基于白光干涉原理的光纤传感技术——Ⅰ.光纤传感器与智能结构

概述了用于智能结构和材料监测的光纤传感技术,阐述了对建筑结构进行监测的原因和将光纤传感器用作结构健康监测的理由。众所周知,很多光纤传感器已经成功地应用到了智能结构监测领域。本研究一直关注白光干涉式光纤传感器技术及近20年来此类传感器的发展。由于白光干涉式光纤传感器在智能结构监测尤其是大型民用建筑物监测中的独特优点,因此具有较大的发展与应用潜力。     

结构智能健康诊断的信息融合原理

本文介绍了信息融合的基本原理，提出了基于信息融合的结构智能健康诊断的基本要领，给出结构智能健康诊断系统的信息融合层次、内容和结构，指出结构智能健康诊断的信息融合主要包括监测层信息融合、特征层信息融合和决策层信息融合。     

智能传感器

本文介绍了智能传感器的特点、典型实例,并认为BITBUS是智能传感器SDLC的最佳方案。     

智能气体传感器研究

为了解现有气体传感器分辨率差、稳定性也欠佳的问题，急需发展智能气体传感器技术。文中介绍了智能气体传感器的工作原理，利用三类不同气体传感器组成了气体传感器系统，用模式识别技术对６种不同气体不同浓度的３６个样本进行了测量和识别，并对６个未知样本进行测识，识别率可达１００％。     

CGW智能甲烷传感器的特性与应用

概述了ＣＧＷ智能甲烷传感器的工作特性、构成、应用与改进，该智能传感器不仅能测定，显示甲烷瞬时浓度，超限报警，而且可输出与被测甲烷含量成正比的频率（电流脉冲）或恒电流信号、适应了煤矿井下安全生产的需求。     

智能传感器与现场总线技术

智能传感器是多种技术互相结合的产物，它以精度高、可靠性好号计算机通信等特点，在过程控制中得到很广泛的应用。现场总线技术是智能传感器普及推广的必然结果。现场总线带来了过程控制系统的开放性，使系统成为具有测量、控制、执行和过程诊断等综合能力的控制网络。现场总线智能传感器以其统一的协议规范和接口标准是传感器应用中的一项新技术，它使传统的控制系统结构和仪表在硬件、软件、功能和结构上都发生了深刻的变化。简要     

智能结构中应变传感器布局研究

针对智能结构实时监测中传感器布点优化问题,本文在信息熵理论和应变柔度矩阵相结合基础上给出柔度应变信息熵定义,并提出了基于柔度应变信息最大熵原理的传感器优化布局方法。最后以一个四端简支板仿真算例和试验,对上述方法可行性进行分析研究,研究结果表明该方法能有效实现应变传感器优化配置。     

桥梁结构智能监测新技术研究

桥梁在其服役期间，由于各种原因，会出现损伤和局部的破坏。为了保证桥梁的安全服务和延长使用寿命，应该实时地把握累积损伤的状况和结构继续服役的安全程度。本文利用预先埋入的光纤布拉格光栅传感器，实现了混凝土结构损伤过程中内部应变的测量，根据载荷－应变关系曲线斜率的分歧点，可确定结构内部损伤的形成和扩展，是实现桥梁结构智能监测的一种新技术。     

基于多传感器的直立循迹智能车硬件系统设计

本文介绍了一种基于面阵CMOS传感器、陀螺仪及加速度传感器和绝对式旋转编码器的直立循迹智能车硬件结构及设计方法. 该智能车采用模块化设计思想,将硬件电路划分为多个子模块,对其分别设计再予以综合. 其中姿态采集模块通过MPU6050运动传感器获取角度和角加速度数据,进而拟合得到智能车姿态,图像采集模块通过MT9V022 CMOS传感器获取道路图像信息,速度采集模块通过绝对式旋转编码器采集车速信息,最终通过CPU控制模块对上述信息综合分析,实现智能车直立且自主循迹的稳定运行控制.     

小型化、可移动式传感器监测人体新陈代谢健康

在地球上,重力可能会使人感觉负重,但是,重力也会增强人的体质.对于长期在太空中生活与工作的宇航员来说,失重环境可能会导致一系列危害健康的后果,例如骨质流失和肌肉萎缩等.其中,心血管功能失调也是失重环境下易发生的常见的副作用之一.测量心血管功能的一种方法是分析人的新陈代谢速率,即在给定时间内能量的消耗量,而分析新陈代谢速率的关键方法是分析一个人在呼吸作用中的氧气消耗量和二氧化碳产生量.除了遗传因素外,人体消耗氧气的能力与其健康水平息息相关.     

基于红外光电传感器的智能小车控制算法设计

设计了智能车的整体软件系统.采用红外光电传感器和光电编码器分别进行道路信息与小车速度的采集,同时采用模糊控制算法和棒-棒算法分别对智能车的转向舵机和驱动电机进行控制.整个软件系统具有控制灵活、响应速度快、超调量小、鲁棒性强等优点.     

针织结构智能产品的开发与应用

智能针织产品相比传统智能纺织品具有良好的穿着舒适性、可洗性、耐用性,是近年来的研究热点.分别阐述了智能纺织品与智能针织品的定义,介绍了生产针织结构智能产品的三种方法,即采用智能化纱线直接编织、采用柔性电子元件与织物进行复合和对织物进行后整理加工,并分析了它们各自的特点与适用范围.结合国内外智能针织产品的研究进展,分析了其作用原理与技术关键,对目前已研发出的实现针织产品智能化的部分主流方法进行了综述.在此基础上指出了智能针织产品存在的问题及发展方向.     

结构健康监控的基准结构问题

结构损伤识别技术是结构健康监控（SHM）中一个重要的研究内容，而基于结构振动的损伤识别方法又是目前研究比较活跃的领域。迄今为止，学术界提出的基于振动的识别方法不下几十种，而且还不断有新方法涌现。为了检验这些方法的识别能力，降低实验费用，美国土木工程协会的结构健康监控小组提出了基准结构问题。利用该小组提供的测试数据和结构模型计算工具，可以方便地对不同的结构损伤识别方法进行比较研究，本文对该基准结构的相关问题和作用做了详细的分析和介绍。     

某省级文物历史建筑的运营健康状态分析

运营条件下的砌体结构历史建筑的健康状态分析,能在减少实际监测成本的同时,为其群体保护提供初步依据。以某一省级文物历史建筑为例,对其可能存在的建筑损伤、功能损伤以及结构损伤进行了分析：对不同差异沉降、不同约束条件下,砌体结构的等效应力、第一主应力的最大值及其分布进行了计算,对结构的整体应力、局部应力进行了分析,为历史建筑运营健康状态的评定提供了基础。     

小波分析在结构健康诊断中的应用

小波变换由于同时在时间域和频率域具有良好的局部化性质，且具有很强的处理非平稳过程的能力，因此广泛地应用于许多领域。对小波变换在结构健康诊断中的应用进行了分析．作为一个具体应用，根据一木结构的振动台试验数据，利用小波分析方法对该结构的动力特性进行了分析．     

结构健康监测系统中FIR滤波器的设计

针对结构健康无线传感器网络监测系统中,需要对节点数据进行预处理问题,采用FPGA（field-programmable gate array）为硬件平台,设计了FIR（finite impulse response）数字滤波器,对节点的数据进行数字滤波处理.设计中利用MATLAB/Simulink、DSP Builder软件对数字滤波器进行建模、滤波系数计算、系统模型仿真和生成相应的VHDL工程文件;利用Quartus-II软件对工程文件进行综合、编译和调试,并且生成相应的底层原理图模块.通过对1 kHz和4 kHz的两个正弦波混合信号进行仿真滤波表明,4 kHz的高频干扰信号被有效地滤除,实现了FIR滤波器的性能.将生成的VHDL代码下载到FPGA中,实现了基于FPGA的FIR滤波器设计.