基于Hopf振荡器的仿生机器魟鱼胸鳍波形控制算法

为了获得与生物魟鱼胸鳍相近的推进波形和游动性能,提出基于Hopf振荡器的仿生中枢模式发生器（CPG）胸鳍波形控制策略. 针对仿生机器魟鱼的结构与游动特征,利用20个Hopf振荡器耦合构建中心式CPG拓扑网络模型;通过输入参数幅值、频率和波数,控制该拓扑网络模型输出仿生机器魟鱼定常巡游、加速游动和机动转弯3种游动模式下胸鳍波形的动态位置信号. 通过仿真验证了该拓扑网络模型能够快速响应输入参数的变化,稳定输出平滑、连续的动态位置信号. 通过试验研究该拓扑网络模型控制仿生机器魟鱼胸鳍波动的可行性以及网络的输入参数对仿生机器魟鱼游动性能的影响. 试验结果表明,该模型能够稳定地输出耦合的波形信号,控制仿生机器魟鱼鳍面形成与生物鱼相似的推进波形,实现各游动模式以及各游动模式间灵活平滑地切换.     

一种双关节机器鱼的设计与实现

针对水产养殖和水环境保护领域对移动式水质监测的需求,本文设计了一种双关节仿生机器鱼。通过分析机器鱼的游动和转向规律,建立了双关节机器鱼的动力学模型,提出了基于模糊控制的复合避障算法、并通过仿真验证了其可行性。选择双关节尾鳍推进方式,完成了机器鱼的机械结构设计;以STM32单片机为控制核心、舵机作为运动执行元件、5个红外测距传感器合理布局实现避障、Lora无线传输方式实现机器鱼与主机的通信,完成了机器鱼控制系统的设计。最后,搭载水质传感器在实际水域对该机器鱼进行了应用测试,测试结果表明机器鱼可以成功避开障碍物并完成水质参数的采集任务、数据准确性高且具有低扰动性。     

仿生机器魟鱼研制与游动性能实验研究

为了开发一种游动稳定性和机动性高的水下机器人,从鳐科模式游动的魟鱼胸鳍波动推进中得到灵感,在分析肌肉和骨骼结构的基础上,设计带有环形长鳍的仿生机器魟鱼,研究机动游动的控制策略.研制仿生机器魟鱼样机.基于游动图像序列处理方法,通过实验研究波动频率和幅值对游动性能的影响.结果表明,仿生样机能够实现与魟鱼相似的游动运动,游动稳定性好、机动性高,直线游动速度和原地转弯速度随波动频率和波动幅值的增大而增大,最大直线游动速度为109mm/s,最大原地转弯速度为93°/s.     

水下仿生机器鱼控制平台的研究

针对水下仿生机器鱼(简称机器鱼)实验以及应用等要求,结合图像识别、无线通信和人工智能等技术,设计了机器鱼控制平台。该控制平台通过HLS变换,二值化等算法,克服了图像出像麻点与光照不均等影响机器鱼控制的问题。通过对实验结果分析,进一步验证了该平台对机器鱼控制的正确性和有效性。该控制平台能为机器鱼的研究提供良好的环境。     

仿生机器鱼位姿模糊控制研究

仿生机器鱼处在非线性的、时变的、复杂的水环境中,难以建立精确的数学模型,其位姿控制成为当前的主要难题之一.为了解决这个难题,设计了一种适应的模糊控制算法,可以实时地控制机器鱼的方向和速度,通过调整方向和速度的误差两个变量,使机器鱼能够快速地、较精确地到达目标点.在现有的水下机器人协作控制平台下,进行了机器鱼从一个目标位姿到另一个目标位姿的游动实验,结果表明该算法计算量小,显著提高了机器鱼控制的精度,证明了算法的有效性及可靠性.     

超磁仿生鱼快速起动的控制和设计

本文首先对自然界鱼类的基本构造和工作原理进行仿生.以合金薄板,贴在该薄板的超磁致伸缩材料和外磁场分别模拟鱼尾骨架,鱼体肌肉和控制鱼体摆动的神经.建立起一个力学模型和一种计算方法.通过数值分析,揭示了仿生机器鱼起动过程中最佳模式是从低阶模态到高阶模态的迅速过渡.这样可以通过控制外磁场(强度和频率),从而实现控制仿生机器鱼从静止快速起动目的.研究成果为仿生机器鱼的设计提供依据和技术.     

基于农业物联网的低功耗智能温室监控系统

针对农业温室大棚远程智能监控需求的问题,设计一种远程低功耗智能温室监控系统。以TI的低功耗芯片MSP430F149为处理器,组建低功耗传感器网络,并通过ESP32接入互联网。传感器终端采用休眠和唤醒的方式,实现超低功耗的温湿度数据采集和监控,通过SI4463无线通信模块完成温湿度数据和监控命令的实时传输。监控端通过物联网云平台实现远程监控多个传感器网络。测试结果表明,该系统能对温室环境中温度和湿度参数进行实时采集和监测,并具有较低的功耗。     

基于仿生机器鱼的人工生命模型

为了构建具有自学习、自适应、自协调的人工生命体,结合对鱼类生理结构和行为机理的研究和分析,提出了基于人工生命的仿生机器鱼系统。将非接触式供电技术应用于水下供电,模拟鱼类生理活动,在仿生鱼上实现了动态、无连接、不间断的电能供给,并且基于鱼类行为的层次结构,实现了"动机-行为-动作"的3层行为决策系统,引入强化学习算法,模拟鱼类与环境交互的后天学习过程。通过实物仿生鱼的游姿优化实验,证明了研究和设计工作的有效性。     

ICPF驱动的微型机器鱼游速的影响因素分析

为使ICPF驱动的柔性微型机器鱼较好地应用于血管微创手术和工业管道检测等领域,对机器鱼进行理论研究是必需的.依据库塔-儒柯夫斯基定理得到鱼尾在流体中产生的推力,建立了机器鱼的动力学模型.分析了机器鱼游动速度的变化规律;尾鳍摆动角度的幅值、相位、频率对机器鱼游速的影响规律.为以后研究优化机器鱼的游动能力,提高机器鱼的可靠性和灵活性提供了理论依据.     

基于GPS/GSM和电子地图的车辆定位系统设计与实现

介绍了一个基于电子地图和GPS/GSM的车辆定位系统的设计原理、系统组成、功能、主要技术特点及其应用。系统融全球卫星定位系统、地理信息系统、全球移动通信系统以及计算机数据处理技术和数据通讯技术于一体,可实现全天候卫星定位、电子地图显示和车辆实时监控、历史记录回放、发送监控命令、数据查询等功能;能够及时迅速回传车辆基本定位信息和报警信息,以图形和数据两种方式显示车辆运行状态,简便快捷发送监控命令,一车运动多方监视及自动报警等。实际应用表明,该系统能够实现车辆智能监视、调度与管理,能够满足定位与导航的需求。     

基于组态软件的CNG调压站监控系统设计

在分析压缩天然气（CNG）监控系统功能的基础上,采用组态软件技术设计了一种CNG凋压站监控系统,给出了系统硬件和软件的设计方法．实现了调压站多项运行参数的实时监测与报警、排气、换热、加臭等系统的自动控制．提高了调压站监控系统的智能化和自动化水平。通过系统测试实验表明：该系统具有检测方便、运行可靠、界面友好的特点．可满足CNG调压站各特征参数的测试要求。     

基于Flex的网络视频监控客户端设计与实现

随着多媒体技术的发展,用户对视频监控系统中客户端界面的要求越来越高。为了提供良好的交互界面和用户体验,该文设计了一种基于Flex的网络视频监控客户端,介绍了系统总体框架,详细阐述了Flex客户端模块设计以及视频播放模块和设备列表模块的实现方法。经过相应的测试和比较,证明本设计在视频监控领域有良好的应用和发展前景。     

一种基于MODEM的计算机远程监控系统

介绍了一种通通公共电话交换网(PSTN)连接、用于供电系统的计算机远程监控系统，系统由上位计算机、调制解调器、程控交换机和下位单片机系统连接组成，系统按分布式结构设计，可以实现对多个供电站点的实时监控，解决了偏远地区电气设备不易维护的问题，通过应用于程控交换基站和无线通信基站供电系统的监控，系统具有操作方便、工作可靠、成本低廉等特点。     

形状记忆合金丝驱动的触手推进式仿生水母

为研制一种高效自主游动的新型水下机器人,受水母的身体特征和鱼尾的推进模式的启发,利用智能材料——形状记忆合金丝(shape memory alloy,SMA)模拟肌肉纤维作为驱动材料,在对水母整体结构进行仿生改造,并对其运动策略进行分析的基础上,研制了一种由6个仿生触手推进器驱动的仿生机器水母原理样机．该机器人总长230 mm,直径110 mm,总质量590 g,自带能源动力,在无线遥控下能达到115 mm／s的直线游动速度和18 °／s的转弯速度．实验结果表明:该仿生水下机器人结构、密封简单,机动性强,能够无声推进,并具有生物友好性等优点,验证了形状记忆合金丝做仿生肌肉材料的可行性．     

基于计算机视觉的智能交通监控系统

视觉相对于其他传感器能够获取更多的信息,基于计算机视觉的监控系统在交通监控中有着广泛的应用.结合背景差分算法,研究了一种基于计算机视觉的智能交通监控系统,该系统运用OpenCV开源计算机视觉库,在VC++6.0平台上开发实现.所开发的系统界面友好,操作简单,人机交互性强,用户可以根据需要选择不同的监控对象.还详细介绍了系统运行界面,实现过程及实验结果.     

人工鱼虚拟嗅觉系统研究

为了丰富人工鱼的感知能力，提高对自然鱼的逼真动画效果，在分析“自然鱼”嗅觉机制、参考“机器鱼”感知系统的基础上，研究并实现了人工鱼的一种虚拟嗅觉系统。首先建立了智能虚拟环境下人工鱼的嗅觉感知模型，并仿照生物嗅觉形成机理设计了三层嗅觉识别模型，采用基于主成分分析的模糊识别方法实现了嗅觉信息的识别。经动画仿真，得到满意结果。嗅觉系统的研究和实现为人工鱼多感知融合系统提供了基础，也可为机器鱼嗅觉研究提供软件仿真平台。     

现场总线粮情系统上位机界面的设计与仿真

根据目前粮情管控系统上位管理中心计算机存在的问题,提出一种基于组态软件设计上位管理中心计算机监控界面的方法.根据粮库的情况,运用组态王6.53设计开发了系统主界面、每个粮仓的分界面、报警界面、实时数据报表界面、历史数据报表、粮仓中温湿度检测节点界面等.仿真实验表明,该上位机界面具有生动、逼真、实时、数据准确率高等优点,提高了粮仓的自动化水平和管理水平.     

基于B/S结构的GPRS无线数据传输系统的设计

针对远程数据传输中存在网络布线困难和线路检测困难等问题,设计了一种基于GPRS无线通信技术的数据传输系统.该系统在终端采用高性能ARM9处理器为控制芯片并移植了Linux嵌入式操作系统,在数据监控中心对数据采用B/S结构管理模式,本地客户端可以方便地通过任意Web浏览器与现场设备进行数据交互.文中主要给出了系统硬件设计和软件实现流程,通过实验表明,该系统能够有效地通过友好的Web界面把远程数据传输给客户端,适合于远程监控和工业数据采集系统等应用场合.     

基于ZigBee和蓝牙的无线视力测试系统设计

提出了一种基于ZigBee和蓝牙技术的无线视力测试系统方案,首先介绍了该方案中显示、无线通信、CPU、和电源相应模块的硬件设计原理,然后描述了该方案中手机应用、主程序、Zigbee网络和PC机后台监控的软件设计流程。此设计利用蓝牙实现测试数据的无线输入,利用ZigBee网络实现测试成绩的无线传输,利用PC机后台软件对测试数据进行存储和分析。     

一种基于ZigBee的联网型无线门锁系统设计

基于ZigBee无线通信与互联网技术,开发了一款低功耗的联网型无线门锁系统.无线门锁具有RFID卡片开门、数据交互、异常报警等功能,门锁管理系统软件实现对联网门锁的时间同步、授权管理、参数设置和电池监控,也可以通过移动端门禁管理应用进行远程监控.本系统的最大特点是实现了实时联网和门锁的低功耗设计,满足了市场上对安全高效联网型无线门锁系统的需求.测试结果表明:系统性能稳定可靠,具有较高的推广应用价值.