰度圖像的二維點陣數(shù)組(m×n)轉(zhuǎn)換為一維數(shù)組,作為輸入信號i(t)。

 


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