无线胸外按压反馈监测系统的设计与实现

介绍了一种基于无线传感器网络的胸外按压反馈监测系统.该系统集成了压力传感器、加速度传感器和心电监测模块,可实时采样处理胸外按压过程中多项关键参数.该系统基于无线通信网络,采用优化设计的无线通信协议和无线基站监测界面,实现了一台基站对多节点胸外按压反馈数据的无线监测.     

基于微加速度计的鼠标系统设计

设计了一种新型的输入设备--微加速度计鼠标系统,该系统融合了MEMS微加速度计和无线射频技术,能够实现传统鼠标的功能.该系统由用户控制和信号接收两部分组成.无线射频技术使得用户控制模块能够摆脱线缆的束缚,在空中自由运动,并可通过人体任何部位进行控制.二维旋转角算法和按键模拟算法的提出,使该鼠标系统能达到比传统鼠标更高的控制精度、更高的DPI,实现无按键的操作.     

基于一维卷积神经网络的实时心脏按压评估

在评估胸外心脏按压加速度波形时,现有的利用加速度波形积分计算胸外心脏按压距离的方法多数存在积分漂移、误差累积的问题。在波形分割和标签修正的基础上,提出一种基于一维卷积神经网络的胸外心脏按压波形的识别算法。对滤波后的数据进行脉冲识别,使用滑动窗口模型分割识别后的脉冲得到单次按压的加速度波形,根据数据离散程度对标签进行修正,解决标签可信度低的问题,在此基础上运用学习率衰减、Adam算法等构建一维卷积神经网络模型并进行优化。实验结果表明,该算法基于一维卷积神经网络的分类正确率达到99.4%,对比传统的积分算法、BP神经网络算法提升近5%,且不受按压遮挡、电磁波干扰等因素的影响,对于胸外心脏按压评估具有良好的效果。     

基于加速度计的手指运动姿态检测

针对动态测量手指关节角度的需要,设计了一种基于MEMS加速度计的手指运动姿态检测方法。在该方法中,通过固定于手指上的三轴加速度计ADXL330的各个敏感轴感受到的重力加速度分量的大小来检测手指的关节角度。为了验证该方法的可行性,设计了一步进电机控制的能在竖直平面内转动的装置,通过同步检测传感器的输出和电机转动的角度,评估传感器在动态条件下的测量精度,结果表明:在动态条件下,其绝对误差为1°～2.5°,相对误差为3%～6%。在此基础上,将传感器用于测量手指关节的运动姿态,采集手指敲击键盘时传感器的输出,通过数据处理获得食指MCP关节、PIP关节和DIP关节随时间的变化关系。实验结果表明:加速度计可以有效地检测手指的运动姿态。     

基于MEMS加速度计的管道位移检测系统设计

为了解决复杂地形下的矿浆输送管道线小位移引起的安全问题,提出了一种基于MEMS加速度计和单片机、无线通信结合的管道小位移检测系统。该系统主要包括太阳能供电模块、位移数据采集模块、无线数据收发模块、数据存储和显示模块,并通过串口将位移数据送PC显示,供管道运行中控室作为判断运行安全与否的依据。实验表明:当管道位移达到阈值时,可以有效报警。系统结构简单,工作稳定,可以有效预测管道位移。     

基于加速度计的坐标系匹配方法研究

为了提高加速度计应用中坐标系的匹配精度,提出了基于加速度计的坐标系匹配方法,介绍了其基本原理,并对加速度计的测角方法进行了深入研究.试验结果表明:该方法测量最大误差≤0.3°,满足实际应用要求,有效地解决了加速度计应用中的坐标系匹配问题.     

基于MEMS加速度计的混凝土内部缺陷检测系统

针对冲击回波法进行混凝土内部缺陷检测时,传统的单点有线检测方式存在精度低、检测复杂的问题,提出了一种基于MEMS三轴加速度计的快速检测算法,同时搭建了相应的硬件系统.该系统节点采用MEMS加速度计作为拾振器,利用FPGA作为无线传感器网络节点的控制核心,通过2.4 GHz ISM频段与上位机进行无线通信.经实验测试,系...     

基于LabVIEW的加速度计模型参数辨识模块设计

加速度计的模型参数辨识对研究加速度计动态特性具有重要作用.针对加速度计动态特性测试系统中加速度计模型参数辨识模块的设计,利用LabVIEW图形化编程的特点,以最小二乘原理为基础,通过对加速度计频域响应函数的拟合实现了加速度计模型参数的辨识,并构建了可视化软面板.实验测试表明:所设计模块能够实现加速度计模型参数辨识,有较高的参数辨识精度,并具有良好的人机交互,所辨识出的模型能够描述加速度计的动态特性.     

电容式微加速度计的闭环检测技术研究

针对分立元件电路噪声与干扰大的特点,设计了基于调制解调方法的微加速度计闭环检测系统,详细介绍了该闭环检测系统的原理框图及实现方法,讨论了该闭环检测系统的数学模型,并且利用精密转台对该微加速度计的性能进行了测试,测试结果表明,该微加速度计测量线性度为2.5%,量程为±1g,刻度因子为3V/g。     

基于FBG的新型加速度计研究

设计了一种新型的差动式光纤布拉格光栅(Fiber Bragg grating,FBG)加速度计,论述了其传感结构的设计原理、理论分析和有限元仿真。文中设计的主梁与微梁相结合的差动结构形式,克服了传统悬臂梁结构FBG加速度计存在的固有频率与灵敏度相互制约的矛盾,提高了固有频率和灵敏度。同时,为了解决单悬臂梁结构加速度计存在的温度补偿问题,设计了差动式光学检测系统,使该加速度计的灵敏度较传统单悬臂梁结构提高了一倍。理论分析结果表明,该加速度计灵敏度可达到52.7pm/gn,固有频率250Hz。实验结果表明,该结构提高了加速度计的灵敏度,有效解决了FBG加速度计应变和温度交叉敏感问题,实验结果与仿真数据具有很好的一致性。     

基于双重压缩协议的医学图像压缩方法研究

针对医学图像数据量大、存储和传输对内存和带宽要求高的问题,提出一种基于双重压缩协议的医学图像压缩方法。首先,使用方形网络对图像进行缩小处理;然后,利用数字水印技术在缩小图像的每个像素中,嵌入该像素最佳放大方法的编码;最后,对水印图像利用JPEG-LS无损压缩,得到最终的压缩图像,并进行存储和传输。对磁共振（MR）图像和计算机断层（CT）图像两种医学图像进行实验,实验结果表明,与其他方法相比,所提方法具有明显的优势,在高压缩比的情况下,能够保留良好的图像质量。     

基于舰船振动检测的数据压缩算法的研究

舰船振动检测会产生大量的数据,由于受到触发方式和存储器容量的限制,必须对大量的数据进行压缩。通过理论分析有损压缩的冗余度和压缩熵,分析了外界噪声与AD的分辨力的关系,并将该算法运用到实际的舰船振动检测中。试验表明:该算法的压缩效果与被测信号变化快慢、信道噪声特性有关,在实际动态数据压缩处理中,压缩效果十分明显。     

基于MEMS的微电容式无线加速度传感器的研究

介绍了一种基于MEMS技术制作的微电容式无线加速度传感器的设计与实现。研究了无线加速度传感器的整体设计方案,给出了硬件电路设计和软件设计过程,并实现了原型产品的调试与制作。为验证原型产品的有效性,将其安装在实际桥梁上进行振动测试,给出了数据分析计算结果。     

声表面波加速度计中压膜阻尼技术的研究

分析论证了压膜阻尼应用于声表面波加速度计的可行性。利用机电模拟方法,建立完整的声表面波加速度计等效电路模型。通过对该模型进行计算机仿真分析,总结出各种压膜阻尼参数影响声表面波加速度计性能的规律,从而为声表面波加速度计的设计提供重要的理论依据。     

基于PID反馈的高Q值加速度计闭环检测电路

高Q值加速度计由于能够很好地降低热机械布朗噪声,被广泛应用于高精度低噪声检测领域,相应的闭环接口电路却成为其应用的困难之一.通过分析传感器的器件结构和动态响应,提出了一种基于PID反馈的闭环检测电路来克服传感器因高Q值造成的不利影响,改善系统的频率特性和动态响应.根据设计原理设计和测试了基于PCB板级的闭环检测电路.电...     

超低频动圈换能伺服加速度计的研究

动圈换能有源伺服式加速度拾振器是利用伺服放大和速度反馈的原理来提高弹簧质量系统的阻尼,它可以实现无源电动式速度摆加速度拾振器无法达到的超大阻尼,从而实现动圈换能的超低频加速度测量。介绍了一种利用此种方法实现的低频下限达到0.01Hz的2005型加速度计。阐述了其原理和标定方法,并介绍了其主要技术性能及试验结果和分析。试验结果表明:伺服加速度计在其频带内频率误差小于0.1%,线性度为0.15%。     

压电加速度传感器的建模方法研究

介绍了压电加速度传感器固有频率的计算方法,根据中心压缩型和平面剪切型压电传感器的物理模型,建立其力学模型。通过计算和实验结果对比,引入接触刚度对计算模型进行修正,结果表明本文的计算方法是正确的。     

基于加速度传感器的中文签名身份认证

采集用户在签名过程中的三轴加速度信息,可用来实现身份认证。中文签名结构较为复杂,在空中书写的过程难以被模仿,但同时也会使同一用户不同次签名间的差异增大,提高认证难度。传统的二维签名或三维手势认证方法并不能解决这一问题。为了提高中文空中签名身份认证效果,改进了全局序列对齐（GSA）算法,对匹配后的序列进行插值操作。不同于传统GSA算法通过最终匹配分数反映序列间相似度,引入两种距离指标（欧氏距离和绝对值距离）计算序列间的差异。实验结果表明,基于距离指标的两种GSA算法均能提高认证精度,与传统算法相比,二者的系统等误率（EER）分别降低了37.6%和52.6%。     

JPEG图像双重压缩偏移量估计的篡改区域自动检测定位

目的 为了解决现有图像区域复制篡改检测算法只能识别图像中成对的相似区域而不能准确定位篡改区域的问题,提出一种基于JPEG(joint photographic experts group)图像双重压缩偏移量估计的篡改区域自动检测定位方法。方法 首先利用尺度不变特征变换(SIFT)算法提取图像的特征点和相应的特征向量,并采用最近邻算法对特征向量进行初步匹配,接下来结合特征点的色调饱和度(HSI)彩色特征进行优化匹配,消除彩色信息不一致引发的误匹配;然后利用随机样本一致性(RANSAC)算法对匹配对之间的仿射变换参数进行估计并消除错配,通过构建区域相关图确定完整的复制粘贴区域;最后根据对复制粘贴区域分别估计的JPEG双重压缩偏移量区分复制区域和篡改区域。结果 与经典SIFT和SURF(speeded up robust features)的检测方法相比,本文方法在实现较高检测率的同时,有效降低了检测虚警率。当第2次JPEG压缩的质量因子大于第1次时,篡改区域的检出率可以达到96%以上。 结论 本文方法可以有效定位JPEG图像的区域复制篡改区域,并且对复制区域的几何变换以及常见的后处理操作具有较强的鲁棒性。