测距传感器数据在线自适应加权融合

针对移动机器人的测距系统,采用了红外线传感器与超声波传感器共同测距,避免了因使用单个传感器进行多次测量而降低系统的实时性和产生信号串扰问题;应用自适应加权数据融合估计算法对实时测量数据进行在线融合估计,只对当前采样时刻的测量数据进行自适应加权融合,而各传感器的加权因子则通过传感器的测量数据进行方差在线学习估计以自适应方式进行调整,使融合结果的均方误差始终最小,实现两种传感器在功能上的互补;实验结果表明,该方法提高了整体测距精度,得到了被测距离更加准确的估计.     

煤矿掘进巷道围岩压力在线监测预警系统

针对现有煤矿掘进工作面围岩压力监测技术难以实现有效监测、预警能力弱等问题,采用无线传感器技术,设计了一种煤矿掘进巷道围岩压力在线监测预警系统,详细介绍了系统组成、技术原理、数据传输方式、功能模块设计及预警流程。应用表明,该系统实现了对掘进巷道顶板离层、应力和声发射参数的实时监测,其多参量综合预警流程有效提高了预警的准确率。     

基于超声波六元阵列TDOA测距的WSN定位系统设计与实现

基于超声波测距的定位技术以其精度高、范围广和性能稳定等优点,在无线传感器网络中广泛应用。为了实现较大范围的高精度定位,采用TDOA的测距技术设计了满足远距离测量和二维全向测距的六元超声波传感器阵列系统,实现了无锚节点的无线传感器网络中节点的高精度定位和实时监控。测距实验结果表明,该系统的测量距离最远为16 m,平均测距误差为0.14%;定位实验结果表明,10个节点可以在3 min内完成全部组网和定位,平均定位误差约为23.74 cm。     

基于UWB的工作面进尺采集系统

为实现工作面进尺监测,采用超宽带（Ultra Wide Band,UWB）技术和双边双向测距方法,以UWB定位基站为核心,在工作面端头支架安装定位标签进行信息采集,数据通过以太网上传至上位机进行坐标解算,自动采集工作面进尺数据,为矿压监测提供位置信息。应用结果表明,该系统运行正常,能实时采集工作面进尺信息,对矿压数据进行监测,应用效果良好。     

基于UWB的综采工作面推进度测量系统

针对目前综采工作面推进度的测量和计算方式存在费时费力、累计误差大、传感器损坏后无法重新计算等问题,提出了一种基于UWB测距技术的综采工作面推进度实时测量系统。该系统采用矿用本安型测距分站与测距标志卡组合的方式,通过无线通信实现对综采工作面巷道推进度的实时测量。在综采工作面端头液压支架布置测距分站,在回采巷道固定标志点悬挂测距标志卡,通过巷道内UWB无线信号测距,当即将开采到最近的测距标志卡位置时,撤掉该处测距标志卡,后续测距标志卡接替进行巷道推进度的测量与计算,依此循环往复,不断进行更替测量。结合采煤工艺,建立了依据采煤机位置和液压支架动作的限幅中值平均滤波模型,该模型将限幅滤波、中值滤波、算术平均滤波深度融合,以剔除海量数据中由于受到测量、遮挡等影响而造成的测量偏差较大的无效数据,同时消除有效数据中的最大和最小偏差数据,进一步保证了通过算术平均运算得到的测量值的准确性和有效性,实现了综采工作面推进度的连续测量。地面测试结果表明,测距分站1的最大误差为0.32 m,误差小于0.2 m的占比为84.62%;测距分站2的最大误差为0.48 m,误差小于0.2 m的占比为76.92%。井下工...     

散射式水下在线浊度传感器设计

针对环境在线监测系统中对浊度测量的要求,设计了散射式水下在线浊度传感器.传感器采用水下散射光测量法,介绍了浊度传感器的软硬件开发,包括水下浊度传感头、信号检测电路、MSP430单片机为核心的处理与控制部分及上位机程序.传感器具有水下在线测量、浊度标定、串口通信和数据存储等功能,其分辨力为0.1 NTU,精度为±2%,能满足环境在线监测系统中对水浊度测量的要求.     

矿用乳化液浓度在线检测系统设计

针对现有乳化液浓度检测方法受温度影响较大、无法实时测量并全程跟踪采样的问题,在传统密度法的基础上,设计了一种矿用乳化液浓度在线检测系统。该系统通过嵌入储液箱的拉力传感器、温度传感器和液位传感器监测乳化液实时状态信息并发送至DSP控制终端,DSP控制终端根据密度法原理求解当前乳化液浓度并上传至上位机,实现实时在线检测功能。采用温度补偿技术减小不同温度下的测量误差,采用FIR数字滤波技术对传感器支架和箱体带来的振动干扰进行滤波,并采用梯度下降算法校正拉力传感器参数,提高测量精度。实验结果表明,该系统可实时在线检测矿用乳化液浓度,检测值和标准值的最大误差为1.5%,满足煤矿生产要求。     

基于弯曲振动超声换能器的远距离测量

未知环境下的实时障碍探测是陆地自主车(也称室外移动机器人)智能导航的关键技术.超声波传感器与其它环境探测传感器相比,具有价格低廉、便于安装使用且不受光线影响的优点,在国内外移动机器人测距系统中得到了广泛应用.但由于作用距离较短的原因,超声波传感器一般用于机器人低速运行在静态环境中的短距离测量,无法作为高速行驶陆地自主车的前视传感器来使用.针对这一情况,研制了一种高功率低频率的远距离超声传感器,其波束角为9,最大作用距离可超过35m,能满足高速行驶的陆地自主车进行远距离测距的要求.     

基于无线传感器的水质监测系统仿真设计

研究水质监测系统问题,传统水质监测系统不能对水质参数进行在线监测,难以准确检测水质参数的动态变化,水质参数检测误差大。为提高水质参数的检测精度,提出一种无线传感器网络水质监测系统。系统综合利用了无线传感器网络和GPRS无线通信优点,构建一个灵活、快速的水质监测系统,从而实现对水质参数进行远程、实时监测。仿真结果表明,改进系统能够很好满足水质智能、在线检测和实时传输要求,提高了水质参数监测精度,检测结果稳定、可扩展性强。     

一种WSNs燃爆参数实时监测预警系统研究

燃爆事故时有发生,为减少安全隐患,以葡萄式洞库为例设计了一种基于无线传感器网络(WSNs)的便携式燃爆参数实时预警系统.该系统不仅能在线监测多点燃爆参数,且预警终端为第一线工作人员随身携带,无需人工干预,实现伴随式实时预警,解决了远程监控不能实时通知现场人员的问题,为现场人员提供更大的安全保障.系统具有较强的可移植性和可扩展性,便于安装携带,具有广泛的适用性.