电子产品健康监控和故障预测技术框架

针对我国在电子产品健康监控和故障预测(PHM)方面开展的研究较少的现实情况,在对国外PHM技术进行大量调研并清理和总结大量的PHM理论研究和实际工程实践的基础上,明确了对电子产品进行健康监控和故障预测的技术框架,它包括电子产品PHM软硬件系统的体系结构框图及其关键技术要素、主要相关环节的技术细节和实施方案.并通过对实际PHM软硬件系统的工程设计和研究,明确了对电子产品进行健康监控和故障预测主要相关环节的技术细节,验证了电子产品PHM技术框架在工程上的可行性,完成了构建复杂电子产品PHM系统的第一步.     

机载PHM中的无线传感器网络功率控制算法

由于机载环境的复杂性,机载故障预测与健康管理(PHM)系统采用无线传感器网络(WSNs)技术进行数据采集。鉴于机载PHM对消息传输高实时性的要求,需要通过功率控制来优化网络拓扑,减少网络平均长度。提出一种基于小世界理论的功率控制算法(PCS),该算法通过添加捷径来降低网络平均路径长度,并采用遗传算法对捷径进行优化,得到通信代价较小、网络平均路径长度较短的捷径。仿真结果表明:PCS算法优化了网络拓扑,缩短了网络平均路径长度,提高了信息传输速率,并且在较大的传感器网络环境下也具有较好的适用性。     

PHM系统中的传感器应用与数据传输技术

对国外尤其是美国在航空航天、国防军事以及工业等领域已逐步开始得到应用的各种故障预测与健康管理(PHM)系统中的传感器应用和数据传输技术进行了综述.重点分析和总结了新型传感器,包括微电子机械系统(MEMS)、智能传感器和内建传感器等的应用现状.并对有线和无线两种数据传输技术的典型应用实例进行了讨论.     

基于加权中值的分布式传感器网络故障检测

无线传感器网络中的错误测量数据会导致网络服务质量下降和能量浪费.提出了一种通过融合邻居节点的测量数据来实现故障检测的策略.主要做了以下3项工作:(1) 提出了一种新颖的对邻居节点测量数据进行加权的方法;(2) 提出了一种衡量测量数据之间差距的方法;(3) 提出了基于加权中值的故障诊断策略WMFDS(weighted median fault detection scheme),它同时适用于二进制决策和实数测量值.理论分析及仿真结果表明,即使节点发生故障的概率很高,提出的诊断策略也能得到很高的检测精度和较小的误判率,这表明在无线传感器网络故障检测中应用该方法具有很好的性能.     

基于MEMS技术和无线射频网络的人体 健康参数采集系统

结合MEMS技术和无线射频技术,提出了一种新型的人体健康参数采集方法.基于此方法设计了一种便携式、低成本的人体健康参数采集系统.介绍了系统的测量原理以及硬件和软件设计.该系统测量体温的精度为±0.5℃,测量血压的精度为±1 mmHg,在可靠通讯距离下无线数据传输的实际乱码为0.     

装甲装备故障预测与健康管理系统技术研究

预测和健康状态管理(PHM)技术是一种先进测试、维修技术;从视情维修保障的背景出发,介绍了装甲装备PHM系统的内涵,进行了装甲装备故障模式影响和危害分析,明确了PHM系统具备的功能,初步构建了基于开放体系的装甲装备PHM系统的技术框架,并对其中的关健技术进行了深入研究,对炮控系统进行故障预测分析,结果和实际应用一致。     

基于聚类中值比较的WSNs故障检测算法

无线传感器网络(WSNs)中的传感器件容易失效而导致测量数据不准确,因而,高效、实用的故障检测算法对于保证WSNs的感知质量非常重要。提出一种基于聚类中值比较(CBMC)的故障检测算法。不同于传统的中值比较的思想,该算法引入聚类方法对待检测节点的邻居节点测量数据进行分组,根据分组信息计算该节点状态。仿真实验表明:CBMC算法具有较高的故障检测率(DR)和较低的故障误检率(FPR)。     

基于WSNs的医院环境监测系统设计

针对传统医院环境监测系统现场布线难、设备移动性差、测量精度不高的问题,提出了一种基于无线传感器网络( WSNs)技术的医院环境监测系统,并详细介绍了该系统的结构、通信机制及软件实现流程.系统由无线传感器节点依据无线通信机制形成WSNs.在分析影响WSNs能耗的主要因素和现有节能技术基础上,提出了一种基于能量均衡的数据可靠传输算法,即动态能量管理分簇算法( DPMCA),该算法把DPM技术和CA有效结合,有效解决了传统医院环境监测系统中存在的问题.     

稻田水分传感器网络节点设计与实现

设计了一种能远距离操作与控制、低成本的无线频域水分传感器WFMS.该传感器根据Hilhorst提出的基于频域测量原理而设计,集成了土壤水分和水层深度测量功能,可以进行无线计算和传输,尤其适合在稻田水分精准监控管理中进行应用.该传感器包括传感器采集模块、处理器模块、通信模块和供电模块四大部分.传感器标定实验表明,本传感器在稻田土壤含水量30%以上到8cm水层深度范围内,对土壤水分含量测量误差不超过5%,对1～8cm水层深度测量误差不超过0. 5cm.传感器成本降低至国内类似组合产品的20%左右.     

故障预测与健康状态管理技术综述

故障预测和健康状态管理(PHM)技术是新一代武器系统的先进测试、维修和管理技术,也是一种全面的故障检测、隔离和预测及状态管理技术,正在成为新一代武器系统设计和使用中的一个重要组成部分;论文首先综述了PHM技术的内涵、工作原理以及该技术的功能与作用,然后对PHM技术涉及到的关键技术进行了详细的介绍,最后展望了该技术的发展趋势以及对我国国防工业的借鉴意义。     

柔性压力传感技术及发展趋势

为了实现“治已病”向“治未病”的转变,用于人体健康监测的智能传感技术亟待研究。人体脉搏包含丰富的心血管系统参数,历来是临床健康评估的重要信息来源。因此,准确、有效地监测人体脉搏并分析其包含的生理健康参数,是预防和治疗心血管疾病的有效途径。随着传感技术、电子设备和人工智能的发展,可穿戴式的智能健康监测设备备受关注。为了实现随时随地的自主健康监测,越来越多的研究学者致力于柔性压力传感器在智能医疗领域的研究,旨在通过柔性传感器的设计,实现体表脉搏监测以评估人体心血管系统健康状况。根据传感器工作原理和结构的不同,介绍了用于人体体表脉搏监测的柔性压力传感器的最新研究进展,并对未来的柔性压力传感技术提出了展望。     

先进传感器技术在飞机故障诊断中的应用

主要介绍了飞机故障诊断领域(涵盖了飞行器综合健康管理、结构健康监控、基于状态维修、综合诊断/预测等领域)中应用的先进传感器技术,如:光纤传感器、无线传感器、微机电传感器、压电传感器及多传感器融合等的原理、特点以及它们在故障诊断领域中的具体应用情况.     

无线传感器网络在土木工程应用中的试验研究

传感器作为结构健康监测的基本组成部分,一直是人们关注的热点。该文论述了传感器技术的发展,尤其是无线传感器及无线传感器网络技术。介绍了由UCBerkeley研发的无线传感器节点-MICA的软硬件系统,针对结构健康监测,在实验室中建立和开发了一个原型监测系统,将选用的无线传感器节点布置在实验室两层结构模型上,组成一个无线传感器网络。通过小振动台试验证明无线传感器是完全可以应用于将来实际结构监测系统中的。     

基于ZigBee技术的无线传感器网络及其应用研究

无线传感网络是当前国内外传感器技术领域的热点研究课题,着重研究了基于ZigBee技术的无线传感器网络节点的软硬件设计,实现了ZigBee无线传感器网络节点的设计,并运用该无线传感节点建立了基于ZigBee技术的无线结构健康监测系统,利用模式匹配的方法实现了基于无线传感器网络的载荷定位和结构紧固件失效的实时监测.     

基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测系统研究

随着通信技术、传感器技术的发展,新型的桥梁健康监测技术不断涌现。基于无线传感器网络的桥梁结构健康监测是将无线传感器网络技术与结构健康监测相结合,应用频率法通过加速度传感器测得一段时间内的桥梁拉索张力,经过无线传感器网络将数据传输到监测平台,从而达到对桥梁健康状况的监测。     

武装直升机大气数据传感器技术研究进展

大气数据系统提供的大气参数是影响武装直升机飞行安全和武器打击精度的重要因素。根据未来武装直升机对大气数据传感器技术发展的需求,分析了传统武装直升机单轴大气数据传感器技术、双轴大气数据传感器技术、三轴大气数据传感器技术、嵌入式大气数据传感器技术、光学大气数据传感器技术及虚拟大气数据传感器技术存在的技术问题;总结了武装直升机大气数据传感器技术的发展方向。     

下井人员生命体征传感器的设计

针对目前中国矿井人员健康在线监测技术落后、未实现下井人员身体状况在线监测的现状,介绍了一种矿井人员区域定位与健康监测系统的总体结构,重点研究了下井人员健康监测传感器技术,提出了体温监测传感器、脉搏监测传感器、救护队员姿态监测传感器及一种集成的生命体征监测传感器的设计方案,对预防矿井潜在医疗紧急事件具有重要意义。     

基于 Android 智能手机的健康监护终端研究

移动通信、智能计算等技术的飞速发展和智能终端的日益普及为移动医疗的实施和广泛应用提供了机遇。本文设 计并实现一种基于 Android 手机的人体生理参数监护终端。生理信号采集传感器与手机终端之间利用蓝牙无线通讯技术组 成躯域传感器网络,实际应用表明该终端可实现对患者的监护、诊断和健康管理。     

A migration-based approach towards resource-efficient wireless structural health monitoring

Wireless sensor networks have emerged as a complementary technology to conventional, cable-based systems for structural health monitoring. However, the wireless transmission of sensor data and the on-board execution of engineering analyses directly on the sensor nodes can consume a significant amount of the inherently restricted node resources. This paper presents an agent migration approach towards resource-efficient wireless sensor networks. Autonomous software agents, referred to as “on-board agents”, are embedded into the wireless sensor nodes employed for structural health monitoring performing simple resource-efficient routines to continuously analyze, aggregate, and communicate the sensor data to a central server. Once potential anomalies are detected in the observed structural system, the on-board agents autonomously request for specialized software programs (“migrating agents”) that physically migrate to the sensor nodes to analyze the suspected anomaly on demand. In addition to the localized data analyses, a central information pool available on the central server is accessible by the software agents (and by human users), facilitating a distributed-cooperative assessment of the global condition of the monitored structure. As a result of this study, a 95% reduction of memory utilization and a 96% reduction of power consumption of the wireless sensor nodes have been achieved as compared with traditional approaches.     

基于混合卡尔曼滤波器组的航空发动机双通道传感器故障检测

基于机载非线性模型与分段线性卡尔曼滤波器混合组成的混合卡尔曼滤波器组,结合双通道传感器的特点,建立了民用航空发动机传感器故障诊断系统;给出故障诊断原理及算法的同时,将该系统应用于民用涡扇发动机传感器常见典型故障进行了仿真;仿真结果表明,诊断系统可以在发动机发生健康蜕化后,通过只简单更新机载模型的蜕化因子,而保持线性卡尔曼滤波器的参数不变,便能准确地检测和隔离各类传感器故障而不发生误报;该更新过程可以在线自动完成,省时省力,易于工程实现。