基于ZigBee技术传感器检测系统设计与实现

介绍了基于ZlgBee技术的传感器检测系统的系统构成,成功的组建了传感器虚拟测量平台。本系统通过发送模块发送传感器检测的数据,以ZigBee协议进行无线传输,由接受模块接受发送的数据,再将采集到的数据通过A／D转换经串口送八计算机,然后通过采用虚拟仪器技术的检测系统对数据进行处理分析以及显示等。由于本系统采用无线传输,可应用于环境比较复杂的检测场所及自动控制等领域。     

基于无线传感网络瓦斯传感器调校技术研究

设计基于无线传感网络技术的瓦斯传感器调校系统,采用JENIC5139模块架构无线瓦斯传感器节点,实现瓦斯检测数据的及时发送、瓦斯传感器的在线调校及参数动态设定;基于无线传感网络的瓦斯传感器节点克服目前瓦斯传感器稳定性差、调校费时费力的缺点,将传统7天升并调效一次传感器的周期延长到2个月,显著提高煤矿企业生产效率;井上控制中心通过无线网络不但可以随时了解瓦斯传感器的工作状态.还可实现瓦斯传感器的动态调零和非线性动态修正,显著改善煤矿企业安全生产水平.     

预调度流水线方式的水声传感器网络MAC协议

针对水声传感器网络中MACAW协议存在的延时问题,在传统USENIX握手协议的基础上,提出一种新的水声传感器网络媒体接入控制(MAC)协议。使用节点预调度方法对数据的传输时隙采取预约选择,在上上级节点与上级节点进行请求发送(RTS)/允许发送(CTS)握手与数据传输的同时,下级节点复用上级节点发送的CTS和数据信号作为发送给自己的RTS和确定发送信号,形成一种预调度流水线形式的M AC协议。仿真结果表明,该协议与传统的MACAW协议相比,能有效降低节点间的传输延时,提高水声传感器网络吞吐量,并且有效缓解碰撞,节约能源。     

基于无线传感器网络的水情监测数据传输的设计

提出一种将基于Zigbee的无线传感器网络应用于水环境检测的系统,该系统将Zigbee网络与GPRS无线通信网络结合,在传感器终端,采用ZigBee无线传输系统,能够将多样化的测量变量进行收集。然后通过ZigBee网络传送到协调器节点,然后协调器节点通过GPRS模块发送,经过GPRS协议与TCP／IP协议转换,完成与Internet的连接,监控中心可以通过Internet网络进行信号的收集,完成数据的远程采集与传输过程。     

无线数传模块应用层协议的可靠性设计

数据传输的可靠性是无线数传模块在系统集成和应用中的关键问题。针对通信效率不敏感、对通信可靠性要求极高的应用,在串口通信协议的基础上,设计了应用层协议,包括发送协议、接收协议和数据帧校验。实验证明通信协议是稳定可靠的,从而为特殊领域内应用无线数传模块开辟了新的途径。     

基于FPGA的多路矿用气体传感器智能调校系统

矿用气体传感器因煤矿安全被大量使用,国家规定必须定期进行调校,目前的传感器调校系统可同时对5-8台传感器进行调校,针对大中型煤矿生产过程中需要调校的矿用气体传感器数量大、调校耗时长的现状,提出了一种基于单片机与现场可编程门阵列（FPGA）的64路气体传感器调校系统,介绍了系统的整体设计并详细阐述了该系统的气路控制模块和传感器输出信号采集模块,使用Verilog语言在QuartusⅡ工具中实现FPGA的逻辑设计、仿真和综合。结果证明：该系统能有效地完成对64路气体传感器同时调校的目的,很大程度节省了人力消耗,提高了调校效率,节约了调校时间。     

移动终端的设施农业物联网环境监控系统设计

通过使用物联网(IOT)传输协议—消息队列遥测传输(MQTT)协议,将前端硬件、服务器端及移动端连接在一起,完成对设施农业环境的远程实时监控.在系统中,前端硬件以STM32微处理器为核心,由传感器模块、设备控制模块、GPRS模块和电源模块组成,实现数据的采集和传输;服务器端有数据接收、存储、分析的能力,并担任MQTT消息协议中消息生产者和消息管理者的角色;移动终端软件则以Android操作系统为基础开发了应用软件,用户在装有Android系统的移动终端上安装该应用软件,即可查看实时环境情况,发送控制设备指令等.经过测试,整个系统运行稳定、使用简单、实时性高,用户能有效地对设施农业环境进行远程实时监控.     

遥测站采用HTTP协议传输图片的应用研究

针对遥测站采用水利行业规约传输图片效率较低等问题,为在水文自动测报系统中基于移动通信网络或者有线嵌入式以太网灵活、高效地传输图片,介绍遥测站的数据特点、拍摄图片的常用压缩格式和传输方式,研究在遥测终端机中应用HTTP协议传输图片的过程。采用HTTP协议,将遥测终端机作为客户端与服务器建立起TCP连接,应用层按照HTTP协议将要发送的信息组织成请求报文进行发送,不考虑数据分包、失败重传和数据校验机制,由下层TCP/IP协议负责数据可靠传输,服务器将接收的二进制流数据保存成图片。相较于2种水利行业规约,采用HTTP协议传输图片,时效性更强,可以兼容很多互联网的通信应用,方便与各种服务接口对接。     

高压断路器控制器中无线通讯功能模块的设计与实现

为了方便对断路器进行遥测和遥控,采用蓝牙技术设计实现了断路器控制器的无线通讯模块。硬件部分采用基于ARM的LPC2138CPU、金瓯蓝牙串口模块和蓝牙PDA来实现;软件部分采用类似MODBUS协议的通讯协议,实现了进行数据的组帧、发送、接收、校验、纠错和解帧六个功能。实践表明,该无线通讯模块可靠、界面友好、操作简便,适宜在电力行业中进行推广应用。     

一种高效片间互联接口协议的设计与实现

传统接口互联协议由于复杂的路由结构,使得传输效率较低。为此,提出一种分层的点对点串行传输接口协议。采用分层架构提升灵活性和可扩展性,在硬件上实现循环冗余校验,从而提升传输可靠性,选取串行传输模块减小芯片面积并提升传输效率。实验结果表明,与PCI-Express和SRIO相比,该协议接口面积小、有效带宽高、传输延时低。     

气体类变送器自动标校装置中数据采集模块的设计

介绍了煤矿气体变送器的标校原理和功能特点、自动标校装置的结构组成,详细阐述了自动标校装置中数据采集模块的软硬件设计。该数据采集模块解决了气体类变送器自动标校装置与多个具有相同I2C总线地址的变送器进行数据交换的问题,简单有效,成本低。     

光学气体检测中的插值-数据查表浓度计算与补偿方法

文中从红外光学双波长检测技术的基本原理出发,重点分析了光学气体传感器输出信号的处理计算方法。提出了一种利用输出信号线性比值与传感器相对吸收率之间的关系所对应的气体浓度计算模型。通过对模型进行数学分析,提出了一种适合多场合快速求解应用的插值-数据查表浓度计算与补偿方法。采用该方法,结合微处理器软件控制技术,快速、方便地实现了气体浓度的检测,软件具有两点法自动校准功能,最终能达到300×10-6的分辨能力,满足了大多预警、报警场合的应用需求。     

矿用气体传感器检定装置的研制

介绍了一种矿用气体传感器检定装置的设计,分别从核心处理电路、信号检测电路和电源电路3个方面阐述了装置的硬件组成,并给出了装置的软件程序流程图。现场试运行结果表明,该装置可方便快捷地完成矿用气体传感器的周期性检测工作。     

组态软件与Modbus协议在矿用传感器调校装置中的应用

针对现有的传感器调校装置存在缺乏数据实时显示和处理、自动闭环控制、通信接口功能等问题,提出了一种将组态软件与Modbus通信协议应用于矿用气体传感器调校装置的方法。该方法利用串行口和Modbus通信协议将所调校的传感器通过单片机和上位机相连,可实时控制传感器调校的整个过程,并能动态采集、处理各传感器数据。实际应用表明,该方法实现了矿用气体传感器调校装置的自动化、精确化,保障了煤矿的生产安全。     

基于曲面拟合的NDIR单通道CO2气体传感器快速标定算法

为了提高非色散红外(NDIR,Non-Dispersion Infrared)二氧化碳(CO₂)气体传感器的标定效率,提出一种针对NDIR单通道CO₂气体传感器的高效快速标定算法。首先采集m个传感器节点在不同温度、不同浓度下对应的电压值;然后对于每个节点,将它的数据点(温度,浓度,输出电压)进行曲面拟合,拟合后的曲面作为候选曲面;测量待标定传感器的6个在不同温度、不同浓度下对应的输出电压数据点,选择一个与这6个数据点最优匹配的曲面,以此作为待标定传感器的标定曲面。实验结果表明,算法标定准确性和可靠性高,按照5%+50×10^-6的精度,算法标定的数据合格率达到99%。     

新型扁锥腔红外CO2气体传感器系统研究

为提高红外CO2气体传感器测量精度,本文利用非分光红外探测技术设计了以白炽灯红外光源、双通道热电堆红外探测器和扁锥腔体为主要元件构成的新型红外CO2气体传感器。采用Zemax光路仿真分析,研究了新型扁锥腔CO2气体传感器探测面光强分布,并结合ANSYS FLUENT软件对扁锥型气室进行结构优化。以STM32单片机为核心,实现了光源电调制,采用ICL7650放大处理探测器的电信号,再由STM32控制ADC进行信号采集,提高了测量系统的抗干扰能力。在此基础上开展了标定和测试实验,结果表明：在25℃环境中,传感器能够准确检测出0-2000 ppm量程范围内的CO2气体浓度,具有较好的重复性和长期稳定性。三组实验平均相对误差最大为5.2%,重复性误差最大为5.5%,稳定度为2.3%。该研究对红外CO2气体传感器结构优化和测量精度的提高具有参考意义。     

环境一号B星红外多光谱相机综合辐射定标

环境一号B星红外多光谱相机(简称HJ-1B星IRS)在轨运行过程中受各种因素的影响,其探测性能不断发生衰减,绝对辐射定标可有效地改善遥感器辐射特性的测量精度,从而提高遥感数据辐射质量.文中针对HJ-1B星IRS星上定标系统特点,利用2010年8月地面同步试验数据对IRS热红外通道进行综合辐射定标,修正了原始定标系数,并进行定标系数的真实性检验.结果表明借助地面试验数据进行的综合辐射定标弥补了星上定标系统的不足,获得的定标系数准确可靠,可满足遥感数据定量化应用的需要.     

基于差分吸收检测技术的非色散红外SF6传感器

基于非色散红外吸收原理,以电调制红外光源、采样气室和双元红外探测器组成的红外传感模块为核心,利用差分吸收检测技术设计了一种小型化高性能的SF6气体传感器.利用标准气体进行浓度标定,拟合了SF6气体浓度与电压关系曲线,实现了对SF6气体浓度的准确检测.根据传感器检测误差随环境温度变化的规律,系统研究了温度补偿方法,有效提高了传感器在不同温度下的检测精度.实验结果表明,该传感器系统在环境温度10℃~40℃、气体浓度0~2500×10-6范围内的检测精度小于±50×10-6,分辨率为1×10-6,系统响应时间小于5 s,具有良好的重复性和稳定性.     

室内灯光智能控制系统的设计

本文设计了一套以HT66F70A 为主控芯片的智能灯光控制系统,实现自动模式、手动模式转换。该系统通过 亮度感应模块采集外界光、热释红外人体传感模块采集人员检测信号,结合遥控器控制方式,通过单片机程序控制继电器对照 明灯进行有效操控。它不仅能有效判断人员是否存在,还能人性化选择室内照明方式,具有比较重要的实际应用价值。