亚健康脉象信号的非参数化双谱估计

根据脉象信号的非高斯随机特性,应用双谱估计对其进行分析,提取处于亚健康状态的脉象信号的异常信息,探索亚健康的诊断与治疗评估的客观诊断依据。在信号处理过程中,双谱的相位携带有信号的重要特征信息。采用双谱估计分析法中的非参数化算法对脉象信号进行研究发现,处于亚健康状态的双谱幅值谱峰比处于健康状态的更突出,较大双谱值的分布更为集中。实验结果表明：非参数化双谱估计是分析脉象信号的有效且可行的方法,可以作为识别亚健康状态的方法进行深入研究。     

车载信息终端在智能客流量系统中的应用研究

为提高公交客流计数系统的实时性及准确性,本文分别对车载信息终端的控制器局域网络(controller area network,CAN)总线及RS485线协议进行研究。通过实时采集车载信息终端数据并解析,获取公交实时运行信息。将公交车上的CAN总线和RS485线的信号通过串口转换器变为RS232信号,并基于Linux和Windows两种操作系统设计了两套数据分析系统,用户可以根据公交客流计数系统的基本需求,实时获取公交车的相关信息。实地测试结果表明,该设计能够实时精确的获取车辆的各项信息,达到预期目标,说明本文所采用的数据分析算法,准确率高、效率高、鲁棒性好,为公交客流计数系统提供了有效信息。该研究具有很好的实际应用价值。     

舌控智能辅助系统的通信装置研究

为提高舌控智能辅助系统舌部运动信息的采集精度,利用STM32H743和LabVIEW设计了一种对舌机接口辅助系统进行信号采集、传输的通信装置.该装置通过舌部触碰嵌入式电极传感器发出信号并传输给单片机(进行舌控信号采集),然后通过串口传给上位机以此最终实现数据的采集与保存.实验结果表明,该装置可有效完成舌控智能辅助系统对控制信号的采集与传输,并具有实时显示、自动保存和查询历史数据等功能; 因此,该装置在舌控智能辅助系统的信号采集中具有良好的应用前景.     

基于无线传感器网络的社区心电监护系统设计

将无线传感器网络与传统心电监护系统相结合,以Zig Bee和蓝牙无线通信技术为核心,提出了一种具有自动切换工作模式和自动诊断功能的无线社区心电监护系统,可以完成心电数据的自动采集、处理、在线诊断、异常报警与无线传输等功能.系统可以自动切换室内外工作状态,保证了24小时全天候监护,其自嵌的心电分析算法可以实时分析采集的心电信号,自动提取心电信号中的疾病特征与专家库中的信号进行对比,实现有关心脏疾病的自动诊断和报警.实验结果表明:所设计的社区心电监护系统,可以准确采集心电信号并诊断,将无线传感器网络应用在社区心电监护系统上,有利于对社区心脏疾病患者进行统一监护.     

织机断线智能检测系统的设计与实现

研制了一种智能纺织机断线检测系统,可以对纺织机的断线事故进行实时检测。本系统以二象限光电探测器为检测元件采集断线信号,经信号处理电路处理以及单片机的分析诊断,实现对断线事故的判断。实验结果表明该系统可检测的纱线可以小至头发丝大小,最大检测距离约为5m。检测系统结构简单,检测稳定可靠,经济实用,易于维护,为织机断线的在线检测提供了一种有效可行的检测手段.     

高速图像采集系统的研制

针对研究院所研制的产品具有多传感器和数据传输速度快等特点,提出一种基于面向仪器系统的外设部件互连标准扩展总线平台的实时高速数据采集系统的设计方法,用于实现对产品性能的检测.该系统通过现场可编程门阵列将多通道传感器信号调理成为单通道低电压差分信号供图像采集卡进行采集,在上位机中采用LabVIEW的编程环境中构建的测试软件对采集得到的图像信号进行解析和存储,并将解析的结果按照一定的显示形式在虚拟仪器的面板上显示.测试软件可以通过对解析结果分析被测产品是否出现故障,并对故障信息进行记录和定位,操作员可以通过回放存储的数据对出现故障进行深入分析其原因.实验结果表明,在对100帧/秒、每帧图像为128×128×16位的实验环境中,在LabVIEW强大的自动多线程的编译环境下,只需要很低CPU的使用率和内存占用率就可以保证系统的图像采集、分析、存储和显示等多个线程准确有序的并行运行.测试系统有效地实现了高速图像信号的实时采集和分析,并且为传输速度更快的图像采集系统提供了一种可能性.     

基于LabVIEW的数字超声波检测实验系统

为了更加快速有效地实现对超声波信号的采集分析、降低对复杂超声波信号的处理难度,介绍了LabVIEW编程语言的特点,设计了一个基于LabVIEW的超声波检测实验系统。该系统可以实现外触发模式下的连续数据采集、实时信号处理、波形的频域和时域显示、数据的实时存储、电子门及门内主要信息的提取和显示,从而具备了A扫描和C扫描功能。超声波检测实验验证了该系统工作的可行性和结果的正确性。     

基于生产者-消费者模式的机械振动故障诊断系统

振动信号能够在时域和频域内反映旋转机械的故障信息,针对传统测试系统难以兼顾振动信号高速实时采集和大运算量处理的问题,基于生产者-消费者模式设计了一种旋转机械振动故障诊断系统。该系统将振动信号采集过程与处理过程分别构成数据生产模块与数据消费模块,使数据在两种模块内以不同迭代速率实现高效解耦共享。采用组态软件LabVIEW,并结合高速采集卡NI6351、振动传感器等硬件,搭建了模拟直升机传动系统故障诊断实验台。在生产模块内实现了14通道100 kHz采样频率下的振动信号高速实时采样,在消费模块内采用傅里叶频谱和Hilbert包络谱分析实现了对数据的实时处理,获得了准确的故障特征,实现了对模拟直升机传动系统故障的实时精确诊断。     

基于LabVIEW的声音信号采集与分析系统

以美国国家仪器(NI)公司开发的LabVIEW虚拟仪器为软件开发平台,设计了一个可以同步实现声音信号采集和分析的多功能模块化软件系统.借助LabVIEW图形化软件相应的声音读取、写入和存储函数实现对声音信号的采集、存储、时域分析和频域分析,并实时显示在工作前面板上.该系统在试验中得到了很好的验证,为将来对声音信号进一步分析与处理提供了理论支持.     

长输管道泄漏检测系统设计与开发

设计并开发泄漏检测系统,该系统可以实时监测长输管道的运行状况。该系统主要包括3大模块：多源信息获取模块,数据存储与查询模块以及泄漏分析与诊断模块。通过OPC技术实时快速获取现场PLC信息,弥补SCADA系统采样频率低导致信息缺失的不足;利用BLOB格式存储大容量实时数据,并实现历史数据查询功能;应用投影降噪理论进行信号降噪,实现小泄漏特征信号获取;结合相关分析技术计算负压波传输时间差,并动态求解负压波波速。现场试验证明,该系统具有较高的定位精度,满足现场需求。     

基于FPGA和Matlab的实时脉图信息处理系统设计

为了在无创心功能检测中准确迅速地检测出脉搏波,获得有用的诊断信息,在临床医学上有效地防治疾病,设计了一种基于FPGA和Matlab的高速实时脉图信息处理系统.该系统以FPGA芯片为核心,利用FT245BM型快速USB接口芯片和HK-2000G脉搏传感器,实现了对脉搏信号的采集,在主机上运用VB和Matlab混合编程技术,采用均值微分,积分、模糊插值、希尔伯特黄变换、小波变换等算法,完成脉搏信息的时频处理.该系统通过软硬件滤波,去除了呼吸等干扰信号,能正确地实时显示、存储、打印数字化脉波图像信息,自动运算得到脉图特征参数.通过对不同人体脉图特征参数测试,脉图信息有效、可靠,在医学亚健康诊断及病态诊断和家庭医疗方面有广泛的应用价值.     

基于脉搏波的新型血流参数检测仪的研制

为了解决现有的脉搏血流参数检测仪需要事先测量血压值、操作不方便的缺陷,开发了一种基于PC机的新型脉搏血流参数检测仪,可更方便地实现心血管参数的无损检测.本系统集成了一个由RS232串口控制的无创血压测量模块,可实现血压的自动测量.脉搏波信号通过桡动脉脉搏压力传感器获得,经过信号放大、滤波和A／D转换进入计算机.系统软件通过病人身高、体重、血压值等参数根据双弹性腔模型计算出波形系数、心率等血流参数.对比实验和可重复性实验证明本系统具有良好的准确性和较高的可重复性.可以被开发为临床应用的产品,更适合家庭使用.     

脉搏信号无线采集装置

针对脉搏信号无线传输和在线监测的问题,设计了一种基于ZigBee的无线脉搏信号采集装置,利用双极性放大器OP07对脉搏信号进行滤波、放大和升压处理,利用片上系统芯片CC2430对调理后的信号进行采集和无线传送,并if,q用VC＋＋设计了上位机监测界面,整个系统能够实现对脉搏信号的实时采集,并无线传送至监测中心进行显示和数据分析,该系统利用ZigBee协议进行通信,能够满足实际应用中的低功耗、低成本以及高可靠性的要求．     

用于测量激光超短脉冲宽度的智能化测量仪

将智能化激光超短脉冲宽度测量仪与非共线二次谐波相关仪相结合,可获得0.1微微秒或更优的时间分辨率。测量结果由打印机打出,并可由绘图机绘出或通过示波器直接显示。此仪器还可用于其它用途的自动测量系统。     

基于数字补偿的实时自动增益控制技术研究

阐述了基于前馈技术的实时自动增益控制的原理及同步和数字补偿等关键技术的实现;介绍了在通信分析仪中的具体应用。采用的实时自动增益控制电路利用信号通路的延迟特性,精确控制模数转换器同步,实时调整信号增益,在数字域补偿误差,扩展系统动态范围。该技术成功应用于通信分析仪,并在雷达、电子对抗和接收机中得到推广。     

以微处理机为主体的声发射安全监控系统的研究

声发射技术的应用使动态无损检测成为可能,而微处理机的应用又可大大增强仪器系统的功能。本文即探讨应用这两种新技术于高压蒸汽管道安全监控系统的研究。文内综述了国际国内在声发射方面做出的许多试验成果,分析了声发射信号表征参数的选取和利用,提出了有关声发射信号七种参数均综合测试方法,对信号探测、噪声去除、参数测取、微型计算机的应用以及数据输入、输出方式等进行了系统设计,对各单元电路进行了设计。所有设计使得本系统测取参数较多、处理功能较强,能实时源定位、实时数据显示、实时报警以及实时控制动作等。     

基于虚拟仪器技术的逆变器监测系统设计

针对电能质量监测中实时监测和数据传输问题,本文设计了一种基于虚拟仪器技术的逆变器电源监测系统。该系统采用NI的USB-6009数据采集卡,实现了逆变器工作状况的实时监测,并利用虚拟仪器技术,以LabVIEW为平台编程实现了电压电流的数据分析和存储,完成了电压偏差、频率偏差、电源功率、三相不平衡度、总谐波畸变率和各次谐波质量分数等电能质量指标的计算和分析,并以数据库技术进行数据的存储和访问,结果表明,该研究可以实时监测逆变器的工作状况,实现了实时电能质量采集和故障数据的存储,有效地保障逆变器的正常工作,较好地完成了设计目标,为进一步分析电能质量奠定了基础。     

基于Intel 80C196KC 单片机控制的晶闸管触发器的设计

介绍了一种以Intel 80C196KC 单片机为核心的晶闸管触发器的设计, 替代了过去的模拟式晶闸管触发器, 并能完成数据显示和参数设定等功能, 为直流电动机晶闸管调速系统实现数字化提供了前提条件。利用了Intel 80C196KC 单片机的优越性, 专门设计了三相全控桥式整流电路的晶闸管数字触发器:在该系统中采用供电电网状态同步监测, 通过80C196KC 的高速输出口HSO 输出脉冲, 实现了数字式触发器, 达到了触发脉冲的可靠触发,还可以通过键盘进行在线参数设定和实时显示, 系统具有声光报警能力, 增强了系统的人机交互性。该系统具有参数设定方便、硬件结构紧凑、体积小、调试方便、调速范围广、系统可靠性高、稳定性好、实时性强等特点。     

家庭影院音响性能测试分析系统开发

针对使用声音测量设备对家庭影院音响系统检测时噪声信号多的问题,建立了一种音响性能分析系统.首先利用振动计测量音响产生的振动信号,然后用数据采集卡采集该振动信号和函数发生器发出的标准信号,最后由软件进行信号分析,完成对音响性能的检测.该系统以振动计、任意函数发生器、NI数据采集卡、计算机为主要硬件平台,用LabVIEW图形化编程语言编写仪器控制、数据采集、数据存储、信号分析等软件程序,实现了多通道信号的实时数据采集、在线监测、数据存储、信号分析等功能.实验结果表明该系统能准确测量音响的振动频率、幅值大小,并对音响的振动信号进行频率校准、功率谱分析、相关性分析以及频响函数分析等;该系统测量精度高、实时性好,测量所得信号噪声小,测量分析结果能反应音响的基本性能.该系统组建简单方便,适合家庭影院音响系统的性能测试.     

基于虚拟仪器的表面肌电信号采集与识别系统

表面肌电信号(SEMG)的检测分析对临床诊断、康复医学、运动医学等具有重要意义.但由于表面肌电信号比较微弱,信号提取比较困难,本文利用虚拟仪器技术构建肌电信号检测平台并用LabVIEW进行信号处理,采集到了清晰的肌电信号,得出了其绝大部分谱集中在10~300 Hz内.采用功率谱K值法进行动作识别,得到单自由度动作的识别成功率达90%以上.该系统经过扩展可以适应各种生理数据的采集和处理,是未来生理仪器开发的方向.