基于WSN的家居安防系统中防入侵探测节点的设计

针对家居安防智能化的需要,将无线传感器网络的用于家居安防,设计了一种探测非法入侵的无线传感器网络节点;该节点以超低功耗的nRF9E5无线单片机为核心,通过热释电红外传感器对非法入侵进行探测;探测节点可将热释电红外传感器探测到的入侵信息通过无线方式传送至家庭网关,在发出声光报警之同时,还可通过系统将入侵信息传送给用户;测试结果表明,该设计方案成本低,性能可靠,实现了对8m范围内非法入侵者的探测。     

自主移动智能金属探测器研制

为提升民用金属探测器探测精度和智能化程度,设计并制作了一种可自主移动探测的金属探测器.可自主移动的小车承载AY-LDC1000传感器探头,利用金属的涡流效应,采用STM32作为微处理器,检测探测频率的变化,并控制探测器自主移动,能在指定范围内自动、准确地探测出金属位置.通过实验检测该系统的可行性和稳定性,结果表明:探测器能精确自动探测出金属目标,且具有较高的探测率.     

基于PIC16C74的深海声纳式高度计设计

深海声纳式高度计是装备在深海探测设备上的回声测深装置.本文在对声纳测距原理及水声换能器参数进行研究分析的基础上,提出并设计了基于PICI6C74处理器芯片的传感器电路系统.该系统配合深海探测设备的水下嵌入式系统,可实时探测设备距海底高度.系统的陆地水池试验给出了良好的结果.     

电容式传感器探测电极设计

为提高电容式传感器的探测灵敏度,对传感器的探测电极进行了设计,当两电极面积之和为一定值,且与目标等距离接近时,为获得最大的电容变化,应使两电极的表面积尽量相等,同时,进行了具有隔离极的探测电极结构设计,经实验证明:当满足隔离极宽度大于2倍探测极宽度时,该结构的探测电极能够显著提高电容式传感器的探测灵敏度,从而提高电容引信的探测距离.     

空对地攻击传感器探测区域建模与仿真

机载传感器的探测区域是制定传感器使用计划、验证日标区域内航迹可行性和判断武器发射条件的基础.通过对战场环境中的的威胁、目标、地形、传感器搜索区域、目标发现过程和目标区域内的航迹等因素进行分析,利用Johnson判别准则建立了目标区域内传感器的可行探测区域模型,模型可作为制定飞行前任务计划的依据.最后对前视红外传感器的探测区域进行了仿真,并给出了威胁最小的探测段航迹,仿真结果表明,该模型满足实际规划的需求.     

基于振动传感器的车辆信号采集与分析

设计了一种有效的模拟信号调理方法,并研制了一种基于全向振动传感器的信号采集探测系统,对车辆振动信号的数据进行采集与检测。根据传感器的输出可判断周围空间内车辆的存在与否,并对该信号进行试验研究,试验结果表明：车辆与人的信号输出有很大的差异,从而可以区分人和车辆。当车辆沿不同距离通过传感器时,传感器输出变化规律不同,故该信号采集与探测能探测车辆。     

危害动物探测的无线传感器网络节点设计

针对危害动物导致农作物减产和农产品价值严重损失的严峻现实,设计一种在农田环境中探测无线传感器网络节点,对农田环境中危害动物进行探测,节点采用超低功耗的MSP430F149单片机和具有多种工作模式的无线射频模块nRF905,选用热释电红外传感器.探测节点通过无线通信的方式将热释电红外传感器探测的危害动物的信息上报到总控制器,并通过声防系统实现对多种农作物危害动物的智能化声防.测试结果表明:该节点具有良好的探测危害动物和无线通信的功能.     

基于模糊神经网络的火灾探测系统研究

为降低火灾报警误报、漏报频率,根据火灾探测特点,提出了基于模糊神经网络的火灾探测系统设计方案,介绍了基于模糊神经网络的火灾探测系统组成、模糊神经网络的设计与应用等。该系统可对传感器探测到的信息进行智能化处理,明显提高了火灾探测的灵活性和准确性。仿真结果证明了该方法的可行性。     

双端谐振型SAW气体传感器的优化设计

针对FPOL敏感膜ST切石英基底双端谐振型SAW传感器的频率响应特性和敏感机理进行了理论分析.采用P矩阵级联方法与微扰理论,系统地讨论了影响传感器频率响应特性与探测灵敏度的因素.研究结果表明:在优化设计传感器器件结构的基础上,还需合理选择敏感区宽度、敏感膜材料特性及厚度,以提高探测灵敏度、降低插入损耗.给出了优化后的器件结构和敏感膜参数,可对双端谐振型SAW传感器的设计号性能分析提供重要参考.     

基于热释电红外传感器的多节点定位系统研究与设计

针对热释电红外传感器(PIR)在人体探测领域中越来越广泛的应用,研究设计了一种基于PIR的检测定位系统,可实时完成对人员目标入侵探测区域时的检测与定位,并预推出人员目标的行进轨迹;该系统由多个PIR感知节点组成,每个感知节点通过传感在动、静两种状态下对探测区域进行信息采集;最终融合多节点与不同状态下传感器采集的数据,算出各个传感器的探测角度值,以交叉定位的算法,得到目标的定位坐标;经实验证明,该系统运行稳定,检测灵敏,定位效果很好,拓宽了热释电传感器在定位定向方面的使用范围。     

测量人体温度的双脉冲超声波传感系统

介绍了一种用于测量人体温度的双脉冲超声波传感系统 ,重点叙述了双超声波探头的设计。通过系统实验获取了超声回波信号 ,结果表明该传感系统完全满足设计要求。     

可连续旋转电动舵机系统的加载效率测试方法

加载效率是衡量舵机性能好坏的重要指标,因此需要进行舵机加载效率的测量.以磁粉制动器为负载,利用转矩转速传感器获取电动舵机的输出功率,电压探头和电流探头获取电动舵机的输入功率,由四通道示波器进行输入/输出同步测量,即可根据效率计算的基本原理计算得到舵机加载效率.实际测试结果表明,该系统能够准确测量舵机在不同加载转矩下的效...     

便携式数字圆锥指数仪设计

圆锥指数CI（Cone Index）可以综合反映土壤机械物理性质,它可用以表征土壤耕作层深度和土壤可行驶性,为越野车辆地面通过性提供判断依据。设计了一种基于超声波传感器和应力传感器的圆锥指数测量系统。通过超声波发生器得出探头插入深度,通过探头上的应力传感器测得土壤每一点深度时探头所受的应力,从而得出土壤的圆锥指数。系统还配备GPS接收系统,能记录每次测量的经纬度坐标,并根据经纬度地名对照表在记录中存储相应的地名。系统通过扩展存储容量使测试记录数可达到万条,并能通过串口把数据上传到计算机进行进一步处理。     

月面探测器三维可视化方法研究

随着我国探月工程的推进,最后一阶段的任务便是在月面完成无人采样并安全返回.为了能在地面模拟出探测器在月面的实时情况,本研究使用Autodesk 3dsmax创建探测器模型后转成3DS格式的文件,并利用C++和OSG库实现对探测器的三维重构并进行可视化显示,实验结果表明：OSG库能够满足对探测器的可视化显示的需求,为未来"嫦娥五号"工程月面采样的可视化显示提供了一定的参考依据.     

基于STM32的简易静力触探采集系统设计

伴随国家地质勘探、基础设施建设和信息技术的不断发展,传统以人工采样、离线实验、专家评判为特点的岩土体成分分析的方法有待改善。静力触探实验作为典型原位测试方法,由于其高效、准确、土体扰动小、数据连续性好等特点,越来越多的在岩土工程中得到应用。此外,静力触探实验是评价工程地质条件、评估地质灾害的重要手段。因此,对成套静力触探系统的研究也越来越多。 首先介绍基带板的设计,其中包括数据采集模块设计,数据存储模块设计,探头倾斜管控模块设计,基带板通讯模块设计,时间同步模块设计和数字温控传感模块设计,完成了对下位机的设计和开发。 其次,通过RTC时钟界面、参数设置界面和数据传输界面设计,完成了上位机的设计,方便与计算机进行交互。 最后,通过实验结果对该简易静力触探采集系统进行功能分析。 通过高性能、低成本的STM32与各种外围芯片相结合的方式,设计了基带板软硬件配置策略。同时进行上位机功能研发,完成了基于STM32的简易静力触探采集系统的设计,实现了高性价比的岩体成分分析解决方案,完成了多种模式下对岩体数据的采集、存储和传输,为工程的前期分析提供重要支撑。     

DHC: Distributed,Hierarchical Clustering in Sensor Networks

In many sensor network applications,it is essential to get the data distribution of the attribute value over the network.Such data distribution can be got through clustering,which partitions the network into contiguous regions,each of which contains sensor nodes of a range of similar readings.This paper proposes a method named Distributed,Hierarchical Clustering (DHC) for online data analysis and mining in senior networks.Different from the acquisition and aggregation of raw sensory data,DHC clusters sensor nodes based on their current data values as well as their geographical proximity,and computes a summary for each cluster.Furthermore,these clusters,together with their summaries,are produced in a distributed,bottom-up manner.The resulting hierarchy of clusters and their summaries facilitates interactive data exploration at multiple resolutions.It can also be used to improve the efficiency of data-centric routing and query processing in sensor networks.We also design and evaluate the maintenance mechanisms for DHC to make it be able to work on evolving data.Our simulation results on real world datasets as well as synthetic datasets show the effectiveness and efficiency of our approach.     

硅烷法固定ssDNA制作的压电式DNA传感器

利用硅烷法将ssDNA固化T方向切割、3.58MHz和10MHz石英晶体金电极上,构建了压电DNA传感器,建立了快速检测葡萄球菌肠毒素B(SEB)基因的方法。优化了固定SEB基因的条件,并用动态法、静态法和斑点杂交法进行了固化效果观察。结果表明:该传感器2h后,有较好响应;对不同长度DNA探针固化效果进行比较,169bp(即169个碱基)SEB探针固定和杂交效果较好;利用0.5mol/LNaOH进行电极洗脱,时间为45min,电极可以再生,且传感器可以重复使用3次;利用1.2mol/LNaOH和1.2mol/LHCl洗涤电极,该电极可多次再利用;固化好的电极于4℃条件下可以保存三周之久。     

一种便携式超声C扫描系统位置传感器改造研制

为满足便携式超声C扫描检测系统位置信息的获取要求,借助光电式鼠标原理,改造研制了一种光电式位置传感器.通过对HID类下层过滤驱动程序开发,定义光电式位置传感器为HID类设备,并完成Windows 2000系统下的驱动程序编码.通过编写INF安装文件将此新设备及其驱动程序安装到便携式系统笔记本电脑上,并通过编写用户态应用程序读取位置传感器的位置信息,实现便携式系统超声C扫描的位置信息采取.     

Multiple UAV exploration of an unknown region

In this paper, we present an exploration system for multiple unmanned aerial vehicles (UAVs) navigating through a simulated unknown region that contains obstacles of unknown shape, size, and initial position. The UAVs have to explore and monitor the region continuously. The UAVs have limited sensor and communication ranges and kinematic constraints. The environment may have blind alleys that may cause the UAV to collide with an obstacle. Since the UAVs have limited sensor range, they cannot detect whether the alleys lead to an obstacle or not. Due to the presence of multiple agents and kinematic constraints, the UAVs have to cooperate with each other in selecting their paths, otherwise they may collide with each other. The physical and sensor constraints on the UAVs, coupled with uncertainty in the environment makes the problem of multiple UAVs exploring the unknown region a difficult problem. We developed an exploration system that uses (a) an exploration algorithm to generates safe paths for travel in narrow corridors and (b) a dynamic leader selection scheme to take the presence of multiple agents into account. We also determine the minimum communication range required to ensure no collisions occur inside the narrow corridors. Monte-Carlo simulation were carried out to analyze the effect on area coverage with changes in number of agents, sensor range, and communication range.     

Multifunctional optical proximity sensor using phase modulation

A proximity sensor is defined as the noncontact sensor of end-effector, and is one of the most important sensors for robot control. This paper deals with a new type of proximity sensor which has the capability of measuring spatial information, such as gap distance, inclination angles, and the angular positions of object particles. The measuring principle of the sensor is based on the phase shift of a modulated light signal. For this purpose, six light sources are placed on a cross-shaped pattern that is centered by a photodetector, and the power of light sources are modulated by different phase sine wave signals. The distance and angles can be measured by investigating the received phase information at the predetermined emitting pattern. By experimental measurement, the characteristics of this sensor are obtained and the effectiveness of the sensor is confirmed.