基于PtolemyII的传感网络仿真研究

随着传感器技术的飞速发展,传感器技术在越来越多领域得到了广泛的关注和应用;然而,传感器网络不同的应用特性限制使基于传感网络的建模与仿真面临诸多问题。有效的设计对一个完善的传感网络模型非常重要,使用基于PtolemyII的仿真工具能够有效地对传感网络进行建模仿真。探讨了目前传感网络建模仿真平台的不足,介绍了PtolemyII如何运用层次异构设计思想解决传感网络的建模问题,以及该设计思想的传感网络建模与实现原理;并基于PtolemyII实现了一个完整的基于定位应用的传感网络计算模型。     

基于PtolemyⅡ的传感网络仿真研究

随着传感器技术的飞速发展,传感器技术在越来越多领域得到了广泛的关注和应用;然而,传感器网络不同的应用特性限制使基于传感网络的建模与仿真面临诸多问题。有效的设计对一个完善的传感网络模型非常重要,使用基于PtolemyⅡ的仿真工具能够有效地对传感网络进行建模仿真。探讨了目前传感网络建模仿真平台的不足,介绍了PtolemyⅡ如何运用层次异构设计思想解决传感网络的建模问题。以及该设计思想的传感网络建模与实现原理;并基于PtolemyⅡ实现了一个完整的基于定位应用的传感网络计算模型。     

基于无线传感器网络的监控平台设计

传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术是信息科学一个新兴的研究领域,具有广阔的应用前景.本文依据自组织传感器网络的工作原理,以新型的系统级无线数据传输芯片为核心部件设计了可连接不同的传感器形成不同监控网络的传感监控平台.本文详细介绍了传感监控平台节点的组成和及其组成监控网络的工作原理.     

海洋水环境网络化智能监测系统的建模设计研究

针对海洋渔业养殖水环境健康监测的多参数检测与快速设计的需求,基于IEEE 1451标准框架,开展混合标准模式下的网络化智能传感系统的建模设计研究;论文从监测系统的静态功能分析出发,建立多参数监测系统模型架构图,然后利用监测系统传感器用例模型图,通过TEDS的合理配置,完成不同传感器的初始化、参数配置和传感信息校正,实现传感器的即插即用,可为传感器接入、维护带来很大便利;通过海洋渔业水环境监测系统的构建,验证了该监测系统建模设计方法的有效性和必要性,可减少35%的研发设计时间。     

基于UML和Petri网的网络化传感系统模型研究

为了提高网络化传感系统的网络兼容性和互换性,基于国际通用接口技术标准IEEE 1451和传感器的原理与特点,利用UML和Petri网分别从静态建模、系统部署图和动态建模构建了一种网络化传感系统模型.该模型能够通过CPN tools动态行为验证,可对研制智能传感器模型进行简化与优化,能够实现良好的网络互操作性和“即插即用”功能.     

自适应气体检测光子晶体光纤传感器设计

针对光子晶体光纤在传感技术和非线性传感系统应用中面临的传输模式突变、检测精度受模式变化而降低等方面问题,研制了一种具有低损耗高抗压的气体检测光子晶体光纤传感器.根据非线性传感系统和光子晶体光纤的带隙材料布局建立了损耗分析模型,并总结了孔距和包层直径对损耗的影响,从而建立损耗感知算法;对比单模、二阶模及异构孔对损耗的影响,建立了模式自适应调制算法;研制了一种基于损耗感知支持模式自适应调制的用于气体检测的光子晶体光纤传感器.测量系统的实验结果分别从损耗.检测精度和抗压等方面证明了所提方案研制的光纤传感器的可靠性和优越性.     

液晶材料在化学与生物传感器中的应用

液晶分子是介于液态和晶态之间一种高分子有序材料,有不完全的取向长程有序性和位置有序性.研究者们把这种光学特性应用到生物传感领域,开辟了新型的传感技术-液晶生物传感器.该文综述了液晶分子的特性和基于液晶分子作为"敏感元件"的化学和生物传感器研究进展.液晶分子的这种新应用,对发展快速、简单的生物传感器,有可预见的良好前景.     

农药残留快速检测生物传感器研究进展

迄今为止,农药残留快速检测用途生物传感器主要有酶生物传感器和免疫生物传感器两大类,农药残留快速检测用途酶生 物传感器又包括胆碱酯酶、酪氨酸酶、碱性磷酸酶、酸性磷酸酶、过氧化物酶、有机磷水解酶和谷胱甘肽巯基转移酶等七种类型,主 要用于蔬菜、水果,以及食品中农药残留的快速检测。农药残留快速检测用途免疫生物传感器主要包括电化学、光学、压电和微机 械悬臂梁四种类型,可以直接用于饮用水、果汁和葡萄酒等农药残留快速检测。     

无线传感器网络可靠性技术分析

由于无线传感器节点小体积、低功耗、有限资源等特色以及无线传感网络大规模、随机撒播、任务环境多变等特点,可靠性问题一直被视为制约无线传感器网络发展的重要因素。在分析其可靠性制约因素的基础上,调研提高无线传感器网络可靠性的研究方法,分别从节点以及网络两个方面介绍国内外主流的可靠性策略。调研无线传感器网络可靠性建模技术,提出可靠性建模技术的评价标准,从节点层次、网络层次分别概述其可靠性建模技术,并指出国内外对可靠性的研究所存在的问题以及无线传感器网络可靠性研究的发展前景。     

光纤传感技术在物联网中的应用

现如今,物联网已经发展成为了一个研究热点,而光纤传感技术在物联网的发展中也得到了广泛的应用,并引起了广泛的关注。物联网的核心部件为传感器,特别是光纤传感器,它和其它的类型的传感器所不具有的优势,而物联网主要有四个技术构层,它们是应用接口、数据处理技术、数据传输网络和传输网络,在物联网中我们将会看到有大量的各种各样的传感器的存在,这些传感器可以用来感知不同的环境参数,比如温度、重力、光电、声音、震动和位移,这些传感器为物联网提供最原始的数据信息。当前,光纤传感技术在物联网中的应用引起社会各界的高度关注。本文主要对物联网的界定、构成以及光纤传感器的原理和发展现状进行了深入的探讨和分析,并且重点是对光纤传感技术在物联网中的应用加以详细阐述。希望可以通过本文的论述,能够对今后光纤传感技术在物联网中的应用产生一些积极影响。     

参数调制探针式电容土壤水分传感技术研究

电容传感器是实现土壤水分低成本检测的主要途径,土壤水分中电导对土壤水分影响很大,为了消除电导影响,研究了一种新颖的基于参数调制的探针电容土壤水分传感器,分析了参数调制技术消除电导机理,并建立了相应数学模型,设计了参数调制式探针电容土壤水分传感器的检测电路和数据处理系统,通过参数优化得到了一种能够实现在线测试土壤水分的探针电容传感器及检测仪器.试验表明,随着土壤含水量的变化,其探针电容传感器响应有较大的变化,且在低于25%的含水量范围,土壤含水量与被测电压之间呈线性关系.     

A dielectric-based combined horizontal sensor for on-the-go measurement of soil water content and mechanical resistance

Precision agriculture is drawing widespread attention and increasing interest in the use of on-the-go sensors to extract soil and plant information. This new trend is evident from an increased number of (tillage) studies concerning the development of sensors for measuring physical soil properties. In this study, a new dielectric-based horizontal sensor was designed and stationary calibrated in pots for measurement of volumetric soil water content. Subsequently, the sensor was combined with a load cell and installed on a tine with thickness of 25 mm, and its dynamic performance was assessed. The load cell behind the tine measures horizontal soil mechanical resistance. In order to evaluate the on-the-go performance of this combined sensor, two experiments were carried out in a soil bin, with the purpose of (i) measuring soil water content along a transect of longitudinally variable water contents, (ii) investigating the difference in horizontal resistance force measured by either the combined (horizontal force and water content) or a single sensor (horizontal force only). The stationary calibration results showed that quadratic equations with coefficients of determination (R²) of 0.989 and 0.918 could be fitted to the data points obtained from measurements in soil bulk densities of 1.5 and 1.2 g cm⁻³, respectively. The results of the soil bin experiments indicated that the response of the dielectric sensor to soil water content variations was reasonable, but that the output voltage of the sensor should be amplified for a better sensitivity and resolution. The presented combined sensor can provide useful information on soil physical properties towards site specific applications in soils.     

一种土壤水分检测仪的设计

在土壤水分检测的各种方法中,传感器法具有其许多优点。本文就是利用土壤水分传感器设计了一种土壤水分检测仪,阐述了其组成和工作原理。试验表明,利用本检测仪测量土壤含水量与烘干称重法测量值的差值在5%以内,具有测量准确度高,测量速度快,显示直观,使用简单,价格低廉,操作方便的特点。     

基于信号波形幅度检测放大技术的电容式土壤水分传感器研究

土壤水分量测对于农田系统的评估和选择、水资源的合理利用是十分重要的。本文根据土壤水分与土壤相对介电常数的关系,基于信号波形幅度检测放大技术设计了一种电容式土壤水分传感器。在标准溶液样品、粘壤土、砂壤土、粘土土样中对本文提出的传感器进行测试。实验结果显示,传感器输出电压与被测介质含水量有良好的线性关系（R2=0.81~0.99）,传感器灵敏度受土质影响明显,实际应用中时需要根据土质进行校准,传感器功耗低,在2.5V供电电压下功耗低于8mW。本文设计的传感器可推广至精准农业系统应用中。     

不同频率激励信号下土壤水分传感器性能试验

激励信号频率是影响高频电容式土壤水分传感器性能的重要因素。利用去离子水和2—异丙氧基乙醇(2—isoproxyethanol)或二氧六环(dioxane)2种溶液混合,配制了一系列等效土壤体积含水率为0.9%~51.8%的待测介电溶液来替代土样。从与土壤含水率的函数关系、温度变异性2个方面,分别对激励信号频率为40,50,60,70,80,90,100 MHz的7种土壤水分传感器进行了性能测试与分析。结果表明:7种频率的传感器的输出电压均与土壤体积含水率呈线性负相关,其相关系数R2均大于0.94;激励信号频率不影响传感器输出电压的温度变异性,温差是影响温度变异性的主要因素,其最大变异率均小于4%。试验结果可为设计高频电容式土壤水分传感器时选择激励信号频率提供依据。     

采用电容传感器的型砂含水率检测仪

介绍一种采用电容传感器的型砂含水率检测仪,它采用微电容测量技术对信号进行检测,并通过单片机对数据进行处理和控制,测量准确度高于1%,既可作为便携式仪表使用,也可用在生产线上实现混砂加水的自动控制,具有使用方便、测量速度快、性能稳定、控制可靠等优点。     

基于高频电容原理的土壤剖面水分传感器研究

为了实现土壤剖面不同深度的水分测量,基于高频电容原理,研制了一种能够自动、连续监测土壤剖面动态含水量的水分传感器。通过实验,建立了传感器数学标定模型,并对传感器进行了相关性能测试。通过对比分析土壤水分实际值与传感器测量值,结果表明:传感器最大绝对误差为-5.10%。传感器测量水分梯度变化明显,可用于土壤剖面不同深度水分的测量,具有低成本、低功耗的特点,可应用于农林业实际生产。     

微波透射法测量含水率的研究

基于微波透射法,设计了一套液液两相流(其中一相为水)的中高含水率测量系统,该系统与现有方法不同之处在于系统中设计的传感器减小了干扰效应,适于测量中高含水率液液两相流.根据测量介质合理选择测量频率,对实验数据曲线拟合,获得测量经验公式.实验结果表明:设计的装置可对含水率为30%～75%的液液两相流进行有效测量;采用测量经验公式,其测量精度高于5%.     

基于蓝牙和传感器技术的油含水率测量系统

提出了基于蓝牙技术和电容式敏感元件的油含水率新型智能化测量系统,采用了蓝牙技术和C/U转换、U/f转换等设计。C/U转换包括由集成运放构成的正弦信号产生电路、缓冲电路和转换电路三部分。电路选用器件精密,工作稳定可靠。实验结果表明:系统能够准确地以全量程线性化刻度(0%～100%)显示。     

原油含水率测量多因素影响的数值模拟与实验研究

基于介电常数法测量原油含水率,往往受油水两相流态、温度、矿化度、非线性特性等多因素的影响.因此,设计一套基于多传感器的油水两相流实验室模拟系统,利用理论计算结合数值模拟的方法,研究含水率、温度、矿化度、油水介电常数、含水测最传感器输出之间的数学关系及影响规律,对提高测量含水率的精度提供了有力的理论和实验依据.