无线传感器网络中节点传输能效跨层分析模型

在无线传感器网络中,节点的传输能效一直是国内外学者研究的首要问题。从物理层、MAC层协议角度分析了数据传输的能耗问题,给出了在单跳传输的过程中节点所消耗的能量,进而提出了数据传输能效跨层分析模型。分析了无线传感器网络中数据传输的电路机制及能耗,给出了CSMA传输机制的能耗概率模型,结合无线传感器网络中MAC层的RTS-CTS-ACK握手机制,提出了数据分包传输的能效分析模型。通过数值分析,说明提出的数据传输能效分析模型是可行并且有效的。     

贯流风机性能参数检测装置的研制

针对贯流风机的性能参数检测方式的现状与技术难点,采用现代测试和传感器技术,设计了一种基于VB6.0的贯流风机性能参数检测装置.此装置通过上位机与单片机检测系统的通讯实现系统的检测功能,完成了贯流风机性能数据采集及处理、特性曲线绘制及数据库管理等功能,测量结果表明检测装置提高了贯流风机性能参数检测的精度和稳定性.     

激光式自动化检测钢轨波磨装置研究

针对目前机械式轨道波磨测量普遍精度不高,使用条件限制较多等缺点,研发了激光式自动化检测钢轨波磨装置。该装置主要采用非接触式激光传感器进行检测,采用步进电机带动传感器扫描钢轨表面,数据传输采用单片机结合WiFi上传给上位机,使用C#编写的上位机程序对数据进行采集分析处理。经过多个现场测试,设备能够稳定、准确地采集钢轨波磨数据,并且具有采集速度快,设备移动方便,钢轨波磨的检测效率高等优点。     

简易肢体康护训练监测装置的设计

基于物联网云平台设计了一款简易肢体康护训练监测装置,用于对肢体康护训练人员进行自动智能监测,以缓解日益紧张的医护人员短缺问题。该装置主要由上位机和下位机两部分组成。下位机基于传感器技术自动获取肢体康护训练人员的训练数据,并完成信息处理与数据传输;上位机基于物联网技术实现装置远程控制和动态数据监测。通过测试,该装置能够自动完成被监测人员的肢体弯曲/拉伸角度和心率血氧参数的实时监测。     

基于改进支持向量机的无线传感器网络路由优化算法

为了解决当前无线传感器网络路由算法能耗大的缺陷,设计了基于改进支持向量机的无线传感器网络路由算法(PSO-LSSVM)。首先建立了无线传感器网络路由能耗的数学模型,然后通过组合模型的节点剩余能量进行在线估计,选择能耗最小的路由进行数据传输,最后在Matlab 平台上对该算法的性能进行测试。结果表明,PSO-LSSVM可以快速找到能耗最小的路由,改善了数据传输的可靠性,降低了数据的传输时延,而且综合性能优于对比的无线传感器网络路由算法。     

基于PSD的转轴振动位移测量与分析

针对脉冲发电机转轴高速旋转时振动位移的测量工作,以一维位置敏感探测器(PSD)作为传感器,C8051F040为微处理器,设计了一种转轴振动位移测量装置,该装置采用串口与上位机通信,上位机操作界面采用VB进行设计,对采集数据进行显示和分析;介绍了测量原理,从硬件和软件方面讨论了系统构成,对实际测量信号进行了处理、计算和分析。实验测量表明:测试结果满足转轴振动位移测量要求。     

基于CAN总线的无线传感器网络测试系统设计与实现

为了对无线传感器网络在实际环境下进行综合性能测试,设计了一种无线传感器网络测试系统;各测试模块挂载到CAN总线上,有利于数据的快速传输,增加了可测试节点的数量并提高了数据传输的实时性;提出一种动态优先级方案,解决了静态低优先级节点竞争不到CAN总线造成的数据拥塞;针对无线传感器网络节点数量大、烧录效率低的特点,利用MSP430的Bootstrap Loader特性,实现了对WSN节点的并行程序烧录,提高了烧录效率;此外,还支持对WSN节点的电源控制、能耗测试、程序调试及状态查询。实验数据表明,该测试系统满足无线传感器网络的测试要求。     

一种新型双金属片形变测试系统设计

针对传统双金属片形变检测方法误差大、效率低等问题,设计了一种基于激光位移传感器的形变测试系统。该系统基于"测位式"测试思想,利用非接触式激光位移传感器透过双层真空玻璃测量双金属片在不同温度下的形变量。系统以机械装置为基础,以计算机为上位机,并基于LabVIEW软件开发平台搭建控制系统,对激光位移传感器数据进行实时采集,并对采集的数据进行分析、处理、显示、输出,从而精确地测试出双金属片的形变量。试验结果表明:该系统性能稳定,各项控制功能均能实现。     

基于GPRS的内河船舶油耗监测装置研制

为实现内河船舶的节能减排,提高能耗统计监测水平,改进数据采集和生产模式,研制了一种基于电容测量和GPRS相结合的油耗测量装置;对用于船舶的电容式传感器进行了结构设计,并搭建了传感器、GPRS通信模块以及微处理器LM3S1968为核心的检测处理系统,利用软件抗干扰和温度补偿技术对油量信号进行处理,实现对内河船舶耗油量的远程实时监测;实船测试结果表明,装置测量油耗量能较好地反映实际用油量,实现了监测模式的智能化,为内河船舶能耗统计工作带来便捷性、可靠性。     

低功耗无线应变传感器的设计

提出了一种以MSP430F149为主控芯片、nRF24L01为无线传输芯片、AD627为前置放大器的低功耗无线应变传感器的设计方案,给出了该传感器的总体结构,详细介绍了该传感器数据采集发射子系统的软硬件设计方法,并对该传感器进行了能耗分析和测试,得出了该传感器的能耗公式。经理论计算,该无线应变传感器的平均电流消耗为32μA,比现有无线应变传感器的能耗低;测试结果与理论分析结果基本一致,且电池使用寿命可达70h以上。     

板翅式换热器翅片流阻快速检测系统设计

铝制钎焊板翅式换热器是一种高效、紧凑式换热器,广泛用于空气分离设备、天然气处理、天然气液化、烯烃装置等石油化工的低温分离装置、hyco装置、氦液化、氢气液化装置及动力机械等。翅片是板翅式换热器的核心部件,其加工质量的下降,会直接导换热器阻力降的升高、传热效率下降,进而造成设备运行能耗的增大。因此,控制加工成型的翅片流阻在一定范围内,是有效保证翅片加工质量的关键。针对传统的基于风机的换热器阻力测试装置雷诺数上限低、试件拆装繁琐、测试效率低等缺点,采用高压气体作为测试气源,配合液压驱动的试件固定装置,开发了一套可实现板翅式换热器翅片流阻快速检测的装置。通过开发基于C#及SQL Server数据库技术的上位机测控软件,实现了测试数据的实时采集、处理和曲线显示。测试实验结果显示,该检测装置系统重复性误差均可保证在3%以内,满足宽雷诺数、高精度的翅片阻力特性测量要求,为实现翅片加工质量检测提供保障。     

基于虚拟对标的乙烯装置能效价值研究

为了有效分析乙烯装置的能效状态,寻找传统单一能效指标背后隐藏的节能机会,本文提出了以单位乙烯产品综合能耗和相关的8类影响因素共同为能效状态评价准则的乙烯装置能效价值层次模型.模型将乙烯装置能效价值建立在原料消耗量、乙烯收率、装置规模、负荷率、燃料、蒸汽、电、水等其它能耗和单位乙烯产品综合能耗的基础上,丰富了乙烯装置能效...     

基于皮托管的流场测试系统开发

针对流场测量采集数据处理复杂的特点,设计了基于单片机的数据采集系统,以满足多变的测试需求的基础环节;在介绍了测试原理后,给出了硬件模块及接口间的设计思路和工作过程,重点分析了软件设计流程;通过流场校验试验和测量试验,对五组压力传感器采集到的数据进行处理,验证采集系统的稳定性和流场测量装置的性能;试验结果表明:测试系统实现了对三维伴流场的测量和对传统传感器的身份识别,并提高了测试的效率;为进一步实现对其他传感器及测试系统的改造提供基础。     

基于无微分扰动观测器的水泥厂风机能效辨识系统

预热器引风机、磨粉机引风机和袋房引风机是水泥厂用电大户。考虑到近年来水泥市场竞争越来越激烈,评估这些风机及其通风系统的能效,优化运行效率以节省消耗的电力是非常有必要的。这些节能优化也可以大大减少排放和整个生产过程的碳足迹。现有的能效评估多采用预埋传感器的嵌入方式实现的,成本高,周期长。设计了一种基于在线参数的水泥厂风机系统非嵌入式无微分扰动观测器辨识系统能效,对永磁同步电机驱动离心风机系统进行估计。建立了系统设计的模型,搭建了软硬件,进行了系统测试,结果表明了能效辨识系统的有效性。     

基于分片重传链路感知的无线传感器网络能耗控制方法

针对无线传感器由于节点从休眠状态转换为觉醒状态的高频次,导致无线传感器网络存在耗能高、覆盖质量低的问题,提出了一种基于分片重传链路感知的无线传感器网络能耗控制方法。该方法确定待激活的最佳临近网络节点,计算节点轮数和剩余能量,明确待休眠节点,完成节点调度方法设计;引入分片重传链路感知,结合误码率检验数据传输成功率,数据传输失败实行休眠重传,不断迭代获得最佳状态,实现无线传感器网络能耗控制。实验结果表明,网络能耗控制方法在运行轮数为40轮时,覆盖质量仍在85%以上,高于对比方法5%,其在运行时间100 min时,网络能耗仅为10 000 J左右,降低了4 000 J以上,CPU占比率最高仅为23.91%,该算法在保证覆盖质量的前提下,最大程度降低了能耗,并且CPU占比率低,提高了使用效率。     

基于ARM与MEMS器件的微惯性测量装置设计

开发一种生物运动微惯性测量装置,以基于ARM7的LPC2129为核心处理单元,采用MEMS陀螺和MEMS加速度计为测量传感器.该装置实现了对SPC-III机器鱼尾鳍拍动参数的精确测量,为活体鱼尾鳍拍动参数测量实验打下了基础.     

基于能量收集和链路感知的无线体域网路由协议研究

为了提高无线体域网的能效和数据传输可靠性,提出一种基于能量收集和链路感知的无线体域网路由协议(EHLA)。针对传感器能量匮乏且电池不易更换等问题,引入能量收集技术为传感器补充能量。通过分析网络的能耗和信道特性,建立由剩余能量、链路质量和节点间距离所组成的多目标成本优化模型。最终根据EHLA路由协议得到最佳的下一跳转发节点和到Sink节点的最优路径。仿真分析表明,与现有EVEN和ELR-W协议相比,该协议有效地增加了网络寿命和数据传输可靠性。     

基于STC单片机的智能化病房温控系统设计与实现

该文以搭建具有模块化、智能化、精确化性质的病房温控系统为目标,对部分三甲医院现有温控系统展开了具体研究,对其现有问题展开了分析,提出和设计了一种基于STC单片机的智能化病房温控系统;该系统以PC端系统作为上位机端,单片机硬件系统作为下位机端,STC89C51作为单片机主控板块,温湿度测量使用DHT11传感器,室内CO2浓度采用T6713-5K传感器测量,并通过接口将数据传输至单片机,温湿度及CO2浓度等信息通过LCD1602显示屏展示,同时通过PID算法参数调整,实现室温调节,另外上位机端设置蜂鸣器对超出温湿度及CO2浓度阈值的进行预警;经实验测试该系统实现了病房温湿度的有效控制及病房环境数据的可视化;经实际应用满足了部分医院病房温湿度智能化控制要求,使温湿度维持在20℃-25℃和40%RH-55%RH之间     

基于IEEE1588的分布式柔性测压带系统设计

为了研发一套分布式翼面柔性测压带系统,实现以表面贴附的方式测量飞机翼面压力,同时满足大规模分散式的传感器节点数据的同步采集、实时传输和本地存储等功能,提出系统总体设计方案,提供了硬件设计方法和软件设计流程。测试了系统的各项性能,并进行系统性能评估。测试结果表明:该系统达到了预期的技术指标,符合测试平台的要求;该系统是通用的,可以将压力传感器换成其他类型的传感器,尤其对于需要大量传感器的测试环境,其提供了一种安装方便、扩展灵活、数据传输可靠的解决方案。     

基于MIMO模式的无线传感器网络数据传输协议

在对分簇无线传感器网络在簇群内和簇群之间数据传输能耗进行分析的基础上,提出了一种在簇群间采用MIMO模式进行数据传输的方法。该方法以HEED协议为基础,将MIMO模式引入到簇群间的数据传输过程中,极大地降低了传输能耗,并且创建了一种基于MIMO技术的分簇传感器网络能耗模型,推导出实现网络能耗最小化时系统参数的最优值。实验结果显示,与HEED协议相比,该方法更显著地降低了网络的总体能耗,使网络具有更长的生存期。