基于Raspberry Pi的可视化温湿度测量系统设计

二次设备必须在较为适宜的环境温湿度下运行,为了提高温湿度测量速度和准确性,基于Raspberry Pi嵌入式系统和Java语言,开发了一套对二次屏柜温湿度进行测量的系统.该系统具有GUI可视化界面,通过鼠标即可控制温湿度测量的启动和停止,在连续测量时,测量结果通过控件变化动态显示.该系统集合温湿度一起测量,可布置在重点屏柜内,有利于运维人员及时掌握二次屏柜温湿度变化,在温湿度超限时能及时采取处理措施.     

基于深度学习的人手视觉追踪机器人

视觉追踪是智能机器人的核心功能之一,广泛应用于自动驾驶、智慧养老等领域.以低成本树莓派作为下位机机器人平台,通过在上位机运行事先训练好的深度学习SSD模型实现对人手的目标检测与视觉追踪.基于谷歌TensorFlow深度学习框架和美国印第安纳大学EgoHands数据集对SSD模型进行训练.机器人和上位机的软件使用Pyth...     

基于手机APP的互联网远程视频监控系统设计与实现

随着社会的发展,远程视频监控在安防方面发挥举足轻重的作用。笔者研究设计了一套基于手机APP的远程视频监控系统。通过树莓派(RaspberryPi)3B+自带的V4L2接口读取视频数据,在树莓派端建立服务器,将采集的视频数据通过Socket编程传输到手机APP显示,并通过手机APP向树莓派发送指令,树莓派通过GPIO口控制摄像头下方的舵机,从而实现周围环境的全方位监控。     

基于Raspberry Pi的家庭健康监测网关

随着人口老龄化和亚健康人群的增多,人们对健康监测服务的需求也不断增加.心率、血压、血糖等生理数据中包含了人体健康状况的重要病理信息,为接收和预处理这些生理数据,并完成对生理检测设备的集中管理和数据的自动采集,本文基于Raspberry Pi （树莓派）研究开发了一个家庭健康监测网关.该家庭健康监测网关,通过蓝牙通讯获取生理检测设备的数据,并进行存储或利用无线网络将其传输至服务器.最后,以监护对象的心电数据采集、传输及展示过程为例,对系统整体进行功能性测试.该网关为家庭健康监测提供了可行的方案,在减轻社会医疗压力方面具有重要意义.     

基于树莓派的多串口多总线服务器设计

基于树莓派、USB-hub、USB/串口转换器和Linux操作系统设计一种串口服务器。本文重点介绍了该串口服务器的硬件结构,以及软件架构和3个主要任务的详细设计方法。该串口服务器带有多个串口,具有支持多总线、传输距离远、传输协议多样、低成本及低功耗的特点,已成功应用到工业现场的信号采集和设备监控中,满足长期稳定和实时的性能要求。     

ServLoc:无线传感反应网络的安全位置服务机制

为解决无线传感反应网络的安全位置服务问题,提出了一种距离无关的安全定位协议--ServLoc定位协议.在该协议中,反应器通过认证消息包、被动接收定位请求、过滤虚假信息等方法进行位置攻击防御,位置匿名和分布地确定传感器节点位置.另外也提出了一种基于表决的位置校验协议--ServLoc校验协议,并对反应器攻击的防御方法进行了初步探讨.分析说明,该协议能够有效地平衡位置欺骗攻击的成功率和定位失效率,并在网络遭受位置攻击时,仍能有效地完成安全位置服务.     

地面气象观测站运行监测与控制系统设计

地面气象观测站是一种重要的气象探测设施,由主采集器、分采集器、各种传感器以及供电系统等构成,能够自动观测气温、湿度、气压、风速、风向、雨量等地面气象观测要素;为提升地面气象观测站运行状态监测及时性和丰富程度,实现远程电源控制,研究并设计一套地面气象观测站运行监测与控制系统;系统由站端控制器以及上位机软件组成,以树莓派为核心完成站端控制器硬件设计开发,基于python语言完成上位机软件以及控制器程序设计开发;对系统可靠性、功耗进行测试;测试结果表明：系统对自动站运行状态的成功获取率在99.5%以上,并对运行状态异常具有较好的识别能力;控制器平均值为3.9 W,接入常见的8要素地面气象观测站功耗占比为5.6%,电池供电情况下对蓄电池续航时间影响不大,但在低功耗气象站中使用时应考虑更换更大容量的电池;该系统可进一步提升地面气象观测站运行质量,降低维修保障人员工作强度。     

基于Raspberry Pi的智能灭蚊飞行机器人

设计了一种基于Raspberry Pi的智能灭蚊虫飞行机器人,其能够携带灭蚊虫药水喷洒地面和沟渠区域,实现自动高效灭蚊虫的功能.主要介绍飞行机器人的设计及开发,包括飞行控制器设计、Raspberry Pi通信系统设计、Android控制端设计、电机驱动设计、喷药系统设计等.本系统设计及实现可以移植到其他农林药物喷洒作业中,具有一定的创新意义.     

基于Raspberry Pi的电梯彩屏显示系统设计

本文针对多媒体彩屏电梯显示的需求,在ARM内核树莓派平台和单片机接口板双处理器架构的硬件支持下,利用485/CAN总线传输技术、Linux应用编程、Qt5用户界面编程,提出并实现了一种双处理器架构的电梯彩屏显示系统。此彩屏显示系统与传统显示系统相比,界面更美观,功能更丰富,且具有低成本、高稳定性等特点。实际测试结果表明,此电梯彩屏显示系统设计的可行性和有效性。     

基于移动传感器/执行器网络的时滞分布参数系统镇定控制

考虑一类基于移动传感器/执行器网络具有状态时滞的分布参数系统,在系统中加入扰动因子,分析移动传感器/执行器的动力学行为,研究系统出现扰动时如何设计反馈控制器和移动控制力.首先利用无穷维抽象发展方程理论将时滞分布参数系统在Hilbert空间中进行方程演变;其次,结合工程实际应用进行合理的假设以便于问题的解决;接着利用算子...     

一种小型履带式管道机器人的研究与设计

针对通风管道人工探查不便的现状,设计了一款专用的小型履带机器人。该机器人通过合理的结构设计,可以在狭窄的管道内实现爬坡和越障功能。开发了基于树莓派和STM32的控制系统,设计了整个机器体的硬件电路和各模块的控制程序,利用Qt Creator软件创建了便于控制与接收数据的上位机界面。通过光纤通信实现上位机和机器人的数据互通。机器人搭载的摄像头模块和轮速计可以在复杂的管道环境中实现定位功能。经过实验与数据采集,表明该机器人整体功能完善,在实际工作环境中运行平稳,能够满足管道机器人的工作要求。     

无线传感器和执行器网络控制系统设计与仿真

无线传感器和执行器网络通过无线网络(ZigBee)将传感器和执行器与控制器相连,完成分布式传感和执行任务。针对无线网络传输和被控对象延时的不良影响,首先详细介绍了基于TrueTime 2.0的无线网络控制系统在Windows 7和Matlab R2010b环境下的搭建,给出了系统的仿真模型。对控制器节点分别采用常规PID控制和模糊PID控制算法进行仿真研究。仿真结果表明,对于存在延时环节的无线网络控制系统,模糊PID控制可以取得较好的控制效果,系统鲁棒性较强。该研究对物联网智能家居系统的设计具有一定参考价值。     

北斗高精度定位的地质灾害监测系统的设计

针对滑坡等地质灾害实时监测难,传统的灾害监测方法自动化程度低、灾害预警不及时等问题,设计了基于北斗的地质灾害监测系统.该系统主要由数据采集终端、数据传输层和软件端三部分构成.数据采集终端集成了树莓派、北斗定位模块、雨量计、温湿度传感器、摄像头模块等,并通过数据传输层将实时地质数据传输至云端,实现了数据自动采集与传输.系...     

基于树莓派的能耗数据采集网关设计

设计了一种基于树莓派、Linux操作系统和MD5与AES加密的能耗数据采集网关.该网关系统支持对建筑用电量、用水量、用气量等能耗数据的采集并通过因特网将采集到的能耗数据上传至监测平台,为能耗数据统计分析和规划提供数据基础.该系统具备Web服务、数据采集与解析、数据加密与传输和数据存储等功能.该系统已经成功应用到工业现场,结果表明该网关工作稳定可靠,能够完成实时采集与传输建筑能耗数据的任务.     

Distributed consensus observer-based H∞ control for linear systems with sensor and actuator networks

This paper proposed a distributed consensus observer (DCO) based H_∞ control method for a class of linear time-invariant (LTI) continuous systems with a sensor and actuator network (SAN). The communication topology of the SAN under consideration is represented by a directed graph, in which the sensor nodes are not able to acquire all the control inputs applied to the target system from the actuator nodes. To overcome this difficulty, a set of novel DCOs embedded in the sensor nodes and a set of DCO-based controllers embedded in the actuator nodes are initially constructed to estimate and control the state of the target system in a fully distributed way, respectively. The constructed DCOs take full advantage of their consensus property and replace the unavailable control inputs with the approximate ones computed on the basis of the state estimates of the underlying sensor node and its neighboring sensor nodes. Subsequently, a design method of DCO-based H_∞ control is proposed in terms of bilinear matrix inequality (BMI) to ensure that the closed-loop system is exponentially stable while satisfying a prescribed overall H_∞ performance of disturbance attenuation. Moreover, in order to make attenuation level as small as possible, a suboptimal H_∞ control design problem is formulated as a BMI optimization problem, and a modified path-following method is provided for solving this problem by using the existing linear matrix inequality (LMI) optimization techniques. Finally, simulation results demonstrate the effectiveness of the proposed method.     

面向智慧医疗的家庭健康跟踪系统

智慧医疗是物联网的重点应用领域,家庭健康跟踪系统是实现智慧医疗的重要组成部分.本文在开源硬件平台Raspberry Pi和Arduino的基础之上,设计和实现了一款家庭健康跟踪系统.该系统利用Arduino实现健康生理信息的采集、集成和蓝牙传输,在Raspberry PI平台上利用QT实现健康状况的分析,并最终在LCD屏幕上实现健康状况的可视化.最后,通过原型系统实现和测试,证明了该系统的可行性和有用性.本文设计的家庭健康跟踪系统具备操作简单、可扩展性强和成本低等特点,可为智慧医疗的全面实现提供基础.     

基于树莓派的无线遥控移动机器人设计及运动控制

本文设计并开发了一种基于树莓派的无线遥控移动机器人,机器人使用手机作为控制端,控制系统以树莓派作为核心控制器,采用Python语言进行程序开发,机器人拥有小车底盘、电机驱动、机械臂、舵机驱动和超声波测距等多个功能模块。系统通过Wi-Fi实现了机器人与手机之间的信息交互,操作者可以无线远程遥控来实现机器人的移动、避障和物体抓取。     

智能家居和楼宇的实时监控系统设计

为了实现对家庭安全的实时监控,设计了智能家居和楼宇监控系统.其中,智能家居系统采用ZigBee技术,实现了对家电的远程控制.楼宇监控系统采用WiFi和路由技术,实现了对家庭情况的实时监测.本文重点介绍了系统的结构以及硬件、软件的设计,所设计的系统模型可以应用到实际生活中,极大地方便了我们的生活.     

基于观测器的移动执行器对二维分布参数系统的控制

研究二维分布参数系统在传感器执行器网络下的控制问题.传感器执行器网络由二维平面上固定的传感器与移动的执行器组成.首先,利用传感器对二维分布参数系统的测量信息设计观测器,用来估计二维分布参数系统的状态,并在观测器的基础上给出相应的控制器;然后,利用算子半群理论并结合Lyapunov方法,得到平面上移动的执行器的水平运动速度和垂直运动速度,该速度依赖于观测器的信息;最后,数值仿真表明,二维分布参数系统在该移动执行器控制下的性能得到了有效的提高.