基于LabVIEW和MATLAB的数字孪生供热系统平台的设计与仿真

数字孪生技术充分利用物理结构、传感器更新、设备运行历史等数据通过集成多领域、多物理量、多可能性的模拟过程，在虚拟空间中进行镜像，以此表达相对应的实物装置的整个生命周期过程。从智慧供热的发展历史来看，依托现代工业系统理念，提出了基于"数字孪生"的智能供热系统结构。首先介绍了数字孪生的基本结构，给出了数字孪生的构建方式基于虚拟仪器Labview的大数据采集、处理、归档、仿真；然后以采集的数据为基础，得到供热系统的孪生模型，叙述了数字孪生技术解决的关键问题；最后，通过Labview仿真平台调用Matlab中神经网络智能算法，得到基于大数据采集以及经过智能算法优化后的参数，同时系统将参数反馈给物理实体设备，从而完成孪生模型的仿真、优化、反馈过程。通过热网系统优化仿真案例验证了Labview和Matlab混合编程在建立的孪生供热平台上、应用的有效性。     

电力物联网中5G边缘计算技术的研究

为解决电力物联网中海量设备接入诉求,云服务器集中处理架构逐渐向边缘计算模式演进, 电力物联网演进为云、网、边、端四层模型。本文根据现有电力业务类型和传输需求,分析了电力物联网中边缘计算面临的技术难点,提出采用基于时隙的灵活调度,并结合自时隙结构和灵活时隙配置等方案改进边缘计算网络中的端到端时延; 采用基于5QI配置及ARP优先级方案提升电力物联网中业务保障效果,采用业务安全隔离是保障电力业务安全运行。文章最后给出了基于5G技术的边缘计算网关体系架设和技术特点,指出可以充分利用基于5G的创新技术, 提升电力物联网中边缘计算有效性和安全性,满足电力物联网蓬勃应用的需要。     

电子鼻技术对甘薯储藏中长喙壳菌侵染病变程度判别

针对甘薯受到病原菌侵害后，引发储藏病害产生毒素问题，提出了一种基于电子鼻技术，利用化学计量学对甘薯储藏病害的病变程度进行判别的方法，以期为库存甘薯储藏病害的识别提供技术参考。通过主成分分析(PCA)、偏最小二乘法 －判别分析(PLS-DA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)、BP神经网络(BPNN)和支持向量机(SVM)对长喙壳菌侵染后不同病变程度的甘薯气味响应特征值进行分析判别。结果表明，PCA、PLS-DA、OPLS-DA)均可对3类病变程度的甘薯进行有效的区分。BPNN 模型未能对3类病变甘薯进行有效的区分。SVM利用交叉验证算法优化(Best c＝0.2500 Best g＝0.3789)并建立模型。测试集的准确率为96%。因此，电子鼻技术可对甘薯储藏病害程度实现区分，且具有较好的判别效果。     

共享式智能洗衣机控制系统设计

针对传统投币式洗衣机支付繁琐、智能化程度低的问题,设计了一种可通过手机APP、服务器、GPRS建立的通信网络来控制洗衣的共享式智能洗衣机控制系统。手机客户端完成洗衣预约、在线支付并将信号发给云端服务器;云端服务器链接GPRS模块控制洗衣机工作;洗衣机将工作状态实时上传到云端服务器并反馈给手机客户端。控制系统硬件部分采用ARM系列基于Cortex-M0内核的STM32F030控制芯片,结合软件实现衣物模糊称重、水位监测协同控制洗衣进水量、防掉电定时存储当前洗衣工作状态、故障监测与反馈、工作状态反馈等。做出的实物通过实际测试验证了系统性能的合理性、可靠性和稳定性。     

基于ARM Cotex-M0的高续航可充电定位鞋垫设计与实现

本文研制了一种新型的基于ARM Cotex-M0的高续航可充电定位鞋垫。该鞋垫能够提供GPS定位、基站定位、WiFi定位等多种定位功能。本系统通过在Windows、android平台上构建Lighttpd轻量级Web服务器和设计开发功能程序、底层驱动程序、自定义PCB(Printed Circuit Board)和C语言来实现该系统的软硬件开发。本系统具有超低功耗、高续航、GPS定位精准、速度快的特性以及网络设备跨平台控制能力。大量实验表明该系统能够在不充电的情况下高负荷工作两天,且系统运行稳定可靠。     

基于微纳敏感材料的蜂蜜种类区分方法研究

基于三维网状微孔结构的泡沫镍微纳敏感材料,探索了一种可用于蜂蜜种类区分的电化学感知系统,以泡沫镍材料作为工作电极,Pt电极作为对电极,Ag/ AgCl(饱和KCl溶液)电极作为参比电极,实验对比了多种电极对蜂蜜的检测效果,从而确定泡沫镍更适合蜂蜜类型区分。实验检测蜂王浆、菊花蜂蜜、枇杷蜂蜜三种蜂蜜的循环伏安法(CV)和电流－时间曲线法(i-t检测数据,CV扫描结果表明了各类蜂蜜中的糖分在泡沫镍材料上发生了明显的氧化－还原反应,i-t实验结果表明三种不同蜂蜜在不同的工作电极下体现出多种特征,泡沫镍的特征最为显著,并依据该特征实现蜂蜜种类的区分,对比实验结果表明泡沫镍电极对不同类型蜂蜜具有良好的灵敏性,干扰实验结果表明该微纳电极具有较好的抗干扰能力。本文所探索的方法具有灵敏度高、操作简便、耗时短、成本低等优势,为蜂蜜的种类区分和真伪鉴别提供了一种新的思路。     

光栅阵列测振系统研究

针对传统光纤振动传感器信噪比低、噪音大、灵敏度低或者监测距离短等问题,设计了一种光栅阵列振动传感系统,系统以一系列弱反射光栅传感器为敏感单元,利用波分复用技术对光栅传感器进行传感网络的组建,利用双脉冲调制的方法,还原了振动信号,在工程应用中,该系统能对入侵行为进行实时监控,并能快速、有效地确定入侵信号,具有较高的灵敏度,并在一定程度上排除了环境干扰,有利于在大区域,长距离的监控领域获得应用。     

高精度铂电阻温度采集系统设计与实现

针对当前铂电阻温度采集系统中存在的不能有效减小测量误差、现场接线可靠性低以及不能准确进行故障诊断等问题,设计了一种具备自诊断功能的四线制高精度铂电阻温度采集系统,包括铂电阻温度传感器、自诊断及标定模块、恒流源和电压采集模块,利用MATLAB软件对采集系统进行了建模与仿真分析,同时搭建了硬件电路并进行实物测试。仿真和实物测试结果表明,该温度采集系统不仅能够极大改善线路电缆误差和器件一致性误差问题,而且能够实现在线路发生断线故障时及时准确的对故障进行自诊断定位,能够大幅提升温度智能化诊断检测水平。     

软件无线电跳频技术研究

软件无线电台是软件无线电技术在通信电台中的应用,本文围绕软件无线电技术与跳频技术概念简介、DDS基本概念与设计原理简介、DDS在软件无线电跳频技术中的应用、跳频功能在软件方面的实现四大部分展开讨论,对软件无线电跳频技术进行了一个系统的研究。     

基于ZnO薄膜光学温变特性的光纤布拉格光栅传感器

ZnO薄膜具备吸收光谱的温变特性,可有效促进光纤布拉格光栅传感器的工作性能。因此设计了基于ZnO薄膜光学温变特性的光纤布拉格光栅传感器,选用高纯度的ZnO靶材在多功能多元镀膜系统,通过Haruo Takashashi构建计算模型,设计具有光学温变特性的光纤布拉格光栅传感器。其中温度传感头通过将制备好的ZnO薄膜镀于蓝宝石三棱镜斜边面上,结合蓝宝石三棱镜、凸透镜以及光纤面,加强光源利用率,实现光纤布拉格光栅传感器的设计。实验结果表明,所设计的光纤布拉格光栅传感器的波长漂移量会随着ZnO薄膜热膨胀系数不断提高而增加,ZnO薄膜等效折射率大的波长漂移量要比等效折射率小的低,对比多种传感器性能后,发现所设计的传感器温测范围广、响应时间短、测量精准度高。