基于51單片機(jī)的灰度圖像混沌保密通信
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本文根據(jù)細(xì)胞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(CNN)混沌同步的原理，基于單片機(jī)進(jìn)行灰度圖像的保密通信實(shí)驗(yàn)。通過無噪聲、不同程度噪聲干擾及同步性能的比較驗(yàn)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]。
發(fā)射系統(tǒng)：
傳輸信號：
s(t)=KX+200y4+i(t)
通過同一個(gè)驅(qū)動變量s(t)，實(shí)現(xiàn)同步誤差e=x-x′，當(dāng)e=0時(shí)候，也就是平衡狀態(tài)穩(wěn)定時(shí)，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(jì)
2.1 單片機(jī)及開發(fā)工具
本文使用的單片機(jī)為AT89S52，在此基礎(chǔ)上實(shí)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(jī)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(jī)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(jī)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(hù)性上有明顯的優(yōu)勢，易學(xué)易用。
2.2 設(shè)計(jì)流程
灰度圖像為二維信號，而本次設(shè)計(jì)所需的信號為一維信號，因此，實(shí)驗(yàn)前必須如圖2所示將灰度圖像的二維點(diǎn)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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