基于ARM控制器的智能雷电监测系统设计

针对输变电杆塔等电力设施的雷电故障快速定位、雷电特征研究等需要一定数量的雷电接闪监测系统,设计了一种智能雷电监测系统。该系统由雷电信号采集模块、中心控制模块、显示模块、控制模块、储存模块、时钟模块和PC上位机模块等组成。设计合适的罗氏线圈,利用采集模块采集雷电信号,实现雷电的监测;以STM32F103ARM微控制器为主控制器,将采集到的雷电数据经过处理后,通过显示模块实现数据的显示,通过SD卡、时钟模块实现数据的存储和回溯查询;通过RS485总线将数据传送给PC上位机,实现远程的实时监控和数据记录。     

结合FTU实现配电网故障诊断的行波定位方法

针对电力配电网系统的故障情况,提出了FTU采集单元与行波定位法相结合的配电网接地故障定位诊断方法。通过FTU采集单元对配电网线路中的故障信号进行采集,实时获取配电网系统中的不同监测节点的暂态电压和暂态电流数据,并通过A/D转换单元将采集到的原始故障波电压、电流模拟信号转换成数字信号,计算机处理系统利用行波定位方法对接收到的数字信号进行分析计算,利用EMD算法分析出信号中的模态混叠现象和端点效应,采用VMD算法对获取的故障信号分解,通过该方法大大减少配电网故障信号中的伪分量,有效地去除信号噪音,再利用行波定位公式计算配电网故障位置,得出故障信息。实验数据表示,设计的配电网故障诊断方法误差较小。     

智能变电站在线监测与故障定位系统的改进与应用

随着智能电网的深入应用,现有的变电站运行状态在线监视系统已无法满足智能变电站,本文研发一种新型的智能变电站在线监测及故障定位分析系统。论文首先分析智能变电站在线监测及故障定位分析系统的性能要求,接着针对通信网络背景下的智能变电站在线监测及故障定位分析系统发展要求,设计了主站和子站的系统结构,具体分析了主站和子站的软件结构,最后深入分析了在线监测及故障定位分析系统的数据应用。现场运行结果表明所研发系统的有效性。     

滑坡监测的无线传感器网络定位系统设计

为解决目前滑坡监测系统普遍存在的工程造价高、自动化程度低、施工不便等问题,研究设计了一种无线远程滑坡监测系统。该系统使用ZigBee无线电定位技术取代各种滑坡传感器来获取滑坡地表位移信息,通过通用无线分组服务(GPRS)进行数据远程传输,可实现滑坡状况的远程自动监测。在改进现有接收信号场强指示(RSSI)定位算法基础上,进行了系统架构和软硬件的研究设计,并利用OPNET及Matlab对系统方案进行了模拟实验,在10m×15m测试区域内,该系统平均定位误差为1.39m,误差波动小于0.5m。研究与实验结果表明：所研发的系统在监测现场无需任何一次检测仪表,显著降低了滑坡监测系统成本,具有工程造价低、施工难度小和自动化程度高的特点。     

基于参考站的多传感器时差定位误差校正分析

多传感器时差定位系统中,接收预处理与时间频率基准源会导致系统时差,同时观测站几何位置测量的不准确性也会引入站址误差.针对系统时差与站址误差对定位误差的影响,研究了在已知地理位置引入参考站,通过差分目标信号时差值与参考信号时差值,抑制系统时差与站址误差对定位的影响,实现对系统时差与站址误差的校正.仿真结果表明,在定位盲区之外引入参考站可以提高参考站附近区域的定位性能.     

振动数据采集无线组网监测系统

针对工厂设备在工作过程中可能损坏的情况，设计了一套以STM32为主控的振动信号采集系统，并应用ZigBee无线通信模块进行数据传输，实现对设备滚动轴承的实时监测。首先通过加速度传感器获取振动数据，然后经过信号调理和A/D转换后存储，最后通过ZigBee组网无线传输的方式在数据处理终端对数据进行处理分析，实现机器故障监测功能。通过滚动轴承模拟试验台测试，该系统可以实现振动信号的采集；通过对数据以CEEMD与峭度系数分解重构后进行包络分析，提取故障特征频率。该系统可以应用于设备的异常振动监测。     

船舶控制系统以太网数据监测与分析研究*

某型船舶控制系统在信号调试、设备互联及检测维修过程中,需要对其以太网数据总线进行监测,从而对发生的故障准确定位,保证系统正常运行。在对数据进行预处理、并建立数据库的基础上,采用网络嗅探技术及数据帧聚类分析方法,对该系统以太网总线数据进行了监测与分析研究。结果表明,该方法合理可行,为其它类似控制系统的网络数据分析提供了有益借鉴。     

基于ESN的高速公路黄河特大桥团雾预警系统设计

为解决黄河特大桥团雾出现无法预测、团雾分布状态难以估测、团雾影响范围难以测量对影响黄河特大桥发布交通管控措施的问题,针对黄河特大桥气象条件,设计出一种基于回声状态网络(ESN)预测算法的高速公路黄河特大桥团雾预警系统;预警系统采用分布式结构,由主站和子站构成,利用主站和子站连接的气象传感器、雷视一体等设备,主站和子站都能获取实现团雾预测相关的测量信息;子站通过Zigbee网络将获取的数据信息发送给主站,主站中的边缘计算终端利用主站获取的数据和子站传送的数据结合ESN预测算法对是否出现团雾进行预测,并利用雾端路测终端将预警信息发送到云端或指定服务器上;将团雾预警系统部署在黄河特大桥进行实验测试,结果表明：该系统能准确预警黄河特大桥是否出现团雾。     

数字化自动换档控制系统的监测系统设计

为了对数字化自动换档控制系统的参数进行监测,设计了串行通讯的监测系统;数字化电液控制系统的ECU对各种换档控制信号进行了采集和处理,再将数据通过串行通讯送到个人计算机,最后由专门的软件来完成数据的储存和分析;装车实验证明了该本监测系统的有效性,该监测系统准确地处理原系统的数据,因此可以有效地评价原系统的功效.     

基于GPS与GPRS的远程健康监护系统的设计

为实现对存在健康隐患人群的位置及生命特征信息远程监测,设计了基于GPS与GPRS的远程健康监护系统;以STM32为主处理器,根据生命特征传感器采集的信号特点,设计监测节点驱动电路;在GPS与GPRS网络的基础上,设计监测节点软件;利用软件设计技术,设计监控终端与数据处理中心;最终该系统能够实时获取和转发人体血氧、心电、温度及位置信息,数据处理服务平台能够存储、分析和发布获取的信息,各监控终端可以查询被监测者的位置与生命特征信息;测试表明,该系统采集的数据准确,信号转发能力强,能够满足应用需求.     

基于高精度北斗定位的大坝形变监测

北斗大坝形变监测是北斗卫星高精度定位的一种具体应用,本文主要介绍北斗大坝形变监测系统的组成结构、数据处理流程,以及使用定位数据处理误差改正模式来提高监测精度的方法。采集的北斗卫星数据通过通信网络送到数据处理中心,解算数据得到监测点和基准站的相对位移,从而达到监测大坝形变的目的。     

基于北斗载波差分定位技术的输电线路覆冰厚度研究

针对传统拉力倾斜传感器以及摄像头监控系统在长期监测高压输电线路覆冰厚度时易出现的使用寿命短、监测精度低、传输速度慢等问题.本文设计了一种基于北斗导航通讯技术的输电线路覆冰情况实时监测系统.该系统利用北斗载波差分定位原理准确获取输电线路的高精度空间三维位置坐标信息,后将位置坐标信息统一到笛卡尔坐标系下进行定位误差修正,根...     

矿井配电网单相接地故障选线与定位新方法

分析了矿井配电网特点及单相接地故障选线与定位难点,提出了一种基于中频信号注入式矿井配电网单相接地故障选线与定位新方法。该方法通过安装在矿井配电网线路上的监测装置监测到故障发生时刻,启动中频信号注入装置向配电网系统注入中频信号,在配电网线路参数已知的情况下,通过分析工频故障信号和中频故障信号来实现故障选线与定位。通过Matlab/Simulink建模、仿真分析和相应的数据分析计算,验证了该方法的可行性和正确性。     

光电轴角编码器的细分误差快速测量系统

为了在野外快速准确地测量编码器的误差,研制了编码器的误差测量系统。因为编码器的误差主要来自细分误差,该系统主要对细分误差进行分析。系统采用2片MAX125 A/D转换芯片对编码器输出的信号进行采集,通过并口将数据传给计算机进行误差分析。与传统的误差测量系统相比具有测量速度快、便携、简单等特点。利用该系统对某21位编码器的误差进行测量分析,证明该方法可行。     

雷电及地面电场监测一体机的设计研究

设计了一种雷电及地面电场监测一体机,包括地面电场监测单元、雷电探测单元和信号与数据处理单元。地面电场监测单元包括MCU模块、电场仪、放大器、滤波器和自检/自校模块;雷电探测单元包括天线组件、3个前置放大电路、3个信号调理电路、波形鉴别电路、光电管和光探测模块;信号与数据处理单元对前述接收的信号进行处理,并通过通信接口传送给计算机进行显示。此装置将雷电预测和雷电定位功能集成于一体,克服单一设备不易携带、探测精度低的缺点,提高雷电监测精度和准确度。     

基于WiFi信号强度特征的室内定位系统设计

针对室内GPS定位无法准确获取位置信息的问题,在Android平台上设计利用WiFi信号强度特征进行定位的系统。该系统由安卓客户端、Tomcat服务器以及MySQL数据库组成,在一般位置指纹定位算法的基础上,通过MAC地址对无线接入点( AP)进行过滤,选取固定的参考AP获取位置指纹信息,并结合改进的K最近邻匹配算法,进一步减小定位误差。实验结果表明,该系统定位速度快、定位精度高,具有较好的室内定位效果。     

基于FBG单传感器的复合材料板低速冲击定位研究

由于复合材料结构先验知识获取的困难性及多传感器动态监测的冗余性,提出了一种基于归一化互相关的单传感器 冲击定位方法,并搭建了单传感器复合材料板低速冲击定位系统。首先,利用归一化互相关方法提取基于冲击位置的信号特征,并有效去除传感器的温度交叉敏感和冲击能量影响因素。然后,计算样本信号和待定信号的归一化互相关值,并进行比较。最后,选择待定位信号角度范围内前三个最大相关值的样本点组成定位参考区域,以三角区域质心来评估冲击位置,在 600ｍｍ×600复合材料层合板上进行单传感器低速冲击定位验证实验。结果表明利用该定位方法可以准确进行冲击定位,其中最大误差为45.91ｍｍ,平均误差为24.99ｍｍ,通过单传感器定位性能实验结果显示:单传感器位置变化不会影响平均误差范围变化,单传感器定位平均误差和最大误差等大于双传感器,但均符合工程应用范围。结果证明,此方法能够在保证监测准确率的情况下尽可能减少大型复合材料结构传感网络中传感器的数目,同时大大减小布线和数据处理的复杂性,为大型结构健康监测提供了依据。     

光纤通信网络中故障优化诊断方法仿真

在光纤通信网络故障诊断问题的研究中,为及时准确的诊断出光纤故障,对光纤通信网络故障的检测需根据光纤通光后的信号异常曲线变化,完成各种故障判断.但是,由于在长距离的光纤通信中,通光后的故障信号随着传输距离的扩大,会发生较大程度的衰减,造成故障信号曲线发生非正常形变.传统的光纤故障检测方法只能根据采集的信号的异常变化判断光纤故障,对于光纤故障信号的长距离衰减形变无法与正常故障信号进行区分,容易出现误判.提出一种利用光功率值监测方法的光纤故障诊断方法.根据OTDR发射的激光脉冲信号在光纤中的后向瑞利散射和菲涅尔反射对光纤通信网络的功率值进行监测,并将样本的光功率值数据进行均值化处理,获取准确的OTDR故障曲线,为故障点的定位提供准确的数据基础.综合OTDR接收到的反射光功率值变化情况,最终获取准确的光纤故障点的定位.实验结果表明,利用光功率值监测方法对光纤故障进行诊断,极大的提高了诊断结果的准确性,缩短了诊断时间.     

煤矿管道泄漏监测系统设计

针对煤矿井下管道运行情况监测采用人工巡查法存在的耗费人力、物力及突发状况下难以发现泄漏点的问题,基于光纤传感技术及负压波信号检测与定位原理设计了一种煤矿管道泄漏监测系统,给出了系统结构,介绍了光纤压力传感器增敏结构、负压波下降沿信号精确获取技术等系统关键技术,并对系统进行了长期运行试验和可靠性试验。试验结果表明,该系统运行稳定、可靠,能有效识别阀门开闭、泵启停等正常工况变化,并能对突发的管道泄漏进行定位,定位误差小于1%。     

远程智能污水处理分析系统的设计与实现

针对传统的水质分析系统中,一旦监测水域面积过大,将造成光学传感信号的衰减,转化后的光学信号发生错误,监测不准确;提出一种基于无线传感网络的智能水质分析系统的设计方法;对发光细菌检测水质污染物的原理进行了研究,通过采集发光细菌接触污染物发出的光亮转化成的光学信号,用无线传感网络传递到信息鉴定终端;系统的软件设计中利用一种光衰减补偿算法对采集的光信号数据进行修正,克服由于水质区域广阔带来的信号衰减的弊端,实验结果表明,该系统能够较为准确地完成大区域的水质监测,监测的准确性达到了77.8％.