基于多传感器融合的高精度温度监测系统设计

针对在复杂环境下的温度参数高精度测量的需求,设计了一种基于多传感器融合的温度参数监测系统。以STM32单片机作为主控芯片,使用了铂电阻和数字式两种温度传感器,设计了带反馈的高精度电压基准电路来保证铂电阻传感器电桥输出数据的稳定性,用多个传感器融合方式可提高测量系统的抗干扰性,结合无线通讯模块,可以满足系统远距离监测的设计需求。实验结果表明,该系统测量精度可以达到±0.1℃,而且结构简单,可靠性好,易于改装,在工业领域环境监测方向具有广泛的应用前景。     

直流输电换流阀光纤测温系统设计及试验研究

为实时在线监测高压直流输电(HVDC)换流阀运行过程中温度分布情况,设计基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器的实时温度监测系统。对FBG传感器进行了校准,通过对校准数据点的二项式数据拟合方式实现HVDC换流阀温度监测对光纤温度测量数据的精度要求。设计了适合HVDC换流阀的FBG温度传感器的技术参数、传感器测点外观要求和测温光纤的布局结构,通过对HVDC换流阀热运行试验中关键元件测点温度实时监测和后期数据分析处理,获得可靠有效的测量数据,成为HVDC换流阀设计和试验验证重要的测试手段。结果表明,这里设计的FBG温度在线监测系统具有可靠的远程在线实时监测功能,在HVDC换流阀研发试验和工程应用中具有较高的实际应用价值。     

基于Zigbee技术的温湿度监测系统

为解决工厂中温湿度测量的问题,设计了一种基于 ZigBee 技术的无线监测系统,解决了传统有线监测系统的成本高、组网复杂、网络覆盖范围小等问题。采用 LabVIEW 编写了 PC 平台操作界面,采用 CC2530组建无线传感网络,使用 TSYS01温度传感器与 HTU21D 湿度传感器作为传感节点建立整套温湿度监测系统,介绍了该系统的构成原理,协调器以及终端节点的硬件电路和软件设计方案。系统使用线性拟合算法将传感器测量到的温度与湿度数据与标定数据进行误差补偿,达到较高测量精度。实验结果表明,该系统温度测量误差小于±0.1℃,湿度测量误差小于±2%RH,能精确测量工厂内温湿度。     

基于脉冲转换温度传感方法的电力设备温度监测系统研究

为了准确测量电力系统中设备关键节点的温度变化,综合考虑绝缘和电磁兼容要求,提出一种基于脉冲转换温度传感芯片的电力设备温度监测系统。该系统采用射频识别技术进行通信,同时采用蒙特卡洛分析法确定了传感器芯片误差修正方法,并提出误差修正公式。最后,在开关柜上进行实际测试。结果显示,本系统可真实反映温度变化,提升了温度测量精度,为准确实现电力设备温度监测提供了一种有效方法。     

变光程透射式浊度仪的研究

针对传统透射式浊度检测仪在较低浊度范围测量精度不高的特点,提出一种变光程透射式测量方法,消除对透射光测量的干扰因素,基于此方法设计了一种新型变光程透射式浊度仪,介绍了仪器的工作原理和传感器结构,简化了浊度传感器的光路结构设计,降低了浊度传感器的体积和成本。该系统以STM32单片机为核心,进行电路控制和信号处理,抗干扰能力强。根据ISO7027标准配置浊度标准溶液并进行相关实验,验证自制仪器的可靠性稳定性,在低浊度测量范围提升了透射式浊度仪的测量精度。     

基于二维回归分析法的霍尔电流传感器温度补偿

霍尔电流传感器受温度影响比较大,因此需要对该传感器进行温度补偿。本文在恒温场中对霍尔电流传感器施加不同的测试电流,用温度传感器监测它的工作温度,根据监测结果采用二维回归分析法建立起被测电流、霍尔电流传感器输出电压和其丁作温度之间的函数关系并进行数据融合处理,削弱温度对该电流传感器的干扰。融合结果表明,补偿后比补偿前该电流传感器的测量精度提高了1～2个数量级。将该算法存储到单片机中,通过硬件电路实现对两传感器采集数据的实时处理,使得该传感测试系统具有一定的自适应能力。同以往的方法相比,该软件补偿方法更能满足实际测量的要求。     

巨磁阻传感器输出非线性与温漂的补偿

采用巨磁阻(GMR)传感器可无接触测量直流大电流,可避免高压直流输电系统中高压直流电流传感器的热耗问题,并提高整个测量系统的稳定性。为同时对GMR传感器进行非线性补偿与温漂补偿以提高其测量精度和稳定性,提出了基于最小二乘支持向量机(LSSVM)与粒子群参数优化相结合的多传感器信息融合算法。使用LSSVM方法重构GMR传感器的传输特性,最后利用粒子群算法优化LSSVM的参数,得到GMR传感器传输特性的重构公式,用于对被测电流进行估算。采用温度传感器PT1000实时监测1台GMR传感器的温度,对该GMR传感器进行了标定实验和分析,结果表明:在-40～40°C的温度变化范围内,经重构的GMR传感器最大可测量电流为1 500A,且输出准确度明显提高,平均补偿误差<1.5%,能够满足一般高压直流电流的测量要求。     

基于Zigbee无线网络的变压器温度监测系统研究

针对目前对变电站中变压器温度数据监测采用定期测量的方式不容易及时发现变压器异常的弊端,设计了一种基于Zigbee的低功耗、价格低的近程无线网络协议的温度监测系统。首先介绍了本系统的组成与工作原理,其次分析了Zigbee无线网络协议应用于变电站测温的优势,之后结合变压器的特点给出了传感器的拓扑结构,然后分析了本系统的软件结构。     

基于Windows的分布式电网参数监测系统

介绍一种以Windows为软件平台的电网运行参数监测系统。由于软件开发基于Windows,总体硬件采用分布式结构,选用磁平衡式电压、电流传感器,在交流采样、计算上采取了提高精度的措施,因而系统界面友好,实时性高、测量准确、扩展容易。     

基于双传感技术融合的SF_6电气设备泄漏分布式在线监测系统

及时发现SF_6气体早期泄漏并及时处理对保障设备安全和人员安全及减少环境污染具有重要意义。但目前单一的传感器SF_6泄漏检测技术均存在一定的缺陷,无法兼顾泄漏检测的准确性和长期有效性。针对该问题,提出一种基于红外和超声双传感技术融合的SF_6电气设备泄漏分布式在线监测系统。该系统的基本原理是利用红外法和超声法实现对SF_6浓度的测量,其中,红外传感器和超声传感器分别工作在间歇和连续模式。同时该系统实现了O_2浓度、温度和湿度的多点实时测量。研究结果表明,改进的超声法简化了硬件电路设计,减少了相位的偏移,并且超声法测量SF_6浓度时,测量精度与两路信号的相位差、时间差、温度及气室长度相关。同时现场测量数据表明,所研制的在线监测系统具有精度高和稳定性强的优点,有利于及时发现设备的早期泄漏缺陷,便于及时处理。     

基于LabVIEW的土壤温湿度实时监测系统设计

在农田灌溉中土壤的温度和湿度是影响农作物生长发育的关键参数，因此获取土壤温湿度信息以制定人工干预调节措施是稳固生产的重要保证，也是实现智能灌溉的前提。以AT89S52单片机为主控芯片，结合温湿度传感器和计算机，搭建了一套农田土壤温湿度监测硬件平台；以美国国家仪器公司的LabVIEW为软件开发平台，设计并编写了基于状态机程序架构的上位机软件，实现了友好的用户交互界面，完成了对土壤温度、湿度的实时测量、显示与记录等功能，并利用前面板网络发布功能实现了实时监测系统的局域网远程控制。经测试，本系统工作可靠、测量精度高、结构简单、运行稳定、易于调试和扩展，可以准确而且高精度地测量出土壤的温湿度。     

基于AT91RM9200的振动监测数据采集系统

介绍了一种基于ARM微控制器的振动监测数据采集系统,包括系统构成、硬件设计、工作原理、软件设计和性能。该系统可实现同步整周期采样,数据经处理后,通过以太网传送到上位机进行分析,适用于汽轮发电机组的振动监测。     

基于多传感融合的老年人跌倒检测系统

针对老龄化社会对老年人跌倒监测的现实需求,融合三轴加速度传感器、压力传感器与超声测距模块等多传感器信息,研制了便携式老年人跌倒监测系统。该系统以MSP430F149为控制器,通过ZigBee方式来实现监测系统与数据中心之间的通信。采取阈值判断算法来检测跌倒是否发生,并具有自动报警以及手动解除报警的功能。在系统的测试实验中,对于左倒、右倒、前倒、后倒、坐下、起跳和行走等7种人体运动姿态模式进行检测,正确率达99％。本系统的成功研制,可以为老年健康监测物联网提供功能支持,为发生跌倒的老年人得到及时的帮助。     

基于自由轴法的电感测量电路设计

电感探针技术是一项检测金属腐蚀的新技术,通过测量电感探针中测试线圈在金属试片腐蚀前后的电感变化量来测量腐蚀速率.相比传统方法,具有响应速度快、灵敏度高、测量精度高、适用范围广、测量结果几乎不受温度影响等优点.电感的测量精度决定了电感探针腐蚀监测系统的测量精度.因此,电感的高精度测量对于电感探针腐蚀监测系统至关重要.设计的电感测量电路采用自由轴法进行电感测量.电路以STC89C52单片机作为微处理器,选用基于DDS技术的信号发生芯片AD9850产生所需的测试信号,利用阻抗串联分压原理及相敏检波原理,实现了对电感的精确测量,在电感探针腐蚀监测系统中具有较好的应用价值.     

分布式铁路防灾监控单元的设计与实现

本文基于AVR单片机设计了一种铁路防灾安全监控系统的现场新型数据采集平台,采用分布式结构及组网方式,实现了对铁路现场风速、雨量、雪量、地震等数据的实时监控。重点研究了分布式实时监测单元的架构、功能、扩展功能、接口传输及软硬件实现。     

基于无线数传电台的门机操作远程监控系统

基于港口装卸作业过程中操作监控系统的远程实时监控和分析,提出了基于数传电台的解决方案.系统主要由后台管理计算机平台、系统支撑软件(Windows 2000 Server操作系统、SQL Server2008商业数据库等)和采用C8051F020单片机研制的门机操作记录终端构成,通过数传电台的无线数据通信,实现门机操作记...     

太阳能沼气发电工程无线监测系统设计

搭建了太阳能沼气发电工程无线监测系统的硬件系统,基于LabVIEW开发了上位机数据采集、分析与处理程序。采用K型热电偶测量沼液温度、SHT10温湿一体数字传感器测量大气温湿度、压力传感器MCS5540测量沼液压力,通过单片机对传感器信号进行放大、滤波、编码后传输给无线传输发送模块,无线传输接收模块收到数据后经单片机处理后通过RS-232串口传输给上位机。上位机软件采集到沼液温度、大气温湿度、沼气池压力数据后,对数据进行实时显示、保存、超界限报警等功能。     

Design of Intelligent Agricultural Greenhouse Environment Monitoring System

Aiming at the problem of greenhouse environmental information collection in agricultural production, this paper designs a greenhouse monitoring system based on STM32 microcontroller. The system uses STM32F103 series MCU as the main control unit, which is used to receive the detection results of the sensor. The host computer software displays and processes the monitoring data. The temperature and humidity sensors monitor air temperature and humidity. The capacitive soil moisture detection sensor monitors soil moisture. The carbon dioxide sensor monitors the concentration of carbon dioxide. The photosensitive sensor monitors light intensity. This design has low hardware cost and high data acquisition accuracy, which can be applied to the actual greenhouse agricultural production and has wide practicability.     

基于改进机器学习的输电线路弧垂温度估计方法

针对采空区地质塌陷造成的杆塔倾斜、构件断裂等问题,以及现有输电线路弧垂和温度估计方法抗干扰性较低且准确度不高,为此,提出了一种基于LoRa通信与神经网络的输电线路弧垂温度非接触式监测,以保障输电线路的安全运行。首先,利用安装在线路上的智能摄影机和传感器获得线路的弧垂与温度数据。然后,提出了基于LoRa的远程无线通信系统传输监测数据,并发送至数据采集与监视控制系统进行分析以估计线路状态。最后,基于遗传-支持向量机算法估计输电线路的弧垂,以及采用GA-Elman神经网络算法估计输电线路的温度,提高了线路状态估计的准确率。采用搭建的实验平台对所提方法进行论证,结果表明所提方法能够快速获取复杂环境下的监测数据,并且弧垂温度估计准确率优于其他对比方法。