一种一体式pH传感器的研制

为解决传统pH值在线监测仪器存在的传输距离短、测量信号易受干扰、温度补偿可靠性差等问题,设计了一种一体式封装的pH传感器,并介绍了传感器的测量原理、结构设计和测控电路设计.参照相关标准对传感器性能进行了实验验证,其响应时间为10 s,最大漂移为0.04 pH,温度补偿精度为0.03 pH.实验结果表明：传感器响应速度快、测量稳定性好、温度补偿可靠性高,特别适合于水环境监测与水质污染控制等领域的溶液酸碱度监测.     

基于最小二乘法的pH值温度补偿系统设计

温度对水样的pH值和pH值传感器复合电极电位都有影响,通过对pH值测量原理的分析,提出以最小二乘法为原理的pH值传感器温度补偿模型,设计了以ATMEGA128单片机为核心控制器的水样pH值测量系统.通过对测试数据分析表明:该系统测量的数据精度较高,实现了对水样pH的精确测量.     

水产养殖水质pH值无线监测系统设计

设计了一种水产养殖pH值无线监测系统,系统传感器节点以MSP430F149单片机为核心,以nRF905射频芯片为无线通信模块,采用PHG—96FS型传感器采集pH值和水温数据。根据pH电极的测量原理,建立了pH值测量数学模型,采用最佳分段的二次多项式方法拟合温度系数KpH曲线,实现了pH值测量软件温度补偿,提高了测量的准确性。节点软件以IAR Embedded Workbench为开发环境,采用单片机C语言开发,实现节点数据采集与处理、无线传输和串口通信等功能。监测中心软件采用VB 6.0开发,为用户提供形象直观的实时数据监测平台。实验结果表明：系统运行稳定,数据传输正常,能够完成水产养殖水质参数的监测。     

基于红外传感器的高压柜隔离开关触头温度在线监测系统研究

为解决高压柜隔离开关触头温度监测难及高压隔离问题,开发了基于红外温度传感器的无线在线监测系统.该系统将热电堆传感器TPS334与菲涅尔透镜组合作为红外温度传感器,利用nRF905无线收发器实现数据的无线传输,设计了温度在线监测系统的硬件和软件,提出了一种温度补偿方法,补偿后的测量误差在±1.5℃以内,符合工程实际要求.实验结果表明,该系统设计合理、抗干扰能力强,温度监测准确,工作运行稳定可靠.     

基于颜色传感器和LSSVM算法的pH在线检测系统

pH检测在人们日常生活和工农业发展中扮演着重要的角色。本文针对目前常见的检测方法存在检测精度不高、易受环境影响以及操作不便等问题,设计了一种基于颜色传感器和LSSVM的pH在线检测装置。该装置首先将待测溶液喷射到pH试纸上,通过颜色传感器将pH试纸变化后的颜色映射为RGB值,同时利用酸度计测取待测溶液的pH值。然后利用最小二乘支持向量机(LSSVM)建立RGB颜色空间与pH值之间的软测量模型。另外,为了实现装置的远程监测,添加了WSN无线传输模块。实验结果表明:该装置对周围参数变化影响较小,测量精度高,操作简单,能够实现pH值的远程监控。     

基于nRF24L01的pH值监控系统的设计

针对传统pH值监控系统的不足,提出了一种基于nRF24L01无线模块的多点pH值监测系统的设计方案;监控系统以C8051F340为主控制器,传感器节点采用复合电极检测pH值,温度传感器DS18B20检测温度值,通过软件计算实现对pH值的温度补偿,利用nRF24L01无线模块实现和汇聚节点的数据传输;汇聚节点通过C8051F340内嵌的USB控制器,结合Silicon Laboratories公司提供的USBXpress开发工具实现与上位机系统的数据通信;设计了无线通讯协议,为提高无线信道的利用率,减少冗余数据的传播,采用动态数据长度发送和识别数据包;测试结果表明系统测量偏差不高于0.01,电极采集电压值变化不高于0.003,系统具有良好的准确度和重复性。     

水质监测无线传感器网络的硬件设计

针对传统水质监测系统不能对水质参数进行实时在线监测,难以准确检测水质参数的动态变化、水质参数检测误差大等问题,提出了水质监测无线传感器网络（ WSNs）的硬件设计方案。系统主要通过核心单片机CC2530实现传感器节点设计,采用太阳能电池板进行供电,同时设计了采集温度、pH 值的硬件电路,并对硬件电路进行了稳定性试验。在 IRA 开发环境下,进行传感器节点和协调器的编程,使之能够进行通信。实验结果表明：系统温度、pH值的平均相对误差分别为3.06%,1.64%,提高了监测精度。     

多传感器集成的COD在线检测与补偿方法

在自主研发的一种基于臭氧协同紫外消解技术和多传感器集成的化学需氧量(COD)在线检测系统上,融合消解过程中多个传感器的测量信息,得到水样有机物消耗的氧当量.在大量实验的基础上,分别在低、高量程段建立氧当量关于进臭氧量和温度的补偿模型,从而得到补偿后的COD值.实验证明:该模型测量值与理论值的复相关系数高达0.96,准确度较高,可满足检测要求.     

电机定子温度在线监测的无线传感器网络节点设计

针对电机复杂的结构,提出了将无线传感器网络应用到电机定子绕组温度在线监测中,克服了传统在线监测网络的局限性.深刻剖析了铂电阻三线法测温的原理和基于检温计Pt100与可编程片上系统(PSoC)的传感器节点的硬件设计过程,其性能可以满足无线传感器网络节点对功耗的要求,在此基础之上设计了温度传感器节点的软件.实验结果表明:该温度传感器节点能有效地分析和校正误差,测温准确,为组建电机定子温度在线监测的无线传感器网络奠定了基础.     

基于介电常数测量的新型在线油液监测传感器

介绍了一种基于介电常数测量的油液在线监测电容传感器,设计了微小电容检测的软硬件系统,并以此为基础开发了油液在线监测实验系统.对不同铁粉含量润滑油进行的检测实验表明:该传感器可以有效区分不同铁粉含量的润滑油液.进一步实验研究了温度、滑油压力对传感器特性的影响规律,结果表明:温度、压力与传感器电容值之间近似呈线性关系,即温度、压力对润滑油介电常数的影响近似呈线性关系,通过最小二乘拟合得到了传感器电容值随温度、压力的变化曲线,可为基于介电常数的在线油液监测提供参考.     

基于无线传感网络的大体积混凝土裂缝监控技术

对大体积混凝土浇灌过程中的温度和温度应力进行监测与控制,可以有效防止裂缝的产生。在分析了大体积混凝土温度和应力常见监测方法的特点后,提出一种基于无线传感网络和移动agent技术的分布式温度和应力监控系统。系统利用无线传感器节点采集混凝土温度和应力等信号,实现并行的分布式信息采集与处理,安装布置简便;将移动agent应用于无线传感网络以解决异构系统间协作、协调及信息融合,有效降低了冗余数据的传输及节点能耗。详细分析了系统结构组成及设计方法,并利用该系统进行了现场测试,实验结果表明,该系统能够较好实现对混凝土施工过程中的温度、应变情况进行实时在线监测。     

一种改进的室内wsn仿真模型

针对室内无线传播模型具有多径传播效应的特性和无线传感器网络协议栈的特点,提出了一种改进的室内无线传感器网络仿真方法。方法使用阴影模型模拟室内无线传播模型的多径传播效应,结合常用的无线传感器网络节点芯片的性能参数预测出无线信号在室内的实际传输距离,并在NS2中以该无线信道模型为基础,以无线传感器网络协议栈为标准,建立了一个改进的室内无线传感器网络仿真模型。仿真模型的测试结果表明该模型在数据包投递率及网络剩余能量的比率上与实际室内无线传感器网络的性能相似。证明建立的模型能为室内无线传感器网络的实际布网和应用提供可靠的依据。     

基于分段融合的压阻式传感器温度补偿方法

针对硅压阻式压力传感器在工程应用中受环境温度和压力的影响产生漂移,影响测量精度等问题.提出一种基于粒子群优化RBF神经网络与最小二乘法融合的温度补偿模型.使用粒子群算法对常规RBF神经网络的权值和阙值进行优化,提高神经网络的泛化性能和训练效率,增强传感器非线性段温度补偿的效果;使用最小二乘法对线性段进行温度补偿,提高整体模型的补偿效率.以飞思卡尔24 PC型压力传感器进行补偿实验,结果表明:对比优化前的神经网络和最小二乘方法,利用本文方法进行温度补偿,耗时短,总体误差低于其他两种方法.传感器在整个温度区间和压力测试点下的输出基本不受影响,补偿效果明显,数据精度符合课题实验的要求.     

基于不同平面的无线传感器网络节点定位算法

作为一种全新的信息获取和处理平台,无线传感器网络广泛应用在环境恶劣、不可到达领域中实现监测与跟踪任务。考虑到无线传感器通常部署在非平面应用场景,提出了一种基于补偿系数节点定位算法。算法中利用加权平均方法来计算补偿系数,同时在三边测量法中使用最小二乘解来提高无线传感器网络节点自身定位的准确程度。仿真实验表明该算法与传统的位于同一平面理想状态定位算法相比,更能提高定位精度以满足实际应用的需要。     

高精度pH测量仪研究

研究并设计了一种工业用高精度酸碱度(pH)测量仪.该pH测量仪的研制是以低功耗单片机MSP430和pH电极传感器为核心器件,算法上采用软件二点标定和温度补偿法.该pH测量仪具有两点标定、自动温度补偿、历史数据存储、实时数据传输等功能,解决了pH测量仪的高精度、低功耗、历史数据存储和实时数据传输等问题.该pH测量仪已经在工业生产中得到了应用.     

基于服务质量机会测量的传感器网络协作控制机制*

为了消除制约无线传感器网络性能的因素和提高网络控制效率,基于实时网络服务质量机会测量,提出了传感器网络协作控制机制。首先,基于发送端节点和接收端节点状态以及中继节点的协作,测定无线传感器网络实时状态。其次,分析能耗品质和负载品质对网络性能的影响规律。接着,讨论不同分频调制方式对网络性能的影响规律。最后,制定了网络状态感知的机会分频调制的传感器网络协作控制机制。数学分析和实验结果表明,所提出的传感器网络协作控制机制对无线传感器网络的实时性、可靠性和吞吐率等方面具有较强的保障能力。     

应用于天然气管网安全监测的无线传感器网络节点设计与实现

利用无线传感器网络技术可对城市天然气管网安全进行在线、实时监测.结合具体应用需求和特点,设计了一种支持IEEE802.15.4和ZigBee协议的新型无线传感器网络节点.利用该节点,可以识别施工或其它外力对天然气管道的撞击破坏,检测管道附近泄漏的天然气浓度及异常温度等不安全因素.在集成微处理器和射频收发模块的"片上系统"芯片的基础上,实现了射频通信、数据采集和电源等模块的硬件电路设计,给出了节点间组网及数据传输的软件机制.实验结果表明,该节点具有功耗低、通信可靠等特点,可满足天然气管道安全监测的实际需要.     

基于ZigBee的大水域水质环境监测系统设计

为了提高工厂化水产养殖的智能化水平,提出了基于Zig Bee协议的无线传感器网络（WSNs）的水质监测系统方案。设计了主要水质参数溶解氧、pH值、氨氮传感器的变送器电路,实现了对溶解氧、pH值、温度、氨氮含量等多参数的采集、处理,并通过无线网络传给终端节点,终端节点通过RS—232串口将数据传送给监测中心。测试表明：该系统实时性好,测量误差小,满足大水域水质监测需求。