基于串口通信的高温高精度电阻测量仪研制

为了实现对电阻的精确测量和实时监测,方便研究温度对电阻变化的影响,开发了高温高精度电阻测量仪系统.该系统以计算机串口通信技术为核心,实现了对电阻和温度精确测量显示、存储、传输等功能.介绍了利用Delphi7开发的串口通信和数据处理程序,并给出了主要源代码,利用该测量系统可以获得电阻值与温度的关系曲线.应用结果表明,该系统具有操作简便,监测精度高的特点.     

基于MSP430F149的冰川参数采集系统

介绍了一种新型低功耗、高稳定性的冰川参数采集系统.系统以低功耗单片机MSP430F149为主控制器,集成高精度低功耗温湿度传感器SHT21、超声波传感器US-100、GPS,高精度实时时钟芯片PCF8563、EEPROM、SD卡、Zig Bee无线传感器网络(WSNs)和电源管理等模块,采用定时低功耗工作模式,实现了冰川温度与湿度、冰川地理坐标、雪高度等参数的自动测量和存储,并将所测的数据通过ZigBee WSNs传输到数据处理中心.     

中医传感针及配套多通道测量仪的研制

研制的中医传感针及其配套多通道测量仪用于实时、在体、同时测量中医经络上多个穴位点的温度、氧分压及pH值。测量的数据可有选择性地显示或送到上位PC机处理、存储。给出了该传感针的设计原理、测量仪的硬件结构及典型的测量方法和结果。测试结果表明:留针后穴位的温度基本上不随时间变化,而氧分压和pH值则在一定时间内会随着时间的增加而改变,最后,趋于稳定。     

基于单片机的实验环境参数记录仪的设计

针对高精度的存储测试系统中很少利用实时记录的实验环境参数对其进行校准,文章设计了一种利用MSP430FG4618单片机采集与实时显示实验环境参数如温度、湿度、大气压、风速及风向的超低功耗实验环境记录仪;详细介绍了记录仪的电路结构和工作原理,对温度、湿度、大气压、风速及风向等多通道数据进行通道选择、数据采集、数据处理以及液晶显示;该方案设计的记录仪功耗情况比较理想,在上电初始化进入低功耗模式时,系统电流不超过25μA。测试结果可为高精度存储测试系统数据校准提供依据,并对提高监测系统便携性、降低成本和功耗,有一定的参考价值。     

矿用便携式多参数气体检测仪设计

针对现有气体检测仪只能同时检测一种气体的问题,设计了一种矿用便携式多参数气体检测仪。该检测仪采用低功耗单片机作为核心处理器,可完成实时参数(温度、CO、CH4、H2S、O2)检测、信息(气体体积分数、时间、温度、电量)液晶显示、报警数据的存储及查询、无线数据传输等功能。实际应用表明,该检测仪具有使用携带方便、测量准确、可视性好、低功耗等特点。     

矿用便携式多参数气体检测仪设计

针对现有气体检测仪只能同时检测一种气体的问题,设计了一种矿用便携式多参数气体检测仪。该检测仪采用低功耗单片机作为核心处理器,可完成实时参数(温度、CO、CH4、H2S、O2)检测、信息(气体体积分数、时间、温度、电量)液晶显示、报警数据的存储及查询、无线数据传输等功能。实际应用表明,该检测仪具有使用携带方便、测量准确、可视性好、低功耗等特点。     

基于单片机的低功耗高精度融雪测量仪的设计

针对我国西北等地区因积雪融化而造成山洪、滑坡、泥石流等自然灾害,设计一款融雪测量仪来实时监测积雪的融化状况,并作出预警。在该设计中主要在单片机的选型、工作模式的控制以及供电电源的控制模式来降低功耗。经过测试,该设备运行正常、数据传输稳定,同时具有高精度、低功耗的特性。对于监测积雪的融化状况是一种可行的设计方法,而且具有一定的实用价值。     

基于Zig Bee的农业信息无线传输网络研究与实现

针对农业生产环境中信息监测点分散和有线数据传输方式的局限性.以射频芯片CC2430为平台,利用新型无线通信技术Zig Bee的易扩展、成本低和功率小等优点.在研究网络组建、系统绑定和数据传输的基础上,开发了基于Zig Bee的无线传感器网络.并利用CC2430的睡眠模式和通过选择性发送数据措施实现终端节点的低功耗.实验结果表明:该传感器网络能实时监测温度、光照等环境参数,且终端节点有着较好的节能效果,满足对农业环境分散点实时监测的要求.     

基于智能传感器的新型高度与方向测量仪

提出了一种适合野外使用的便携式定向与海拔高度及温度测量的手持解决方案,该手持测量仪可以精确测量方向角、温度以及所在地的气压值进而获得海拔高度值,并采用OLED显示器数字显示.该方案在硬件及软件中采取诸多降低功耗、提高精度的措施包括采用超低功耗CPU以及高精度低功耗的智能传感器,软件流程采用中断方式等.另外采取温度补偿以及基于椭圆假设的磁传感器通道不一致性补偿等误差修正算法,使得该方案具有重量轻、功耗低、精度高、成本低等优点.     

GNSS技术与多传感器融合的滑坡监测系统研究

本文设计了一种基于GNSS技术与多传感器融合的滑坡监测系统,该系统采用低功耗设计思路,通过RT-Thread操作系统实现多任务处理与低功耗模式运行,具有与滑坡监测预警云平台通信、GNSS网络RTK实时动态高精度定位、多传感器融合、监测数据实时采集处理、滑坡地质灾害预警等功能。实验结果表明,该系统运行功耗低、数据传输速度快、可靠性高、位移监测精度可达毫米级,满足对滑坡体进行高精度变形监测预警的需求。     

加油站储油罐容表自动标定与测量系统

为了能够解决加油站储油罐容表的标定和实时精确测量剩余油量的问题,采用计算机和嵌入式技术设计了容表自动标定与测量系统;系统由计算机、流量计HPLW-80BT和测量终端组成,测量终端采用嵌入式处理器LPC2129作为容表的控制核心,利用液位变送器HGYB-5FY获取油罐内的液位高度;储油罐在投入使用之前,通过流量计预先标定罐内油位高度与储油量的对应关系;根据油位高度实时计算,并修正偏差值ΔV(h)就可以得到精确的测量数据;经过对横截面为椭圆形的储油罐进行数学建模和实验,得出了理论值和偏差值,实现了对储油罐的标定;标定之后,该系统能够在LCD上实时显示油位高度和剩余油量,对加油站的智能化管理起到了积极推进作用。     

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.     

内置RTC作为电能表计时钟的应用

为降低电能表的成本,提高时钟的精确度,设计了一个基于ST微控制器的RTC时钟控制器.该时钟控制器采用内置RTC的原理,通过温度补偿晶体的频偏和校准秒脉冲的输出等方式得到精准的时钟.试验数据表明,通过温度补偿晶体的频偏和秒脉冲输出校准方法相结合,使RTC时钟在(-40℃,85℃)温度范围内的误差小于0.5 s/d.该RTC时钟控制器目前已应用于国网二代三相多功能电能表.     

基于MSP430的多功能低功耗流量计硬件设计

多功能低功耗流量计实用于电池供电的并具有温度补偿的单相流体测量,是适合于脉冲、频率传感器输出的两线制、低功耗二次流量测量显示的标准工业仪表。该流量计采用超低功耗TI公司的MSP430系列单片机设计,它具有电池充电、液晶显示、声光报警和掉电数据保护存储等功能;并可与远端采用4-20mA标准输出电流环供电的二次仪表及微机配合使用。     

基于最小二乘曲面拟合的流量计量温度补偿算法

针对时差法超声波式热量表流量计量结果受流体温度影响而存在的非线性误差问题,提出了基于最小二乘曲面拟合的温度补偿算法,通过建立温度和流量之间的非线性映射模型实现温度补偿。在实现温度补偿后,针对超声波式热量表自身计量特性的差异,进一步提出多温度点误差二次修正算法,根据相邻温度点的流量计量误差和可变权值计算当前的流量计量误差,对误差进行二次修正,实现流量计量的全局优化。实验表明,流量计量误差在±2.0%以内,具有较高的工程应用价值。     

便携式真峰值功率计设计

提出了一种便携式真峰值功率计的设计原理，详细介绍了便携式真峰值功率计的基本结构及其工作过程，论述了峰值检波、随机采样、自动测频、频响误差补偿技术与校准、测量软件的实现原理并给出了实现方案。按照该方案设计的便携式峰值功率计实现了对射频信号功率的准确快速测量。     

基于机器鱼的内陆湖泊水质在线监测系统设计

仅依赖无线传感器网络在线实测是利用多跳式通信实现远程发送与存储数据丢包率高,实验阶段设计的二维结构仿真机器鱼巡游避障性能差,GPRS全天候数据采集与传送所需的流量费用高,针对以上这些问题,设计了一套可进行实测的机器鱼自动巡游避障、水质环境实时监测系统平台;该系统通过移动终端程序设计、利用三维采集路径跟踪算法及WSNs与Wifi热点技术对机器鱼群实现远程精准控制,按照设定深度、路径规划的采集点进行水温水位、PH值、溶解氧、电导率、浊度等常五类水质环境数据实时采集、处理、远程存储、显示、分析及预警,给出了系统的总体设计、机器鱼的结构与控制系统设计、终端节点与协调器的硬件系统及上下位机软件系统设计;利用这套系统对巢湖5个取样点实测,水温、溶解氧、PH值平均误差率分别为0.18%、0.5%及0.01%,远高于其他水质在线监测的精度要求,达到了预期成果;同时对水库及精细水产养殖业等水质在线监测与预警具有很高的推广价值。     

pH传感器温度补偿模型研究

水质pH值在线监测对提高水产品健康养殖至关重要,本文将无线传感器网络与pH值传感器相集成,设计了pH值监测的无线传感器网络系统。为克服pH值测量过程中温度对测量结果的影响,提出了一种pH传感器温度补偿模型,该模型通过pH传感器和PT100铂电阻温度传感器分别测量溶液的pH值和温度,利用最小二乘法对pH值和电压进行线性分析,建立pH传感器的温度补偿模型。实验结果表明,该补偿模型测量精度高,能够实现较精确的pH值在线监测。     

一种高精度超声波热量表的研制

热计量收费是供热供暖行业一个亟待解决的问题,超声波热量表提供了一种可行的技术手段。介绍了一种基于时差法的高精度超声波热量表设计方案。根据理论分析,把计算热量的两个关键参数:流量和温度的测量转换成对时间的测量。选用低功耗单片机作为微控制器,利用高精度时间测量芯片TDC-GP21完成对时间的测量,实现了数据的采集、计算、显示和传输功能。为保证测量精度,设计了超声波换能器性能检测装置,提出了一种换能器测试原理,并对换能器和热量表的测试结果进行了分析。测试结果表明该超声波热量表运行稳定可靠,具有良好的应用前景。     

一种用于水产养殖的WSN采集控制装置设计

为丰富具有高精度、低能耗、组网灵活以及成本低等优点的水产养殖WSN感知层关键设备,设计了一种用于水产养殖的采集溶解氧、pH值、温度控制溶解氧的一体化装置.该装置包括信号调理模块,三相电机控制模块等,采用加权滑动平均滤波和温度补偿方法提高测量精度,充分利用TinyOS操作系统实现能量管理和自组网.实验对装置温度补偿精度和装置整体功能进行了测试.实验测试表明装置能自组网传输数据,远程终端能实时获取测量信息和执行器状态以及远程控制执行器,该装置溶解氧、pH值测量精度和溶解氧控制能力满足水产养殖需要.