压阻式柔性压力传感器阵列信号采集系统设计

针对触觉传感检测的实际需求,基于STM32单片机,采用分档分压与恒流源相结合的方法设计了一种压阻式柔性压力传感器阵列信号采集系统;基于串口通信技术设计了计算机信号读取与分析系统.设计开发的系统可以实现传感器阵列信号的实时采集、分析和存储,系统稳定性较好.采用标准电阻对研制的信号采集系统进行了性能检验,系统测量阻值与标准...     

ZYNQ主控芯片的高速数据采集系统设计

传统的数据采集系统一般在FPGA平台或ARM平台进行研发.对于系统的两大研发重点:时序驱动设计以及传输控制设计,采用单一平台的方案均存在不足.为此,本文提出了 一种灵活的开发思路,联合FPGA与ARM的固有优势,采用ZYNQ作为主控芯片.ZYNQ的PL(FPGA)部分完成A/D驱动开发,ZYNQ的PS(ARM)部分搭载...     

柔性压力传感阵列弯曲应变与温变联合补偿方法

围绕柔性压力传感器阵列在弯曲且温度变化的物体表面进行压力测量时会表现出复杂的压力特性,提出了基于深度相机与红外相机的传感器联合补偿装置,介绍了联合补偿装置获取各传感单元补偿参考量与计算真实压力值的方法。采用COMSOL软件对柔性压力传感器阵列进行仿真建模,搭建了各传感单元弯曲应变量各不相同的仿真场景,生成了弯曲应变与温变联合补偿模型的样本集。构建了基于BP神经网络的柔性压力传感器阵列弯曲应变与温变联合补偿模型,经计算验证,压力补偿值与真实值之间的相对误差百分比控制在0.4%以内,补偿效果明显,满足了各传感单元弯曲应变情况不同需要实现精准补偿的需求,对于柔性压力传感器阵列的实际应用具有借鉴作用。     

光纤传感阵列

阐述了光纤传感阵列的组阵原理及典型结构。讨论了传输系统参数估算。给出了系统设计实例。     

基于FPGA的高速图像数据采集系统设计

介绍了新型高速数字相机PT-41-04M60的基本功能和配置方法,4M60相机使用Camera Link接口传输数据。根据Camera Link接口标准与协议,以FPGA为主控单元,设计了Camera Link协议的硬件电路实现图像采集。FPGA开发板采用Xilinx公司Virtex-6系列的XC6VLX240T,充分满足设计需求。实验结果证明系统能够成功地实现图像采集并显示。     

高速多路实时数据采集处理系统设计

介绍了以(PLD)为核心处理芯片的多路数据采集系统的实现方法。该系统通过高速状态机直接将采样数据储存到高速缓冲SRAM阵列中,然后再转存至低速存储器(SDRAM)中,再由CPLD构成的滤波器进行数据处理,整个系统由CPLD和单片微控制器进行联合控制。采用3块TI公司的8位80MSPS的高速单流水线A／D芯片TLV5580采集数据,通过延迟流水采样技术可实现对24路通道,最高采样率为240MHz的模拟信号的采集和处理;采用ALTERA公司的CPLD芯片EPF10K10AFC256-1实现数据处理。通过仿真和调试运行,验证了复杂的数据处理过程被大大简化了,整个系统高速、紧凑,具有良好的抗干扰性。     

阵列式硅压阻压力传感器的研究

介绍了一种阵列式硅压阻压力传感器 ,就其设计结构、生长工艺及实验结果进行了概要地阐述 ,其生长工艺将微机械加工工艺和半导体平面CMOS工艺融为一体。     

面向人体运动检测的纸基柔性压力阵列传感器

针对制备同时具有高灵敏度和大工作范围的柔性压力阵列传感器的挑战,以无尘纸作为基底,采用石墨烯—碳纳米管导电涂料和聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行混合作为涂层,利用PDMS的粘性与涂料的导电性进行电气连接,使用激光切割进行阵列设计,高灵敏度(3.29 kPa~(-1))、大工作范围(0～45 kPa)的压力阵列传感器研制成功,同时纸基材料不易连接的问题也得到了解决。该传感器不仅可以用于检测大幅度的肢体运动,还可以用于探测细微的人体动作。由于该传感器具有柔软、灵敏度高、制造工艺简便、成本低、电气连接简便等优点,显示了其在可穿戴传感器领域和智能机器人触觉领域的应用潜力。     

多通道高速数据采集卡的设计

通过对多通道高速同步数据采集卡的具体设计、制作，对其基本功能、特点、总体设计方案、工作原理及有关问题作了较深入的说明。     

基于PCI-E总线的高速光纤数据采集系统设计

设计了一个基于PCI-E总线的高速光纤数据采集系统。对高速光纤数据的处理、传输、存储和WDM驱动程序的开发做了论述。经测试表明,该系统能够对处理后的2路2.5 Gb/s SDH光纤信号连续采集近3小时不丢帧,采集的数据量达6 TB,稳定的存盘速率高达600 MB/s,具有很好的应用价值。     

模块式可扩展的高速同步采集记录系统设计

为解决多通道高速同步采集记录系统中的通道扩展、采集同步等问题,建立一个采用通用接口、模块化可扩展的高速同步记录系统。由时钟模块输出同步时钟并触发信号控制采集模块,数据在主板控制器下通过 PCIE接口写入存储模块,时钟模块一级级联实现128路采集记录。在此架构下,设计采集模块上的FPGA逻辑结构,实现多种触发和采集功能。经实例测试验证,该系统实现了14 bit 180 M Hz连续采样,同步性能稳定,通带较平坦。     

阵列式MEMS矢量水听器的信息采集系统设计

设计了一种应用于阵列式MEMS矢量水听器的水下信息采集系统,用于采集水声信号和水听器姿态信息;采集信息经编码后通过RS422接口输出。设计了一种低噪声前置放大电路来对模拟信号进行调理;对于时统信号和姿态信号,采用抽样判决进行消抖,保证了信号接收的准确性。将采集系统与水听器封装一体后进行了测试,结果表明,系统工作稳定,可准确采集水听器的水下信息。     

A privacy-preserving and unobtrusive sitting posture recognition system via pressure array sensor and infrared array sensor for office workers

Sitting posture recognition is essential in preventing work-related musculoskeletal disorders (WMSDs). WMSDs are of huge concern for office workers whose working process is averagely 81.8% sedentary. Prevailing studies have utilized cameras, wearables, and pressure sensors to recognize sitting postures. The cameras and wearables can achieve accurate recognition results, while personal privacy concerns and inconvenience for long-term use impede their adoption. Meanwhile, the pressure sensors are privacy-preserving and convenient. However, they cannot accurately recognize the sitting posture with different states of the trunk, head, upper extremity, and lower extremity. Considering the pros and cons of those approaches, this study proposes a novel privacy-preserving and unobtrusive sitting posture recognition system, which combines a pressure array sensor with another privacy-preserving sensing technology, i.e., an infrared array (IRA) sensor. Moreover, a deep learning-based sitting posture recognition algorithm is developed, which adopts a feature-level fusion strategy and does not require a complex handcrafted feature extraction process. Based on the ergonomics studies, ten daily sitting postures with the states of different body parts are selected. This system achieved an overall 90.6% accuracy using the leave-subject-out validation approach based on the self-collected dataset from 21 subjects. It has a great potential for privacy-preserving and unobtrusive related applications for sitting posture management.     

基于LabVIEW的FBG温度传感器数据采集系统设计

针对光纤B ragg光栅(FBG)温度传感器实时监测过程中,对数据采集和处理的快速、准确的要求,提出了一种基于虚拟仪器技术的实时数据采集处理系统设计方案。该方案在首先考虑FBG温度传感器原理的基础上设计了数据采集处理系统,应用虚拟仪器软件LabVIEW语言编写程序,实现了对数据采集系统的控制与处理。对FBG温度传感器的实验测试表明:所设计的系统能够满足FBG传感器实时数据采集和处理的要求。     

传感器驱动下远程图像采集系统设计

远程图像采集是物联网中获取控制节点信息的重要手段.以嵌入式STM32F407处理器为核心,设计了一种在震动传感器和人体红外传感器驱动下的远程图像采集系统.该系统不仅具有远程图像的主动式和交互式采集功能,而且具有GSM,WiFi和MMS三种远程数据传输方式,同时支持智能手机和PC作为远程图像采集的控制中心.系统满足了不同环境下对远程图像采集的要求,具有较好的实际应用前景.     

高速信号采集存储及传输系统的设计与实现

为解决高速数据采集系统中的数据缓存和传输速度瓶颈,设计并实现了一种基于光纤通道协议和DDR2 SODIMM存储的高速数据传输、存储系统。利用Stratix Ⅳ GX系列FPGA和QuartusⅡ中自带的DDR2 IP核以及高速收发器IP核,实现了PCI9056的本地接口、DDR2控制器、光纤通道协议和高速串行数据的转换发送,最终实现了数据的高速存储和传输。     

基于FPGA的多功能数据采集系统设计

设计了一种以现场可编程门阵列(FPGA)为核心的数据采集系统.系统具有4个采集通道,直接通过上位机的指令配置,可根据实际需求选择实时采样或高速采样.设计了采集系统的硬件电路,开发了FPGA程序,以实现数据采集、存储、自动电桥平衡、状态反馈等功能,采用RS-232串口方式与上位机通信.实验证明:系统实现了预期功能,可达到实时采样频率为2.88 kHz和高速采样频率为91.5 kHz的数据采集.     

高精度无油封压力传感器设计

设计了一种新的传感器封装方法。该方法采用双膜片结构,无油封装。压力膜片为硅-蓝宝石材料,通过硅的压阻效应,利用下膜片实现压力传递,上膜片的惠斯登电桥将感受的压力转换为电压信号。经过温度补偿,使热漂移信号大幅度降低。试验结果表明:在常温条件下,传感器准确度为0.14%FS。在-55~200℃范围内,热零点漂移为0.48×10-3%FS/℃,热灵敏度漂移为0.61×10-3%FS/℃。     

基于比色传感器阵列的农残检测系统设计

针对传统农残检测方法需使用大型分析仪器、操作复杂等不足之处,根据比色传感器阵列与待测样品交叉响应产生颜色变化的基本原理,设计了一种新型的农残检测系统.系统的下位机为PIC16F877A微控制器,辅助上位机完成对检测温度和检测流程的控制;上位机完成对比色传感器阵列的图像采集和图像处理,获得检测结果.最后应用该系统对浓度为0.1mg/L的3种农药溶液进行检测,结果表明:该系统能准确检测识别这3种农药溶液.