A*求单元第k短路的模板

#include <iostream>  
#include <cstdio>  
#include <fstream>  
#include <algorithm>  
#include <cmath>  
#include <deque>  
#include <vector>  
#include <list>  
#include <queue>  
#include <string>  
#include <cstring>  
#include <map>  
#define PI acos(-1.0)  
#define mem(a,b) memset(a,b,sizeof(a))  
#define sca(a) scanf("%d",&a)  
#define pri(a) printf("%d\n",a)  
#define MM 500002  
#define MN 1002  
#define INF 168430090  
using namespace std;  
typedef long long ll;  
int n,m,st,en,k,cnt,tmp,vis[MN],d[MN],q[MM*5],head[MN],rhead[MN];  
struct edge  
{  
    int v,w,next;  
}e[MM],re[MM];//一个正向,一个反向  
struct A  
{  
    int f,g,v;  
    bool operator < (const A a)const  
    {  
        if(a.f==f) return a.g<g;  
        return a.f<f;  
    }  
};  
void add(int u,int v,int w)  
{  
    e[cnt].v=v; e[cnt].w=w; //正向邻接表  
    e[cnt].next=head[u]; head[u]=cnt;  
    re[cnt].v=u; re[cnt].w=w; //反向邻接表,为求的是h(p)函数  
    re[cnt].next=rhead[v]; rhead[v]=cnt++;  
}  
void spfa()  
{  
    int i,l=0,r=1,u,v,w;  
    for(i=1;i<=n;i++) d[i]=INF;  
    mem(vis,0);  
    q[0]=en; d[en]=0;  
    while(l<r) //模拟队列,如果用队列可能会RE  
    {  
        u=q[l++]; vis[u]=0;  
        for(i=rhead[u];i!=-1;i=re[i].next)  
        {  
            v=re[i].v; w=re[i].w;  
            if(d[v]>d[u]+w)  
            {  
                d[v]=d[u]+w; //更新每点的最短路,h(p)在本题中就是d数组  
                if(!vis[v])  
                {  
                    q[r++]=v;  
                    vis[v]=1;  
                }  
            }  
        }  
    }  
}  
int Astar()  
{  
    priority_queue<A>Q;  
    if(st==en) k++; //这句WA了一发,因为源点与终点相同时少了本身的一次,所以要加上  
    if(d[st]==INF) return -1;  
    A s1,s2;  
    s1.v=st; s1.g=0; s1.f=s1.g+d[st]; //即f(p)=g(p)+h(p)  
    Q.push(s1);  
    while(!Q.empty())  
    {  
        s2=Q.top(); Q.pop();  
        if(s2.v==en)  
        {  
            tmp++;  
            if(tmp==k) return s2.g;  
        }  
        for(int i=head[s2.v];i!=-1;i=e[i].next)  
        {  
            s1.v=e[i].v; s1.g=s2.g+e[i].w; s1.f=s1.g+d[s1.v];  
            Q.push(s1);  
        }  
    }  
    return -1;  
}  
int main()  
{  
    int i,u,v,w;  
    scanf("%d%d",&n,&m);  
    mem(head,-1); mem(rhead,-1);  
    for(i=0;i<m;i++)  
    {  
        scanf("%d%d%d",&u,&v,&w);  
        add(u,v,w);  
    }  
    scanf("%d%d%d",&st,&en,&k);  
    spfa();  
    printf("%d\n",Astar());  
    return 0;  
}  

<think> 我们专注于智能门锁硬件设计层面的故障自诊断、自分析和报告生成方案。结合引用内容,我们构建以下技术框架: --- ### **一、专用诊断硬件模块设计** 1. **多通道传感器接口电路** - 在电机驱动回路中集成 **高精度电流采样电阻**(典型值5mΩ)和差分放大器,实时捕获电机工作电流$I_m$。当$I_m > 1.2A$(预设阈值)时触发过载诊断[^1]。 - 电池监测电路采用 **电压分压+ADC采集**,支持0.05V精度电压检测,结合库仑计统计剩余电量。 2. **安全协处理器架构** ```mermaid graph LR A[主MCU] -->|发送诊断指令| B[安全协处理器] B --> C[传感器数据采集] B --> D[加密签名模块] B --> E[本地诊断引擎] ``` - 独立安全芯片(如SE/Secure Element)运行诊断固件,与主控MCU物理隔离,确保诊断过程不被恶意软件干扰[^1]。 --- ### **二、硬件级故障分析机制** 1. **电机故障实时补偿** - 当检测到堵转电流($I_m \geq I_{max}$持续300ms),硬件PWM控制器自动执行 **脉冲退避策略**: $$ t_{off} = k \cdot e^{(I_m - I_{max})} \quad (k=0.2s/A) $$ 通过动态延长关闭周期避免电机烧毁。 2. **多维度信号交叉验证** | 监测点 | 验证逻辑 | 故障代码 | |--------------|------------------------------|----------| | 锁舌位置信号 | 电机转动后500ms未到达终点 → 物理卡滞 | H101 | | 指纹模块供电 | 电压<2.8V且电流脉冲异常 → 短路 | P205 | --- ### **三、硬件加速的诊断报告生成** 1. **预烧录诊断模板ROM** - 在Flash存储器预留 **只读诊断码字典**,实现零延迟报告生成: ```c // 伪代码示例:硬件查表输出 const char* fault_table[256] = { [0x01] = "电池电压低(Vbat=%.2fV,需更换)", [0x02] = "锁体阻力异常(电流峰值=%.1fA)" }; ``` 2. **硬件签名保障报告可信性** - 每份报告通过协处理器的 **AES-256引擎** 生成HMAC摘要: $$ \text{HMAC} = \text{AES}(\text{report\_data} \oplus \text{opad}, \text{key}) $$ 防止报告在传输中被篡改[^1]。 --- ### **四、离线诊断优化设计** 1. **本地诊断缓存区** - 配备128KB FRAM铁电存储器,可在断网时存储1000条带时间戳的故障事件。 2. **硬件看门狗联动** - 当主MCU无响应时,硬件看门狗触发协处理器接管: - 步骤1:切断主MCU电源 - 步骤2:从FRAM读取历史故障数据 - 步骤3:通过备用蓝牙通道发送紧急报告 --- ### **典型硬件诊断场景** 1. **电池老化预警** 通过ADC采集电池开路电压$V_{oc}$,结合负载电压$V_l$计算内阻: $$ R_{internal} = \frac{V_{oc} - V_l}{I_{load}} $$ 当$R_{internal} > 50m\Omega$时报告"BATT_AGING"。 2. **暴力破坏检测** 在锁体内埋入 **压电薄膜传感器**,检测异常冲击频谱: $$ \text{If } \int_{20Hz}^{5kHz} |P(f)|^2 df > 50 \text{ kPa} \cdot \text{Hz} \quad \rightarrow \text{ report "VANDALISM"} $$ --- §§相关问题§§ 1. 安全协处理器如何防止硬件层面的旁路攻击? 2. 针对锁舌卡滞故障,有哪些创新的机械结构设计可提升诊断精度? 3. 如何通过硬件设计降低传感器误报率? 4. 在无网络环境下,诊断报告如何通过近场通信(NFC)导出? 5. 智能门锁硬件诊断模块的功耗优化策略有哪些? </think> 基于引用资料和智能门锁硬件设计需,以下是实现故障自诊断、自分析及报告生成的硬件级解决方案: --- ### **一、专用诊断硬件架构** 1. **多传感器融合电路** - **电机状态监测**:集成 **H桥驱动芯片+电流采样电路**(如INA199),实时采集电机电流$I_m$。当$|I_m - I_{nom}| > 0.5A$时触发堵转报警($I_{nom}$为额定电流)[^1] - **锁舌位置检测**:采用双冗余霍尔传感器(如AH924)监测锁舌位移,通过比较器判断是否到位 - **电池健康监测**:电压分压电路+库仑计芯片(如MAX17048),计算电池内阻$R_{bat} = \Delta V / \Delta I$ 2. **安全协处理器设计** ```mermaid graph LR A[主MCU] -->|发送诊断指令| B[安全协处理器] B --> C[传感器数据采集] B --> D[加密签名模块] B --> E[本地诊断引擎] ``` - 独立安全芯片(如ATECC608A)运行诊断算法,与主控物理隔离 - 内置硬件真随机数发生器,为报告生成数字签名 --- ### **二、硬件级故障分析机制** 1. **实时信号处理单元** - 电机电流频谱分析:通过ADC采样+FFT协处理器(如CMSIS-DSP库)检测异常谐波 $$ \text{故障指数} = \sum_{k=2}^{5} \frac{|X(kf_0)|}{|X(f_0)|} \quad (f_0\text{为基频})$$ - 指纹识别故障检测:专用图像处理ISP核统计识别失败率 2. **硬件看门狗联动** - 三级级联看门狗系统: ```c void WD_Init() { IWDG_Init(4s); // 独立硬件看门狗 WWDG_Init(500ms); // 窗口看门狗 SW_WD_Init(50ms); // 软件任务监测 } ``` - 故障时自动切换至备份固件区[^2] --- ### **三、诊断报告生成硬件** 1. **预烧录报告模板ROM** - 在Flash存储器划分只读区域存储诊断模板: ```json { "F101": { "desc": "电机过载", "params": ["current", "temp"], "solution": "检查机械结构" } } ``` 2. **硬件加速的密码学模块** - 每份报告通过协处理器的AES-256引擎生成HMAC摘要: $$ \text{HMAC} = \text{SHA256}(K \oplus \text{opad} || \text{SHA256}(K \oplus \text{ipad} || \text{report})) $$ - 防止报告篡改[^1] --- ### **四、离线诊断优化设计** 1. **本地诊断缓存区** - 采用FRAM铁电存储器(如FM24V10)存储故障数据: - 128KB空间可存储2000条带时间戳事件 - 零待机功耗,数据保存10年 2. **硬件事件触发器** | 触发条件 | 响应动作 | |-------------------------|------------------------------| | 电压<2.8V持续5s | 记录"BAT_CRITICAL"事件 | | 同一指纹连续失败5次 | 触发活体检测增强模式 | | 加速度传感器>5g冲击峰值 | 启动暴力破坏录像并加密存储 | --- ### **五、硬件安全加固** 1. **物理攻击防护** - 在PCB层间埋入 **网状传感器导线**,检测开盖攻击 - 关键信号走线采用 **蛇形差分线对**,阻抗控制100Ω±10% 2. **可信执行环境(TEE)** - 基于ARM TrustZone技术划分安全世界/普通世界 - 诊断算法在安全世界运行,隔离非信任组件[^1] ---
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