基于定量小波基选取与改进LDB算法的机械故障诊断

通过研究信息论中的各种测度,提出了一种以信息论中的共信息熵来开展故障信号分析的定量小波基选取的方法;同时针对局域判别基算法(Local Discriminate Bases,LDB)自身存在的一些问题,提出了一种基于改进的局域判别基理论的最优小波基分解算法,构造了以局域判别基空间上的结点能量为元素的特征矢量,并在滚动轴承上进行了实验研究;实验分析表明,该算法可以有效地识别旋转机械系统中不同严重程度的故障,且与原始的LDB算法相比,改进后的LDB算法对提高识别率和降低计算复杂度都有着明显的优势。     

磁珠法核酸自动提取温度控制系统设计

针对自主设计的基于纳米磁珠的自动核酸提取系统设计了温度系统,主要包含系统温度控制算法分析、硬件电路设计及相关软件设计;系统温度采用全加热和在固定频率及占空比PWM波控制下间歇性加热的分段控制,通过实验确定全加热时间及PWM波的占空比,并建立知识库,可以满足使用多种磁珠法核酸提取试剂盒进行核酸提取的温度要求;用该系统为河南惠尔纳米科技公司试剂盒中裂解液及洗脱液加热,实验发现,裂解时8个裂解孔的最大温度差异小于6℃,洗脱时8个洗脱孔的最大温度差异小于5℃,均满足核酸提取实验时对温度的要求。     

基于柔性测试技术的高精度水下声学采集与发射系统设计

水下声学采集与发射在水声测试系统中起着举足轻重的作用,以往的测试设备往往只针对水下水声信号的原始数据采集,而在岸基与水下系统的授时、定时以及同步性上缺乏可靠的技术手段予以保证,同时也存在测试功能针对性强、扩展性差等缺点;文章提出了基于柔性测试的高精度水下声学采集与发射技术,阐述了其基本的测试原理、关键技术实现以及软硬件实现方法,完成了岸基与水下测试系统授时误差小于200ns,定时同步误差小于100ns,最大6通道,每通道采样不小于200KS/s的水听器采集且同步2通道换能器任意波形输出的硬件功能,软件上实现了任务列表自动解析、基于岸基时间服务器的自动数据采集与发射功能,具有精度高、功能全面、智能化程序高等特点。     

面向物联网的室内ZigBee监控系统设计

设计一种基于ZigBee的室内监控系统,该系统采用低功耗无线收发芯片CC2530及传感器构建室内局域网,包含物联网的感知层、网络层及应用层三层结构,传输协议选用ZigBee;感知层包括温湿度、光敏、摄像头图片数据采集;网络层主要是ZigBee无线网络,数据汇聚至网关;应用层包括手机、PC机等;网络拓扑结构采用星形网络结构;给出软硬件实现方法,主要有节点设计、网络组建及软件设计等;实验在长6m宽3m的室内进行,测试正常室温,温度传感器附近放置低于室温10℃和高于室温10℃物体改变环境温度;光敏传感器测试采用日照强度,遮挡及部分遮挡传感器改变光照强度;人员在摄像区域内外移动测试摄像清晰度及监控范围;测试结果表明系统工作正常,PC机终端软件显示各传感器随环境变化相应变化值。     

基于线性回归模型的无线水质参数监控预警终端设计

设计了无线水质参数监预警控终端,实现对水温、溶氧量、pH值等参数的实时在线监测,对水质参数的在线采集、本地存储、显示、远程传输和预警报警功能;采用ATmega128A单片机为核心控制器,电化学型传感器为采样模块,GPRS网络进行远程通信;通过休眠、部分模块断电等方式降低能耗,基于一元线性回归模型设计了水质参数预警机制,预警估计值与实际值偏差在1个单位以内;实验测试结果表明监测精度在满量程的3%以内。     

纳米有机蒙脱土在膨胀型阻燃剂中的协效和抑烟性

以聚磷酸铵(APP)为酸源和气源、季戊四醇(PER)为炭源、磷酸胍(GP)为阻燃增效剂,并在此膨胀型阻燃剂(IFR)中加入质量分数为5%的纳米有机蒙脱土(OMMT)作为协效剂和抑烟剂,用此阻燃体系对木质壁纸进行超声波浸渍处理。采用锥形量热仪(CONE)、场发射电子扫描电镜(FE-SEM)和电子探针X射线能谱仪(EDS)表征阻燃木质壁纸的燃烧性、表面微观结构和元素含量。结果表明:(1)5%OMMT的加入可延迟点燃时间(TTI)25.0%、降低热释放速率(HRR)23.0%、总热释放量(THR)5.2%和CO释放量(COY)26.9%,但对总烟释放量(TSR)、比消光面积(SEA)和烟雾生成速率(SPR)的影响不大;(2)阻燃后木质壁纸的燃烧增长速率指数(FIGRA)降低10.7%,火灾性能指数(FPI)提高40.7%,证明OMMT对APP/PER/GP阻燃体系具有协效作用;(3)OMMT以不规则微粒状较均匀地分布于木质壁纸表面纤维的细胞壁表面和微观孔隙中,阻燃木质壁纸表面的元素组成主要为C、O、N、P和其他微量元素。     

基于智能手机的安全监护系统设计与实现

为了加强对青少年等弱势群体的监护,设计并实现了一种基于手机的安全监护系统;阐述了系统的总体设计,介绍了手机端程序、服务器端程序的架构和程序流程;将OPTICS聚类算法应用于轨迹坐标,提出一种分层的轨迹聚类方法,对被监护人停留点等有意义信息进行挖掘;实验中,被监听端手机每隔10s发送一次坐标数据,数据采用phoneNum,time,lat,lngt四元组的形式存放在服务器中,采用三层的OPTICS聚类算法对轨迹停留点进行发现,实验结果显示分层的OPTICS算法可以有效地发现被监护人的停留位置;通过实际的部署和验证,该系统稳定可靠,算法合理有效,数据收发准确,提高了社会对弱势群体的监护管理效率。     

全景视觉系统发展与应用

全景视觉系统具有视场范围大的特点,并且系统结构种类繁多,各有特色,已广泛应用在机器人导航、空间探测、视频监控、虚拟现实、环境感知技术等民用或军用领域;全景视觉系统由全景视觉光学成像系统、图像传感器、图像处理系统和输出图像显示等组成;文章主要从全景视觉成像角度对全景视觉系统进行分类,并详细介绍了每一类的全景成像原理、发展现状和应用情况,最后对每种类型全景视觉系统的优缺点给予分析总结。     

并行高采样实现PN码捕获的井下扩频测距方法

在扩频测距技术中,伪随机(Pseudo-Noise)码捕获时间长,扩频信号需要高带宽信道,井下多径效应还会引起PN码相位延迟,因而使得扩频测距技术难以在煤矿井下应用;为了将扩频测距技术应用于井下,设计了一种并行的PN码同步精测算法,利用FPGA高速的并行处理能力,开辟L-1条相位彼此相差一个PN码片的相关通道,在各相关通道中分别对扩频码调制的数字基带信号相关运算后进行高频率采样,大幅度提高了信号处理带宽,能够在粗同步的基础上直接得到更高的时间分辨率;仿真结果表明,所提出的方法能够抑制井下严重的多径干扰,能将测距PN码所占带宽限制在50 MHz以下而测距精度达到1 m以内,是适应煤矿井下特殊环境的一种高效扩频测距方法。     

基于BP神经网络的传感器网络动态采样模型研究

能耗控制对于农业环境监测无线传感器网络系统具有重要意义;基于误差反向传播的多层前馈神经网络预测和阈值分析建立了一种土壤温度传感器网络动态采样模型,实现了基于土壤温度周期变化特征的采样频率实时调整方法,达到减少网络冗余数据,降低网络功耗的目的;以环境温度和空气相对湿度为BP神经网络实测输入,土壤温度为预测输出,通过判断输出是否进入阈值区间动态调整采样周期;仿真实验结果表明,对于具有周期性特点的土壤温度,BP网络模型对其预测值和实测值之间的均方根误差RMSE及绝对误差AE分别为0.83 ℃和0.54 ℃;相比于连续采样,阈值分析动态采样次数减少30%。