基于STM32的嵌入式网络控制器设计

针对目前对终端设备的网络远程控制需求,设计了一种可自适应10/100 Mbit/s网络的嵌入式网络控制器,以实现控制系统中对工业设备、信息家电、移动设备等的远程控制和信息交互。设计了微控制器STM32F107和DP83848以太网PHY芯片的硬件设计方案,详细分析了LwIP嵌入式网络协议栈在STM32F107处理器上的移植过程,以及在μC/OSⅡ实时操作系统上进行网络编程的软件设计过程。实验结果表明,所设计的控制器可以稳定、可靠地实现网络远程控制和信息交互。     

基于FPGA的多路矿用气体传感器智能调校系统

矿用气体传感器因煤矿安全被大量使用,国家规定必须定期进行调校,目前的传感器调校系统可同时对5-8台传感器进行调校,针对大中型煤矿生产过程中需要调校的矿用气体传感器数量大、调校耗时长的现状,提出了一种基于单片机与现场可编程门阵列（FPGA）的64路气体传感器调校系统,介绍了系统的整体设计并详细阐述了该系统的气路控制模块和传感器输出信号采集模块,使用Verilog语言在QuartusⅡ工具中实现FPGA的逻辑设计、仿真和综合。结果证明：该系统能有效地完成对64路气体传感器同时调校的目的,很大程度节省了人力消耗,提高了调校效率,节约了调校时间。     

基于专家系统的汽车衡故障传感器判别

传感器是自动化设备的核心部件,传感器故障检测显得尤为重要。针对目前汽车衡维护、检修的困难,为有效准确判断故障传感器,提出了以径向基函数神经网络（RBFNN）预估值的初始化数据库专家系统判别方法。经现场测试准确率达到96%以上,从而有效简单地判定传感器好坏和识别故障传感器的位置。     

一种林业手持式多功能测树仪设计

针对森林调查对便携式测量设备自动化和集成化的需求,设计了一种集测高器、角规和标准蓄积量计算功能于一体,具有测量、数据存储、计算等多种功能的手持式多功能电子测树仪GForest。该仪器通过采样控制算法实现对测高器防抖动设计,采用计数器存储并控制角规计数结果,提供USB接口同PC和移动智能终端设备进行数据共享,旨在解决目前森林地面调查数据采集硬件设备信息化与数据采集软件发展不同步的问题,大幅减少了外业调查中手工数据记录和录入的工作,提高了野外数据采集的效率。经实测验证:GForest测得的立木高度与实际值的平均误差为4%,与进口同类设备精度持平,同时还具有角规绕测计数与控制等实用功能,且具有明显的成本优势,适合在行业内推广应用。     

风力发电机组无线监测系统设计

针对目前风力发电机组有线监测系统安装、维护不便和监测点有限等问题,设计了一种基于Zig Bee的无线传感器网络监控系统。通过网关将Zig Bee协议转换成TCP/IP协议后,Zig Bee子网采集的数据,经光纤网络传送至中心服务器,并通过登陆界面来显示和控制无线监测系统,实现风力发电机组的智能化监测。测试表明:测量精度达到设计要求,实现高效率、高可靠性的监测,并通过Internet提供远程数据服务,进行离线数据分析和挖掘。     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

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。     

四电极电化学MEMS加速度传感器仿真

基于溶液相对于电极的运动会使电极附近因电势差作用而产生的离子浓度梯度发生改变,从而使电极电流发生变化等电化学原理,建立一种置于碘(I2)和碘化钾(KI)混合水溶液环境中的阳极—阴极—阴极—阳极(ACCA)四电极阵列传感单元模型。通过理论分析,该传感单元可以局部电解液为惯性质量,利用电解液中带电离子相对于电极的运动来产生并输出附加电流;进一步的建模仿真证明:在一定的加速度范围内(0a x0.149 m/s2),附加电流的大小同加速度呈正比关系,故可以将此电流放大输出,从而实现对加速度大小的表征。可利用MEMS工艺制作,并封装此传感单元成为加速度传感器。     

改进的GrabCut方法在舌诊系统中的应用

数字舌象图片的正确分割是实现计算机中医舌诊自动化系统的重要前提,为了高效而准确地分割出舌象,提出了一种基于四叉树与GrabCut的舌象分割方法.该方法首先利用四叉树分解对采集的舌象初分割,然后用相似区域的颜色均值优化GrabCut算法中高斯混合模型参数,最终完成舌象分割.实验结果表明：该算法使得舌象分割效率大大提高,具有很好的实用性.     

PLC和组态软件在送料系统中的应用

设计了基于三菱Q系列PLC以及InTouch的颗粒传送系统,提出自动颗粒传送系统的PLC程序设计方法,同时以InTouch为基础设计较为人性化的具有实时性的人机操作界面监控系统。主要阐述了上位机动态监视控制操作画面与下位机PLC数据处理系统结合,使得PLC的编程过程简单化从而使控制更为灵活,更使得PLC的功能得到拓展,其图形化交互式的人机界面,使操作更为简单。并具有实时及历史操作和报警记录。