核酸检测一体化微流控芯片设计与液滴操纵分析

设计了一种基于磁珠法的两相流液滴微流控芯片,包含样品提纯、扩增和检测一系列连续的生化过程,可用于快速核酸检测.首先建立了磁珠和液滴在两相流体系内的动力学模型,并借助有限元仿真平台对磁珠微团所处环境进行了磁场仿真,得到不同体积磁珠微团所受的磁力.进一步还分析了磁珠微团、液滴体积、永磁体移动速度对液滴运动状态的影响,最终总结出液滴操纵图.     

基于C#语言的全自动移液工作站上位机系统设计

核酸检测已经成为医学检验的重要手段之一。目前,核酸提取过程中涉及到的移液、滴定工作大多使用移液枪。人工使用移液枪进行移液、滴定等重复且繁琐的工作,易造成人为因素误差等问题。采用C#语言,开发设计了与全自动移液工作站配套的人机交互的上位机系统。通过上位机系统控制,实现对核酸样本及试剂的全过程操作,极大提高了核酸提取的工作效率,具有现实的应用价值。     

基于嵌入式隐马尔科夫模型的人眼注视方向识别

本文提出一种基于EHMM模型的视线方向识别方法,利用2D-DCT变换提取眼动特征观察向量,采用EHMM(Embedded Hidden MarkovModel)模型训练眼动状态样本,得出判别视线方向的视线方向识别分类器。实验结果表明,EHMM相对于普尔钦斑点法、HMM等方法具有更高的可行性。     

基于嵌入式系统的智能售货柜目标检测算法

针对普通商品识别算法在智能售货柜嵌入式系统平台上检测速度慢、识别率低的问题,提出了一种在YOLOv3基础上的改进型商品识别算法DS_YOLOv3.利用k-means++聚类算法得到适应于售货柜中售卖饮料图像数据的先验框;采用深度可分离卷积替换标准卷积,并加入倒置残差模块重构YOLOv3算法,减少了计算复杂度使其能在嵌入式平台实时检测;同时引入CIoU作为边界框回归损失函数,提高目标图像定位精度,实现了对传统YOLOv3算法的改进.在计算机工作站和Jeston Xavier NX嵌入式平台上进行了典型场景下的商品检测实验.实验结果表明,DS_YOLOv3算法mAP达到了96.73％,在Jeston Xavier NX平台上实际检测的速率为20.34fps,满足了基于嵌入式系统平台的智能售货柜对实时性和商品识别精度的要求.     

不同螺旋角折流板换热器流动与传热性能研究

提出了连续型螺旋折流板换热器特征螺旋角的定义方法,通过数值模拟对不同特征螺旋角的连续型螺旋折流板换热器流动与传热性能进行了分析,并进行了实验研究。结果表明,连续型螺旋折流板换热器螺旋折流段内流体呈周期性螺旋流动,在中心轴向位置不存在柱塞流。特征螺旋角越大,连续型折流板换热器的综合性能越好,特征螺旋角为14°的换热器综合性能最优,比其他不同特征螺旋角换热器综合性能平均高出59%～1192%。在高黏度介质、高Re下,特征螺旋角对壳程压降的影响比传热系数更为显著;实验研究结果与数字模拟相符。研究结果为连续型螺旋折流板的结构优化设计提供了参考。     

MEMS陀螺仪驱动谐振频率的温度补偿方法

微机电系统(MEMS)陀螺的模态谐振频率和品质因子具有较强的温度敏感性,使得MEMS陀螺的输出零偏随温度漂移。为了解决零偏随温度漂移问题,提出了一种基于MEMS微机械陀螺的驱动谐振频率做温度基准的零偏温度补偿方法。温度在-40～60℃范围内变化,经多次循环测量陀螺零偏,获得零偏与温度之间的变化关系,并在此基础上,对零偏进行建模分析。利用谐振频率与温度的线性关系,以驱动谐振频率为温度参考,对陀螺零偏进行实时温度补偿。实验结果表明:上电零偏稳定性由补偿前的143. 81°/h变为补偿后的26. 51°/h,降低了5. 42倍;温度在-40～60℃范围内变化,补偿前后的零偏稳定性分别为1368. 05°/h和62. 86°/h,降低了22倍。     

移动APP的信息安全问题与开发策略研究

随着网络技术的快速发展和普及,网络与城市早已密不可分,人们的生产生活中网络无处不在。信息安全在人们的生产生活中变得十分重要,随着电子计算机信息安全问题日益突出,给人们的生活带来便利的同时,也带来了很大的安全风险,尤其是移动APP的个人信息安全问题。因为很多网络诈骗、黑客会出现在网络上,使得网络活动存在很大安全风险。本文首先分析信息安全在移动APP开发中的重要性,然后提出目前移动APP所存在的信息安全问题,最后针对这些问题提出以下开发策略。希望帮助提升移动APP运用的安全性。     

基于场协同理论的冷藏展示柜内流体对流换热分析

目的研究冷藏柜内对流换热机理,增强冷藏柜内流体对流换热效果,提高冷气流冷却效率。方法从冷藏柜出风口角度出发,建立数学模型,通过Ansys流体分析软件对冷藏柜内流场进行模拟仿真,应用场协同理论研究冷藏柜内流体流动及传热机理。结果出风口角度在30°附近时冷藏柜内换热效率较高且温度分布较为均匀,此时商品壁面的存在改变了冷气流流动方向。在壁面增加半圆突起后,气流沿圆弧切线方向流动,改善了速度与温度梯度之间的协同程度,从速度场、温度场及其相互作用的角度增强了冷藏柜内的对流换热效果,整体换热效率提高了38.65%。结论冷藏柜内流体流动及传热强化的根本在于流体的扰动,而出风口角度的改变和壁面凸起的存在加强了商品对流体的扰动,两者共同作用改变了冷藏柜内场的分布,进而提高了冷藏柜整体的冷藏效率,该研究可为冷藏柜的工厂化生产提供参考价值。     

可交联磷酰胆碱聚合物改性聚甲基戊烯中空纤维膜

通过自由基聚合反应制备了可交联磷酰胆碱聚合物(Poly(MPC-co-LMA-co-TSMA), PMLT)。将该聚合物溶液涂覆在聚甲基戊烯中空纤维膜(PMPHFM)表面,经交联处理后可形成稳定的PMLT聚合物涂层,得到改性复合材料PMLT/PMPHFM。溶胀度测试表明PMLT聚合物膜具有良好的亲水性能,且溶胀度随着2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰胆碱(MPC)含量和温度的升高而增大。ATR-FTIR和XPS分析表明PMLT/PMPHFM表面的PMLT聚合物涂层含有磷酰胆碱基团。SEM和荧光测试结果显示PMLT/PMPHFM表面包覆有均匀的聚合物涂层,且该涂层能够抵抗乙醇溶液和十二烷基硫酸钠溶液的溶解。血小板黏附和全血接触测试表明,相比空白PMPHFM,PMLT聚合物涂层能够显著减少PMPHFM表面的血小板黏附,降低血液凝结风险。研究结果表明:可交联磷酰胆碱聚合物PMLT具有良好的亲水性能,能够均匀涂覆在PMPHFM的表面,得到具有良好血液相容性的复合材料PMLT/PMPHFM。      

基于FPGA的LMS自适应滤波器设计

提出一种基于LMS(Least Mean Square)自适应算法的滤波方法,介绍该方法在低频信号滤波上的应用及在FPGA平台上实现。传统数字滤波器FIR、IIR滤波器针对不同的系统和干扰信号,其滤波参数不固定。因此,在窄带信号的滤波处理中,传统滤波器对信号滤波降噪的效果往往受到衰减增益限制。提出的方法先以CORDIC(Coordinate Rotation Digital Computer)算法产生的正弦信号来调制采样信号,根据采样信号与基准信号误差使其权向量沿负梯度方向终止于维纳解。该方法在类直流输入及带宽窄的情况下仍能有效过滤高频噪声,读取低检测信号幅值。理论分析和实验结果表明,与传统滤波方法对比,该滤波方法在处理窄带信号的滤波上更具有优势。