一种简易盆栽浇花控制系统的设计与实现

盆栽作为一种绿色植物,能够起到净化空气、美化环境等作用,广泛适用于办公室、家庭等场合。但是,由于各种原因导致没有时间照顾盆栽的情况经常出现,导致了盆栽因缺水而死亡。针对这个问题,设计了一种简易盆栽浇花控制系统,并给出了具体的设计方案和电路图。该浇花控制系统能够按照土壤湿度自动定量地对盆栽进行浇水,为盆栽无人情况下的浇水提供了一个可靠而简单的可行性实施方案。该浇花控制系统具有结构简单、成本低、运行稳定等特点,具有一定的市场应用价值和实际意义。     

基于ARM和ZigBee的光伏电池最大功率跟踪系统

设计了一种基于ARM Cortex-M3控制和ZigBee无线传输的双轴自动跟踪系统,介绍了系统的模块构成、各模块实现的功能及整个系统的控制流程,设计了各模块的硬件电路和软件控制算法,以实现让自动跟踪系统实时判断太阳的运动轨迹,从而使太阳能电池板实时垂直于太阳光线,提高光伏转换效率。并进行了实验分析。     

基于物联网的智能浇花系统

为方便家庭用户实现盆栽的自动化管理,设计了一种基于物联网的智能浇花系统。首先,通过土壤湿度传感器和数字温湿度传感器实现对花卉环境信息的采集,采用STM32进行信息处理、判断并输出控制信号,从而控制水泵电源的通断,完成按需按量自动浇花的工作。其次,STM32主控端通过ESP8266WIFI模块与后台服务器建立TCP连接,实现花卉环境信息的传递与指令的收发。最后,利用JavaWeb技术开发了系统网页端页面,完成了花卉温湿度信息的实时展示与远程控制浇花。对系统测试表明,本浇花系统工作稳定,实用性强,具有广阔的应用前景。     

基于ARM-Linux的爬壁机器人远程自动控制系统

目前,船舶清洗系统的爬壁机器人普遍采用无线工控机进行控制,为了改进无线工控机不能实时显示现场工况和状态信息以及自动寻径控制的缺点,研制了一种控制系统以实现控制的远程可视化,并能自动寻径。系统使用ARM Linux平台,外部电路包括摇杆电路、串口 ZigBee电路、视频解码电路等。自动控制算法采用基于图像识别的跟踪迹Q（λ）算法,能够通过图像实现算法快速收敛,完成自动寻径。经过测试,系统能实现对爬壁机器人的自动控制,并且跟踪迹Q（λ）算法比传统的Q learnig算法或Q（λ）算法收敛速度分别提高22.8%和13.8%。     

基于ARM和ZigBee技术的多广告牌同步控制系统设计

针对机场多个广告牌旋转控制的需求,本文设计了一个基于ZigBee技术的同步无线控制系统。所有广告牌各为一个网络节点,各节点以STM32为核心控制器,DRF1605H为无线通信模块。基于这类架构的节点分两类:主节点和从节点。分析实际需求,提出主-从同步控制方案。以主节点运动位置为参考,从节点根据变速积分PID控制算法调整位置以达到同步。主节点具有控制和管理所有从节点的功能,避免为实现同步控制而引入一个新的控制模块。同时设计可退出系统的上位机节点提供人机界面,方便查询系统状态。通过实验验证,整个系统运行稳定,实现了需求的同步控制精度。     

基于CAN总线的混合动力汽车通讯系统工程应用

混合动力电动汽车控制部件多,各部件间有大量数据及控制字通讯。利用CAN总线实现混合动力电动汽车各部件间的通讯;设计并实现了混合动力电动汽车电气网络控制单元间信息的传输和数据共享。提出以CAN总线设计方法简化节点设计,从而使各控制单元网络化设计真正达到简化布线、提高装配效率、节省空间、减小质量、提高故障诊断效率等目的。     

基于移动无线传感网的电缆通道应急监测系统

为实现电缆通道通信网络缺失、故障或受攻击等应急情况下的环境信息监测需求,研发了一种基于WiFi和超宽带（ultra-wide band,UWB）通信的低成本移动无线传感网络监测系统。该系统包括监测上位机和由球形机器人移动节点组成的无线监测网络。移动节点以STM32系列单片机为主控芯片,集成摄像头模块和温湿度模块实现现场信息采集,集成WiFi通信模块采用无线自组网按需平面距离向量路由协议（ad hoc on-demand distance vector routing, AODV）构建无线传感网络实现信息传输,集成3个UWB通信模块实现移动节点的测距和队列跟随。实验结果表明,该系统能够实现电缆通道环境的稳定实时监测,移动传感队列跟随误差不超过20 cm,监测视频平均传输延时不超过150 ms。     

一种智能无线多点温度监控系统的设计与实现

为了提高温度测量效率,实现远距离多点精确测量,设计了一种基于nRF4L01的多点智能无线温度监控系统,该系统分为主机和从机两个部分,从机先从温度传感器采集温度信号,在将采集值和设置温度进行对比,对控温设备的工作状态进行控制的同时,通过单片机控制无线传输模块上传温度数据给主机的单片机,进行液晶显示。通过实验表明,在500 m距离能够实现多点的温度实时采集与控制,其误差在±0.5°,并且工作稳定,能够满足功能设计要求。     

基于组态王与无线测温的变电站远程监测系统研究

为了实现对变电站室外设备易发热关键节点温度的实时在线监测,以组态王软件为上位机系统开发平台,结合无线测温及ODBC数据库技术建立变电站设备的远程在线监测系统。在设备各关键节点安装无线温度传感器,采用中继器和数据采集终端实现温度数据的远程无线传输,上位机组态画面实现温度数据的远程显示、存储及声光预警。通过现场实测数据表明,该系统能够实现变电站设备温度的实时在线监测,对提高变电站的运行安全系数及延长设备的使用寿命具有现实意义。     

基于PLC的机器人四焊位自动翻转控制系统设计

采用PLC与焊接机器人进行人机对话,由PLC控制四焊位机构按要求进行自动翻转,实现复杂铝合金模架的机器人自动焊接,提高了生产效率并保证了焊接质量。     

基于阵列式发射模组的群体机器人动态无线供电路径规划研究

群体机器人可依靠群智能有效分工协作完成复杂和大规模任务,在物流、制造、交通和军事等领域有极大的应用价值。然而,目前已有电能补给方式均无法满足其持续不间断充电的需求,导致强大的协同工作能力得不到充分发挥。为此,本文提出一种基于阵列式发射模组的群体机器人动态无线充电方式,可为群体机器人工作过程中实时供给电能。首先,分析了机器人动态无线充电过程中效率和功率的波动特性。其次,以充电效率最优为目标,提出一种带有惩罚机制改进的蚁群算法以及协同工作模式,并应用于群体机器人协同动态无线充电系统。最后,进行仿真实验,验证了本文提出的方法可实现群体机器人在动态无线充电过程中稳定可靠协同工作。本文的研究对群体智能的研究具有极大的促进作用。     

基于智能空间的变电站机器人复合全局定位系统设计

变电站机器人对于坚强智能电网的建设具有重要意义,针对室外大范围环境下巡检机器人在没有任何初始位姿先验知识情况下通过传感器观测全局定位的问题,结合智能空间技术,本文提出了一种智能空间下基于ZigBee指纹定位与改进粒子滤波的复合全局定位系统。该方法首先利用变电站环境下已有的无线网络,通过UPnP技术将机器人接入智能空间,在智能空间中采用BP神经网络进行ZigBee指纹初步定位,然后在初定位基础上利用粒子群优化的粒子滤波算法完成精确定位。实验结果表明,本文设计的算法实现了变电站机器人与智能空间的零配置与松耦合,可有效提高初始全局定位精度并改善算法性能,缩短迭代时间。     

Deployment control of wireless multihop‐relay mobile robots based on voronoi partition

This paper describes a new method for the deployment of wireless relay nodes. When using rescue robots in a building or underground city, radio signals are attenuated significantly, and therefore, multihop extension involving wireless communication relays is required. The goal of this research is to deploy wireless relay nodes to maintain connectivity between the base station and the leader robot that explores around the front line. To move the relay robot autonomously, a distributed algorithm is required. The proposed method is suitable when it is applied for wireless relay purposes. In this method, a virtual force drives a node to the centroid of Voronoi neighbors so that the connectivity of wireless communication is maintained. The proposed method is evaluated by conducting numerical simulations and experiments. In the simulation, one or two leader robots are assumed. In the experiment, a mobile robot equipped with omni‐wheels is used. © 2013 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 184(4): 42–51, 2013; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.22413     

融合行人运动信息的室内移动机器人动态避障方法

为了提高移动机器人在室内人机共融环境下的运动安全和交互性,提出了一种融合行人运动信息的室内移动机器人动 态避障方法,同时考虑任务约束和社会规则。 首先,利用 YOLO v3 算法和 Deep Sort 算法分别对室内环境中的行人进行实时检 测与目标跟踪,计算行人在过去时刻的历史轨迹。 然后,利用 Social-GAN 算法构建行人交互模型,实现轨迹预测。 在此基础上, 将行人的运动状态融合进机器人避障算法之中,根据社会规则设计评价函数,对机器人采样速度样本进行评估,使移动机器人 能够以安全和舒适的方式绕过行人,确保室内人机共融环境下移动机器人的社会接受性。 通过实验对比分析,与传统 DWA 方 法相比,本文方法不仅可以提高机器人导航避障效率,在相同室内场景下导航避障时间由 23. 56 s 提高到 19. 38 s,而且可以有 效降低与行人发生碰撞的风险,保证机器人导航的安全和社交性。     

助老服务机器人多模式友好交互系统设计与实现

交互系统是服务机器人与人交流互动的基础。采用实感3D相机作为传感器,研发了一款助老服务机器人多模式交互系统,主要实现基于人脸识别的用户注册与验证、基于手势识别和语音识别的新闻点播、日程提醒等。实验测试表明,人脸识别准确率达到93%,手势识别准确率达到72%,语音识别准确率达到90%。该交互系统具有交互友好、不依赖网络、识别速度快等优点,与全向移动机器人平台集成,可以为空巢老人提供一款交互友好的多功能低成本助老服务机器人。     

基于无线传感器网络的智能电动汽车充电站

电池充电的便捷性是电动汽车发展的瓶颈。文章旨在研究一种基于无线传感器网络的智能电动汽车充电站,在汽车用户的电池上装设无线传感器采集节点,同时在充电站附近区域设置汇聚节点,在无线传感器网络覆盖下获取最优充电路线,引导车主去就近的空闲充电站充电,专家库充电系统能根据电池型号自动寻找最佳充电方式进行充电。智能充电站可提高电动汽车充电便捷性和充电效率。     

基于WiFi通信的绝缘子电阻检测机器人的研制

目前绝缘子电阻的检测方式主要是人工检测,而人工检测效率低,危险性高,作业强度大。结合实际工程项目,完成了基于WiFi无线通信远程控制的绝缘子电阻检测机器人的研制。该机器人可以用来停（带）电检测架空线路瓷绝缘子串的每片绝缘子电阻,适用于不同角度布置的瓷绝缘子串。检测机器人整个系统由3部分组成,分别为上位机的平板电脑、检测终端和机器人控制受端。工程实践试验表明了机器人性能安全稳定,检测速度快,可以大大提高现场检测绝缘子电阻的效率。     

基于Cloud-RAN的协作式无线接入网架构

Cloud-RAN架构和CoMP技术是未来蜂窝移动通信的两个重要演进方向。基于Cloud-RAN的网络架构结合了信息通信技术领域最先进的云计算、虚拟化以及软件无线电等技术,具有维护升级简单、可扩展性强,基站调度灵活、能耗低,便于实现协作式无线传输技术等特点。CoMP技术是一种重要的协作式无线接入网技术,通过小区间的协作传输,可以有效降低小区间干扰,提高系统容量。通过将这两种技术融合起来,构建基于Cloud-RAN的协作式无线接入网,可以在多基站间进行高效的数据传递与共享,结合软件无线电技术,可以针对移动通信技术特征实现分层次的软件优化,通过使用多线程设计和指令集并行技术,提高软件运行效率,实现基于通用处理器平台的协作化无线接入网。基于Cloud-RAN的协作式无线接入网系统设计方案和实现优化方案具有一定的通用性,可以为未来Cloud-RAN架构和CoMP技术的融合提供参考。