多传感数据同步采集系统设计

轨道检测方法涉及到陀螺仪、倾角仪、加速度计等多个传感器,如何实现多传感数据同步采集是实现轨道检测的关键技术之一.为了解决该问题,设计了一种多传感数据同步采集系统,该系统主要由正交编码采集电路、信号调理电路及同步触发电路构成,采用基于μC/OS-Ⅱ嵌入式编程方法,实现了陀螺仪、倾角仪、加速度计的同步采集.通过利用多传感数据同步采集系统设计了轨道检测小车,实验验证了该系统不仅可以精确实现多种传感器的同步采集,而且具有较强的抗干扰能力,其综合测量精度小于0.5 mm.     

多通道振动传感器高精度同步采集方法

复杂结构体在高速运动时受力复杂,分结构之间的受力互为耦合,结构体多点位振动数据的高精度同步采集对结构体力学仿真和仿实一致性分析至关重要.为满足结构体高速运动时振动数据的高精度同步采集,基于AD7656+FPGA的设计思路,该文使用主控芯片FPGA产生一组采集控制信号,同时对8片AD7656进行控制,确保各片AD7656...     

道路平整度检测多源数据高精度同步采集

随着使用年限增加,道路出现了不平整等路面损坏情况,急需一种快速、有效的道路平整度检测设备对道路进行检测。设计了一种道路平整度检测多传感器数据同步采集系统,以FPGA为控制核心,利用GPS输出的NEMA数据和高稳晶振建立高精度的时间基准,采用A/D采样的方式进行同步数据采集。为提高系统的抗干扰能力和数据采样的精度,传感器信号调理电路采用差分放大和抗混叠滤波设计。实验结果表明,该系统完成了多传感器数据高精度同步采集,时间同步精度为微秒级,能够为评价路面平整度提供高精度原始数据,具有数据采样精度高、稳定性好、抗干扰能力强、成本低等优点,已在武汉夕睿光电技术有限公司的道路检测车上得到成功应用。     

基于无线传感器网络的震波采集同步协议

针对基于无线传感器网络的煤矿井巷震波超前探测系统在采集震波时,采集节点之间的晶振频偏导致采样时间误差的问题,通过建模分析了采集节点之间的晶振频偏与最大采样次数之间的量化关系,并提出了一种无线传感器网络节点的连续同步协议。该协议通过汇聚节点向采集节点发送2次广播,采集节点利用广播时间间隔进行计数,实现高精度的时钟同步。实验结果表明,采用该协议后,在5kHz采样频率、持续3s的震波采集过程中,每次采样时采集节点之间的最大采样时间误差小于2μs。     

基于虚拟仪器的多参量传感器信号采集系统的设计

介绍了基于虚拟仪器的传感器信号采集系统的开发。它采用Lab VIEW可视化的虚拟仪器系统开发平台,把传统仪器的所有功能模块集成在一台计算中,用户可以通过修改虚拟仪器的软件来改变它的功能与规模。该系统实现了多参量传感器系统的自动采集,并能通过计算机进行各类数据的处理和分析。     

力传感器动态校准中高速数据同步采集技术

介绍了最新研制成功的1200kN标准动态力源装置中力传感器输出电压和激光测速数据的同步采集技术。该技术是利用一卡的内触发信号输出驱动另一卡的外触发信号,并各自预置提前存储RAM的方法实现。该技术为那些采样频率较高、采样频率不同且同步要求较高的采集系统提供了一个成功的范例。     

基于皮卫星的天基干扰系统研究

该文是在对皮卫星的特点和发展现状总结的基础上,提出了一种基于皮卫星的天基干扰系统,给出了干扰系统的原理性方案,并对其中的关键技术进行了分析。     

多传感器分布式震情与次生灾情综合采集系统

为了及时获取地震现场的震情与次生灾情信息,提出了一种新型的分布式采集系统.该系统由微处理器系统与地震烈度,GPS,有毒气体,以及火灾等信息采集模块构成.地震烈度模块和GPS模块一起,用以获取地震的时间、位置和强度等要素信息;有毒气体模块和火灾模块用于监测有毒气体泄漏和火灾.Modbus现场总线的引入,将各个信息采集模块与微处理器系统相连,构成了地震现场的分布式综合信息采集系统.实验结果表明:该综合采集系统能够及时获得地震现场震情和次生灾情信息,满足地震应急救援的信息需求.     

基于VxWorks的船载多传感器采集系统设计

船载多传感器采集系统的设计需要满足数据采集的并发性、数据分析的正确性、数据传输的可靠性与数据处理的实时性等条件.基于实时操作系统（RTOS）设计一种新型的具有广泛适应性的船载多传感器采集系统,采用VxWorks作为传感器数据处理系统,利用其多任务并发的特性进行数据采集与数据处理,并与Windows系统协同工作,共同完成数据应用.设计中采用多任务并发、Socket通信等关键技术,对XBT和AirMar气象站两种传感器所采集的数据进行采集、处理及应用.     

多传感器图像采集处理系统的设计与实现

为了完成一个多传感器图像采集处理系统的设计、软硬件实现,采用参数同步配置方法提高多CMOS图像传感器同步曝光精度.采用基于Bayer颜色滤波阵列图像的残差集近无损压缩方法提高图像数据传输速度.系统三传感器曝光达到了微秒级同步精度.约为课题任务要求的1/29.在保证重建图像质量精度的前提下,数据传输速度提高了约4.4倍.给出了系统部分最终测试结果.     

面向皮卫星的地球磁场测量系统设计

针对姿态控制采取主动磁控方式的皮卫星,介绍了一种适用于皮卫星姿控系统的地球磁场测量系统设计方法。提出了在极端环境中保持系统最佳性能的方案,同时讨论了基于PauTa准则和L~*MAD准则的滤波优化效果,并给出缓解实时性和灵敏度之间矛盾的途径及两种测量磁场的方法即直接测量法和偏置电流带法。实测数据表明,测量结果与标准磁场线性吻合,能够测量毫高斯量级的磁场。整个系统功耗较低、体积小、精度高,不仅能在皮卫星中应用,亦可在手持式电子罗盘、导弹惯性导航等众多场合使用,具有良好的工程应用前景。     

基于GPS校准的皮卫星高精度时间系统方案

许多实际应用任务对皮卫星星上时间系统有较高的精度要求,传统采用实时时钟芯片（RTC）的时间系统方案难以满足需求,基于GPS的皮卫星星上时间系统应运而生。受能源限制,皮卫星携带的GPS接收机一般采用间歇性开机方式工作。本文设计实现了一种基于GPS校准的星上时间系统方案,提出了分级校正算法,并对算法中的参数进行了优化,实验表明,每天GPS接收机仅需开机1024 s,即可保证优于1 ms/d的星上时间精度。整个方案实现简单,且已应用于浙江大学研制的ZDPS-2皮卫星,满足了任务载荷5 ms时间精度的要求。     

高能X射线数据采集系统研究

为了克服传统的射线探测方案在高能X射线工业CT的探测与数据采集系统中的弊端,分析了高能X射线探测技术,并重点研究了高能X射线探测器——钨酸镉(CdWO4)耦合光电二极管探测器的探测原理及其信号输出特征.根据探测器信号的输出特性,研究了微弱电流信号的测量原理,详细介绍了高能X射线探测转换电路的设计,并重点介绍了微弱信号探...     

Multiple conducting polymer microwire sensors

In this work, conducting polymer microwires of three commonly used conducting polymers were fabricated simultaneously on a common substrate using an intermediate-layer lithography (ILL) method. The three conducting polymers under consideration were polypyrrole (PPy), sulphonated polyaniline (SPANI) and poly(3,4-ethylenedioxythiophen)-poly(4-styrenesulphonate) (PEDOT-PSS). The fabricated microwires were implemented as sensing elements in detecting humidity and two organic vapors (i.e., methanol and acetone). The sensitivity of a single PPy microwire was compared with a rectangular PPy film after both were exposed to 45–85% humidity. The microwire sensor, due to its higher surface-to-volume ratio, was found to be more sensitive than the film sensor at low levels of humidity (between 45 and 58%). Beyond 58% humidity, the responses of the film and microwire sensors were similar. Three different sets of conducting polymer microwires (of PPy, SPANI and PEDOT) were then fabricated and employed as sensors to detect methanol, acetone and their mixtures. These microwires exhibited wave-like responses when they were exposed to these targets. The PPy and PEDOT microwires showed higher sensitivities in detecting methanol and acetone, respectively. The SPANI microwires exhibited similar responses in detecting methanol and acetone. The results demonstrate that microwire sensors were more effective than film sensors in detecting little quantities of target molecules. A sensor platform which integrates multiple microwire detectors is promising to detect multiple targets, and it also provides more information in detecting and distinguishing targets.     

基于多传感器的行人航向推算算法研究

针对室内行人航位推算(PDR)系统中单一地以陀螺仪作为航向估计会出现误差累积和航向角偏移的问题,提出一种由方向传感器和陀螺仪组合的航向角校正算法。首先,利用卡尔曼滤波（Kalman Filter KF）分别消除方向传感器的信号干扰和陀螺仪的动态漂移误差;然后,通过陀螺仪和方向传感器测量的航向角差值是否超过阈值来判断是否存在硬磁场干扰;最后,根据硬磁场干扰情况对航向角估计值进行相应的角度补偿得到新的航向角估计值。实验表明,该算法的航向推算性能优于启发式漂移消除算法和增强式启发式漂移消除算法。     

气体传感器试验分析系统

在分析研究了电子鼻的基本原理和系统组成的基础上,建立了气体传感器(7ST/F,7NDH)流量静态数学模型和试验分析测试系统,对其输入-输出特性进行了试验测试,并用Matlab对试验数据进行了分析与研究。通过试验,验证了模型的正确性及分析测试系统的通用性,获得了具有应用价值的结果,为后续的模式识别技术和人工神经网络技术的应用打下了基础。     

New technique: Design and implementation of the highly-reliable, low-cost housekeeping system in the ZDPS-1A pico-satellite

The ZDPS-1A pico-satellite designed in Zhejiang University with a mass of 3.5 kg and a power consumption of less than 3.5 W is the smallest satellite in China up to now. The housekeeping system (HKS) is the core part of ZDPS-1A. The reliability of HKS has an important influence on the safety of the satellite. Traditional fault-tolerant methods do not apply to ZDPS-1A due to such pico-satellite characteristics as light weight, compactness in size, energy saving, and high integration. This paper deals with a highly-reliable, low-cost design for HKS using industrial devices. The reliable strategies of HKS include a dual modular redundancy scheme, CPU warm backup, a static triple modular redundancy scheme, and two-level watchdogs. Recursive experiments, special tests, and environmental tests show that this system meets the design target. This design has already been applied to ZDPS-1A, which was launched to execute in-orbit tasks on Sept. 22, 2010. To date, the satellite has been in a proper state for more than 15 months.     

Measurement system for metal-oxide gas sensors

A study on smell sensing and classification has been developed for a long time by many ways. Most of these have been focused on bad smells, when factors of bad smells were known chemically. Many gas sensors have been developed to detect specific chemicals. Our purpose is to make a new measurement system of smell gases and to apply it to classification of many gases. The proposed system has many sensors in a chamber and detects some chemicals at the same time. Smells data are transmitted to an A/D converter in a host PC which can be used to analyze data to classify the smells. The system must classify not only kinds of smells but also densities of them. In this paper, we develop the measurement system for multi-channel sensors made of metal-oxide semiconductors with power supply circuits.     

基于GSM的网络化传感器系统

基于GSM的网络化传感器系统在分布范围非常广的区域内的数据采集与监测有着广阔的应用前景.介绍了基于GSM的无线网络化传感器系统的结构、各部分功能及软件与硬件.实验结果及性能分析表明:用GSM短消息的方式构建网络化传感器系统是可行的、经济的和方便的.     

LC谐振传感器的信号检测系统研究

根据LC谐振传感器互感耦合系统的理论模型,设计了一种LC谐振传感器信号检测系统。该系统包括模拟部分、数字部分以及解算方法。模拟部分是通过混频器提取谐振信息,再用低通滤波器( LPF)直流化输出信号以方便数据采集。数字部分是完成信号采集及传给上位机处理。解算方法是通过同步模拟部分的线性扫频源与数字部分的数据采集,实现从携带谐振信息的直流信号中获取谐振频率。实验结果表明：该系统能够完整获得LC谐振传感器的测试信号,其性能稳定,测量精度高,谐振频率测量误差小于3.5%。该系统有望运用于LC传感器信号无线测量的领域。