基于ISA100.11a标准的工业物联网开发平台的设计与实现

工业物联网技术是未来几年工业自动化产品新的增长点。作者所在实验室作为Voting Member和ISA WCI工作组成员参加ISA100.11a标准的制定,研发了基于ISA100.11a的工业物联网通信协议栈软件、网络设备及终端设备,研制的ISA100.11a工业物联网开发平台具有完善的硬件、软件产品及技术支持,核心技术已经形成专利池,可广泛应用于智能工业、环境监测、智能电网等应用系统的开发,并已经在中国四联集团、韩国汉阳大学等单位得到应用。     

带曲率补偿的带隙基准电流源的设计

简单介绍了带隙基准源的基本原理,给出了一款基于Widlar结构的带曲率补偿的带隙基准电压电流源的设计方法,通过采用TSMC₀.5μm工艺库对电路进行仿真,在-40～150℃的温度范围内,其带隙基准的输出具有12ppm/℃的温度系数,电流基准的输出具有42ppm/℃。此外,文中还对曲率补偿电路的工作原理进行了分析,并且通过仿真波形对曲率补偿的工作机制进行了讨论。     

基于IPv6组播的M-FHM IPv6切换技术

由于快速分层切换技术FHMIPv6将FMIPv6和HMIPv6切换技术结合起来,因此,在层次移动管理模型中部署快速切换时具有两种技术所具有的优点,可使切换延时进一步减少。文中通过对FHMIPv6的研究发现,其切换过程中DAD重复地址检测过程严重影响了切换性能,因此提出了基于IPv6组播的M-FHMIPv6切换技术。理论分析证明,M-FHMIPv6能有效减少DAD检测过程和各种信息交互的延迟。通过NS2实验仿真进一步说明:改进的M-FHMIPv6方案能减少切换延迟,平滑切换过程。     

基于ZigBee技术的智能停车场系统研究

针对当前城市中普遍存在的停车难及停车场管理不规范的问题,提出了一种基于ZigBee技术的智能停车场管理系统。该系统采用125kHz激励器唤醒载有2.4GHz高频电子标签以及语音播报模块的车载单元,结合红外线反射性传感器和CC2530实现停车定位,并通过ZigBee无线通信网络实现车辆和控制中心的交互,从而实现无障碍智能停车场管理。本方法比传统的停车场管理方式更加准确、便捷、高效。     

酸碱中和反应中pH值的单神经元自适应控制研究

基于酸碱中和反应过程中pH值变化的动态模型,设计单神经元自适应控制器,解决化工生产过程中pH值的PID控制所存在的调节时间长、超调量大和系统抗干扰性差的问题。在相同条件下与PID控制器进行对比实验,实验结果表明单神经元自适应控制器明显改善pH值过程控制系统的动态性能,该控制系统具有较强的自适应性与鲁棒性。     

电视监控系统云台控制器设计

电视监控系统是一种典型的分布式计算机信号采集系统。为了提高监控的范围和效果,云台控制器的优劣直接影响监控的范围和效果,因此对云台控制器的设计具有重要的意义。本系统采用串型通信,通过Modbus协议把控制信号输入单片机,经过对AT89S52单片机的编程,从而对八路继电器输出进行控制。系统不仅结构简单,而且还可以方便的对镜头、防护罩的控制进行扩展,功能强大,可以广泛应用于电视监控系统中的云台控制。     

基于模型修正技术的模拟集成电路几何规划优化方法

为了兼顾模拟集成电路设计优化的求解精度和计算效率,提出一种基于正项式模型修正技术的几何规划优化方法.首先将模拟集成电路的设计目标与约束简化为正项式模型,然后在采用几何规划方法迭代优化的过程中利用晶体管级SPICE仿真不断修正这一正项式模型.实例表明,与传统基于公式的优化方法和基于仿真的优化方法相比,该方法能够在尽量保证计算效率和全局最优解的前提下使优化精度满足晶体管级SPICE仿真的要求.     

改进的门单元多输入跳变电流源模型

电压信号的非线性问题和多输入跳变现象给时序分析带来了严重挑战.为更好地解决此问题,文中设计电路对门单元输入端和内部节点间的密勒电容进行了验证,从器件结构上分析了其来源,并通过引入该电容改进了已有多输入跳变电流源模型,以获得更高的模型精度;同时将二输入门单元模型扩展到多输入门单元,并详述了建模方法.多种门单元上的数值实验结果表明,与已有模型相比,在可接受的时间开销内,文中模型能够显著地提高门单元时延和输出波形的仿真精度.     

基于三峡库区水环境监测的WSN信息融合算法

由于三峡库区水环境监测无线传感器网络的信息量大,为了减小数据传输的能量开销,构建了一种新的无线传感器网络信息融合模型,采用了一种结合基于最小二乘原理的加权和关系矩阵的分布式信息融合算法,分析了该信息融合算法的基本原理和实现方法。实验结果表明:该分布式信息融合算法能有效去除冗余信息,提高了数据的准确度,降低了节点数传的能量消耗,延长了无线传感器网络的生命周期,降低了系统成本。     

基于减聚类优化算法的无线传感网络分簇路由协议研究

无线传感网络是当前无线网络研究的热点领域,分簇路由协议作为降低网络能耗、提高网络生存时间的核心技术而备受关注。在深入分析已有算法存在诸多不足的基础上,本文提出了一种基于减聚类优化的分簇路由算法。本文首先建立一阶能耗模型,确定网络最优簇首数量;然后建立减聚类优化数学模型,确定可供选择的分簇方案;最后以最小化最大簇内距离方差作为评价指标,确定最优的分簇结果。仿真结果表明:相比经典的LEACH分簇路由协议,该算法划分的网络能够有效地降低网络能耗、提高网络生存时间,弥补已有算法的不足之处。