基于物联网技术的wMPS发射站控制系统

针对工作空间测量定位系统(wMPS)网络测量场中对发射站的控制需求,提出了一种基于物联网技术的发射站集中控制系统;该系统包括发射站节点层,现场网络层和应用层,利用无线传感器与微控制器实现发射站节点的控制与通信,网络层将发射站分区域接入工业网络,测量主机作为服务器对发射站进行统一管理;通过实验表明,无线传输系统延时小,每秒可完成3次完整的控制与响应流程,控制系统运行稳定且易于扩展,提高了测量系统应用于现场时的工作效率。     

夜视战场环境视觉传感信息采集系统设计

夜视战场环境视觉传感信息的实时获取是跟踪夜视战场图像处理分析的前提,针对夜视战场环境的复杂特征,设计了夜视战场环境视觉传感信息采集系统,分析了系统的总体结构,系统硬件主要包括视觉传感器、传感器控制卡和扩展卡、图像采集与存储以及信号调理电路,给出了系统采集节点的程序设计流程以及传感信息采集的具体程序代码实现过程。实验结果说明,所设计系统可有效采集到夜间军事战场中的传感信息,并且具有较高的采集精度。     

面向物联网的室内ZigBee监控系统设计

设计一种基于ZigBee的室内监控系统,该系统采用低功耗无线收发芯片CC2530及传感器构建室内局域网,包含物联网的感知层、网络层及应用层三层结构,传输协议选用ZigBee;感知层包括温湿度、光敏、摄像头图片数据采集;网络层主要是ZigBee无线网络,数据汇聚至网关;应用层包括手机、PC机等;网络拓扑结构采用星形网络结构;给出软硬件实现方法,主要有节点设计、网络组建及软件设计等;实验在长6m宽3m的室内进行,测试正常室温,温度传感器附近放置低于室温10℃和高于室温10℃物体改变环境温度;光敏传感器测试采用日照强度,遮挡及部分遮挡传感器改变光照强度;人员在摄像区域内外移动测试摄像清晰度及监控范围;测试结果表明系统工作正常,PC机终端软件显示各传感器随环境变化相应变化值。     

基于无线传感网的核电安全监控系统设计

低碳经济和能源可持续发展的要求下,新能源的开发和使用越来越受到世界各国的青睐。核电在新能源领域发电效率最高,电能质量最稳定,近年来取得长足的进步和丰硕的成果,然而,福岛核辐射事故的发生导致核电发展阻力重重,核电安全问题被提升到前所未有的高度。基于传感网技术的核电安全监控系统采用“检测层-接入层-汇聚层-数据中心”四层传感网结构,实时采集核电厂关键设备的运行状态和参数,并通过传感网传输到远程服务器,在数据中心对采集的数据进行数据挖掘和数据融合处理,对核电厂运行状态进行实时监测和预测,确保核电厂安全运营。核电安全监测网络的生命周期是保证整个网络使用可靠性和稳定性的前提和基础,从节点布局优化的角度出发,研究该监测网络的能量管理方法。     

基于无线传感网的温室花卉自适应调控系统

针对传统温室控制系统大多只是简单地采集环境参数如空气温湿度,并且缺乏长期评估和有效反馈机制的问题,文章提出了一种基于无线传感网的温室花卉自适应调控方法,并实现了一个综合传感、决策、执行反馈的软硬件系统。为此,系统中设计了基于Zigbee的传感器节点模块、传输网关和控制指令集。传感器节点模块可以灵活地布置并实时可靠的传输数据。中间件系统则通过控制指令集接收传感数据和发送反馈控制指令。上层应用管理软件可以实时查看花卉、温室和设备的实时状态以及各种参数。运行结果表明,本系统可以实时采集温室温湿度,并结合专家规则通过中间件系统对花卉生长环境进行有效的评估和精准的反馈调控,达到了在降低温室花卉培育成本的同时,也提高了高端花卉培育成功率的目的。     

多尺度传感网络失效节点检测系统设计

对多尺度传感网络中的失效节点进行准确检测与定位,实现故障节点的高效检测,保障传感网络的可靠运行。提出一种基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法,并进行检测系统优化设计。构建多尺度传感网络的节点分布实体对象模型,进行失效节点检测系统总体设计和技术指标分析。设计基于多传感器量化融合跟踪滤波检测的失效节点检测算法。进行系统的硬件设计,包括A/D模块设计、时钟电路设计、程序加载电路设计、传感器通信模块设计和系统电源模块设计。在ARM Cortex?-M0平台上进行检测系统软件开发。系统仿真结果表明,该系统进行多尺度传感网络失效节点检测的准确度较高,提高了传感器网络的寿命周期。     

物联网技术平台在车间作业调度中的应用

通过物联网的原理和架构,对其关键技术进行研究,构建以物联网关键技术为基础的运营平台;对网络环境下的车间作业调度系统进行分析和研究,结合物联网技术平台,利用平台中的RFID等信息传感设备将采集到的车间底层信息通过无线传感器网络传送到中央信息系统,实现对待加工零件的实时信息采集和识别,进而通过开放式的计算机网络循环结构实现车间底层、管理层和用户层的信息交换和共享;车间现场数据采集的实时化、自动化和可视化使企业信息实现全程"透明"管理,实时监控生产加工过程,为企业在智能生产领域的长远发展提供了重要依据。     

基于WIA-PA标准的农田信息传感网设计与实现

WIA-PA是一种新兴的工业无线传感器网络协议,提出一种基于WIA-PA协议的农田温湿度信息传感网络的设计与实现方法。基于分层状态机原理构建WIA-PA的各层协议,并采用QP (Quantum Platform)量子编程平台作为任务调度的枢纽。温湿度传感器节点通过星状网和网状网组合形式组建成自组织的无线网络,并将信息汇聚至网关节点。此外,设计了传感器协议的低功耗模式和网关与服务器之间信息交互的协议,并对设计的WIA-PA传感网络的功耗以及丢包率等进行了实测,验证了所设计传感网的良好性能。     

基于无线传感器网络节点采集存储系统设计

无线传感器网络是当前前沿热点研究领域;随着无线传感器网络的发展,每一个节点采集信号的精度和速率成为关键因素;本设计以FPGA、DSP作为控制核心,实现了一种可对多路信号同时高速采集的系统,采样率为72 kHz,利用流水线技术对混合编帧后的数据进行存储,存储速率为6.282 MB/s,以解决数据量传送速率的问题,并利用无线传输将传感器节点信息传入汇聚节点输出;测试结果表明:该设计可以完成对多路信号的同时采集和存储且整个系统稳定可靠。     

基于互联网+的高校能源管理信息系统设计与开发

为了实现高校能源管理的信息共享,提高对高校能源信息管理的智能水平,提出一种基于互联网+的高校能源管理信息系统开发设计方案。系统采用感知层、网络层和应用层的三层结构,采用RFID、 条形码、蓝牙、红外等数据信息感知技术进行高校能源信息的原始采集,在网络层通过ZigBee 和无线通信技术进行信息融合传输,在控制设备中导入原始数据,在互联网+环境下建立数据处理中心,根据能源管理系统的现实需求进行信息融合和数据存储管理,设计嵌入式控制器对串口、并口、USB端口、以太网口及GPIB接口进行集成控制,在Linux内核下实现高校能源管理信息系统应用程序开发。系统测试结果表明,采用该系统进行高校能源管理,具有较好的信息存储、信息调度和信息检索能力。     

城市内涝监测预警信息系统研究

针对越来越严重的暴雨至涝现象,为了让普通民众可以通过智能移动终端应用便捷地获取并分享汛情信息,更好地避灾避险并参与到抢险救灾中,基于现有城市道路积水监测系统的基础数据,采用移动GIS和云服务等技术,设计了具有道路实时积水呈现、道路通行重要告警、汛情实景图片、政府信息通告等功能的一体化城市内涝监测预警信息系统。该系统包括内涝监测预警信息服务平台和智能移动终端应用两部分,基于云技术构建“内涝监测e警”平台并设计了基于移动云服务的数据统一调度与管理,基于移动Web技术开发“内涝监测e警”智能终端应用,应用和平台之间基于移动Web和移动GIS技术实现数据访问。测试显示该系统支持大量用户的并发访问,能够简洁有效实现内涝监测数据信息共享,对城市内涝监测预警具有实际的应用意义。     

基于无线传感器网络及GPRS的水质监测系统设计

提出了一种基于ZigBee无线传感器网络和GPRS技术的多参数远程实时水质监测系统。无线传感器网络以CC2430通信模块为核心。传感器节点采集到的数据经路由节点汇总至协调器节点,通过GPRS模块及时远传至监控中心。设计信号调理电路,将传感器电极输出的微弱电信号进行放大、滤波。采用时间同步机制实现网络节点的同步唤醒,大幅提高网络的稳定性。对系统进行了多天连续测试。通信距离为100米时,网络的平均丢包率低于1%。pH值、溶氧度的平均相对偏差低于1%。测试结果表明,系统具有灵活、实时性好、准确性高、稳定可靠等优点,具有很强的实用价值。     

基于机器艇与ZigBee的湖泊水质监测系统设计

湖泊是地表水资源的重要载体,为了全面、实时、高效地监测湖泊水环境,设计一种湖泊水质自动监测系统尤为重要。多艘机器艇搭载水温、pH值、溶解氧等传感器,在湖面上组成基于ZigBee的无线传感器网络进行数据采集。水质数据通过无线传感器网络传输到上位机进行分析显示。基于GPS和姿态传感器的运动控制算法实现了机器艇自主航行到指定监测点的功能。实验结果表明,系统实现了对湖泊水质的较大范围实时监测,能满足实际应用需求。     

基于NI WSN的智能家居监控系统设计

随着物联网和计算机技术的不断发展,智能化、网络化、信息化是现代家居系统的必然发展趋势。将NI无线传感器网络(WSN)技术引入到智能家居监控系统的设计中,基于NI WSN系列产品进行了无线智能家居系统的总体框架、硬件型号和软件流程设计。系统的传感器节点分别采集盗情、烟雾、温湿度等参数,以无线形式通过网关将数据传输至上位机PC,在PC端利用Labview软件实现了智能家居防盗系统、火灾报警系统、环境舒适度等参数的实时在线监控,取得了良好的人机交互界面,并具有远程终端监控功能。该智能家居监控系统具备低功耗、实时性好、易扩展及可现实远程监控等优点,在智能家居领域具有广阔的市场前景和推广应用价值。     

基于一组Kalman滤波器信息融合的故障诊断

为了能及时准确地诊断发动机的传感器和执行机构故障,本文提出了基于一组Kalman滤波器信息融合的方法进行故障诊断。首先根据传感器特性设计了一组滤波器用于传感器故障诊断、隔离,每个滤波器针对一个传感器进行设计;其次根据执行机构故障特性设计了一组Kalman滤波器进行执行机构偏差估计,从而对执行机构进行故障诊断、隔离;接着给出了传感器、执行机构信息融合的诊断方案;最后分别给传感器、执行机构添加故障进行方案验证,仿真结果得出在传感器或者执行机构任意部件出故障的情况下,该融合方法可以有效地诊断并隔离出有故障的传感器或者执行机构。     

基于物联网的城市河道酸碱度远程检测系统的设计

随着城市经济的发展,城市河道水环境受到了严重的污染和破坏,其中水质的酸碱度是水质污染的一个重要指标。由于城市河道水质污染的不确定性,一套能够在野外无人看管的环境下,多节点多范围对河道水质酸碱度实时检测系统成为一种需求。系统中每个采集节点连有pH传感器,采集的pH值数据通过Zigbee模块传给基站,基站将每个节点的数据与时间和地点信息绑定存储到云端数据库。管理人员可以通过网页随时随地了解当前各区域的水质酸碱度情况,如一旦水质出现污染,管理人员可以通过后台了解水质污染的扩散情况和污染源头,可以及时采取措施降低损失。该系统的运用与传统的人工现场取样带回实验室分析的方法相比,不但极大的提高了预警能力而且还大幅降低人力成本。     

Vibro-acoustic control with a distributed sensor network

The purpose of this work is to demonstrate the ability of a distributed control system, based on a smart sensor network, to reduce acoustic radiation from a vibrating structure. The platform from which control is effected consists of a network of smart sensors, each referred to as a node. Each node possesses its own computational capability, sensor, actuator and the ability to communicate with other nodes via a wired or wireless network. The primary focus of this work is to employ existing group management middleware concepts to enable vibro-acoustic control with such a distributed network. Group management middleware is distributed software that provides for the establishment and maintenance of groups of distributed nodes and that provides for the network communication among such groups. The control objective is met by designing distributed feedback compensators that take advantage of node groups in order to effect their control. The node groups are formed based on physical proximity. The global control objective is to minimize the radiated sound power from a rectangular plate. Results of this investigation demonstrate that such a distributed control system can achieve attenuations comparable to those achieved by a centralized controller.     

基于ZigBee和Android手机的无线监控系统设计

针对智能家居、环境监测等对实时性的要求,提出了一种将近距离无线接入技术与Android、嵌入式技术相结合的无线监控系统设计方案。在高性能嵌入式平台上实现Wifi、ZigBee的接入,根据实际应用环境的需要,选用相应传感器实现对环境变量的数据采集,通过ZigBee无线组网方式进行数据收发。另外,将Android手机终端通过Wifi与嵌入式平台建立连接并实现数据传输,ZigBee终端接收无线传感器节点发出的数据,通过协调器将数据信息发送给嵌入式平台,数据经过处理以后反馈给智能手机终端,手机端根据接收到的数据进而输出相应的指令。文中介绍了系统的软件设计流程,对系统整体实验证明节点性能良好、通讯距离较为理想,该系统具有较好的通用性,能够满足实时性的要求。     

飞行试验机载网络数据实时处理技术研究

为实现飞行试验机载网络数据实时处理,对动态数据接口、机载网络数据传输结构和实时数据解析方法进行研究,开发基于VC+ 的实时处理软件系统。根据数据采集系统生成的硬件配置文件建立动态数据接口与硬件进行连接,在此基础上利用网络套接字方法对实时传输的网络数据进行捕获,将捕获的网络数据结合结构参数信息进行解析处理,实现机载网络数据的实时处理。此软件系统已在某项目上进行测试并得到成功应用,实践证明此软件系统能够对机载网络数据形象准确的真实解析,进行数据有效性检查、数据采集与记录等方面的实时处理,同时为系统架构扩展和进行深一层的研究提供了科学保障。