基于太阳能光伏的无线户外环境监测系统设计

设计了一种采用太阳能供电模式的无线户外环境监测系统;该系统由终端节点,ZigBee-GSM网关和上位机数据存储中心组成,集成ZigBee和GSM无线通信,根据用户发送的短信指令控制终端节点数据采集的通断,同时用户发送短信指令远程查询户外环境的重要信息;针对户外环境因子的特点,选用工业级、灵敏度高的传感器,对户外不同位置的PM2.5浓度和紫外线指数进行测量,测量结果既可在上位机实时显示和存储,也可以由ZigBee-GSM网关通过SIM900A模块发送至移动终端;户外测试结果表明,该系统运行稳定,数据传输可靠,能快速地实现远程遥测功能,为户外环境远程监测提供了一种技术手段。     

危化品运输跟踪监测系统上位机的设计与实现*

针对危险化学品的特殊运输环境和事故风险,设计了一种基于卫星通讯系统的危险化学品运输跟踪监测系统,并结合百度在线地图和C#、JavaScript语言实现了上位机端的远程监控,重点介绍了远程监测中心的数据通讯方式、GIS可视化、运输状态监控的实现。终端检测到的信号通过GSM短信或TCP/IP方式反馈至监控中心,由监控中心上位机对数据进行自动处理和图形化显示,并对危险情况进行预警。经过测试和分析,系统的操作界面简洁直观,检测精度满足运输需求,能有效提高运输过程中的安全性。     

PC与PLC的串口通信及编程实现

在自由口模式下,通信协议由用户自己的梯形图程序控制。用户可以使用梯形图程序调用各种子程序,来进行接收中断、发送中断、发送指令(XMT)、接收指令(RCV)等通信控制操作。研究了在自由端口模式下PC与S7-200型PLC之间的通信,并采用Visual Basic编程来实现上位机与下位机之间的通信。     

基于DSP和LabVIEW的1553B总线芯片测试系统的设计与实现

B芯片测试系统由上位机和下位机两部分构成,下位机是用两片DSP芯片作为控制芯片构建两个1553B总线的终端,上位机在计算机上用LabVIEW平台控制一块1553B的总线板卡,并且通过串口发送各种测试命令给下位机,共同完成对DDC公司的BU-61580系列芯片的内部功能、总线协议功能及电气特性测试,对被测芯片处于BC、RT、MT三种不同类型终端时的各种功能与时序进行直观显示;测试环境与芯片在实际运用中效果一样,可以对芯片进行筛选,成本低;通过在某单位实际应用表明,该测试系统具有测试简单、功能全面、性能稳定的特点,系统还可自检,满足了用户的要求。     

新一代DCS中智能温度监控系统设计与实现

传统的分布式温度监控方法存在费时费力、不便应用在特殊环境、不便用于多点融合监控等弊端,设计并实现了新一代DCS智能温度监控系统,通过核心为ARM7LPC2292芯片的下位机及时调整全部温控点的温度,自主设置温度、显示实际温度与报警;采用核心为89C51微处理器模块,将上、下位机的信息互相传递,确保上位机随时查询温度信息;通过CC2530终端节点实时采集测温终端的温度数据,将温度数据无线发送给CC2530协调器节点,不在采用传统的中转服务器方式,而是采用协调器节点通过串口与上位机进行通信,并在上位机中进行温度数据的处理和存储。软件设计过程中,对系统监控过程中上位机和下位机间的主从通信方式进行详细分析,并给出了系统温度监控数据通信传输的流程图,分析了系统实现温度监控的数据库访问代码以及温控曲线显示代码的设计。实验结果说明,所设计系统性能好、操作简单、控制准确率高。     

远程医疗监护诊断异构系统的集成实现

针对实际应用项目的需求,提出了一种异构型的远程医疗监护诊断系统的实现方案,系统由远程监护终端、医院诊断分析端及中心服务器构成。监护终端运行于嵌入式ARM11硬件系统,基于Linux + QT技术实现了病人多生理体征数据的采集和发送;诊断分析端运行于PC机,基于Windows + C# + MATLAB技术实现了远程医疗诊断分析;系统中心服务器实现了异构端的网络通信服务和数据库服务,可并发处理多个终端请求。系统运行效果表明该方案实时性好,系统架构灵活,具有较好的可伸缩性。     

基于ZigBee的矿井环境监测系统设计

针对矿井环境恶劣、干扰严重和传统信号有线传输的现状,设计了基于ZigBee无线传感器网络的矿井环境监测系统;系统由井下ZigBee传感器终端节点、路由器、协调器和井上监测上位机构成,其中传感器终端节点对井下瓦斯、一氧化碳、温度等信号进行采集,利用ZigBee无线组网技术将信号送给井上PC机,井上管理人员通过PC机能够随时掌握井下设备和环境的状况;与传统的信号有线传输监测方法相比,该系统低功耗、低成本、抗干扰;实验结果表明,该系统运行稳定可靠,精度高,具有一定的实用性和推广价值。     

基于STM32的环境多点监测系统设计

为了解决当前高速公路服务区环境管理人员缺乏而且地理位置相对封闭的特点造成较难管理的问题,设计了一种基于STM32控制器和RS485网络的多点环境监测系统;以传感适配器作为终端节点和下位机,完成环境数据采集;通过SP3485芯片的RS485接口电路采用485总线技术将信号传输给上位PC机,自定义的通讯协议保证了通讯的可靠性;采用VB语言和模块化设计思想开发上位机程序,在ACCESS数据库的作用下对测量的数据规范化管理;搭建的实验系统测试结果表明系统具有组网灵活,性价比高,测量数据误差在3%以内,能较好地满足高速公路服务区环境监测和管理的需求。     

基于对等有向传递的远程技术支援系统数据同步技术研究

在分析现有C/S模式的远程技术支援系统数据同步方法存在的问题的基础上,提出了建立多级服务结构的远程技术支援系统网络结构;打破了以往分布式系统必须建立统一服务的模式,将网络中各个节点看成对等的关系,节点发送和接收数据同步信息是由用户来决定的;节点间依据配置依次传递形成了对等、有向、无限扩展的数据同步能力;该方法在远程技术支援系统的音视频监控系统中得到有效应用,最后在某网络中进行了试用,满足用户要求。     

基于ZigBee和3G的远程监测系统的设计

为解决传统监测系统中布线麻烦、覆盖面积窄、节点不易移动等问题,设计了一种基于ZigBee和3G无线网络的远程监测系统;整个系统由ZigBee无线传感网、3G-ZigBee网关节点、3G网和监控中心组成;ZigBee节点由射频模块、主板、传感器模块和电源模块组成,射频模块由CC2530与CC2591加长距离式组合组成,3G-ZigBee网关以ARM9微处理器S3C2440和Linux操作系统为核心进行开发,实现了ZigBee网和3G网之间的连接;该系统应用于水族馆鱼缸中的水质监测系统,对温度、PH值、电导率、溶氧量、氨氮等参数进行测量;结果表明该系统实现了数据的稳定采集和较高的数据传输速度,满足了现代监测系统的要求。     

船载USB/UCB自动化测试系统的设计与实现

针对船载USB/UCB测控系统技术指标测试、系统自检工作复杂的特点,分析USB/UCB测控系统的关键信号节点,借助LabWindows/CVI软件及GPIB总线的支持,构建船载USB/UCB自动化测试系统。该系统可在系统监控台的统一组织下,结合系统内其它设备,采取无线/有线、射频/中频等方式,灵活组建测试平台,完成相应指标的自动化测试。通过对上行链路三阶交调测试结果分析,表明该自动化测试系统操作简便快捷、测试结果准确可靠。     

Single sided imaging sensor

A portable single sided sensor to render depth profiles of MR signal non-invasively is presented. The device utilizes a tailored permanent magnet array producing flat sensitive volumes up to 40 mm from the mobile inspection head. Automated slice selection is performed using a set of switched capacitors in the tuning and receiver circuits. A single channel spectrometer drives the multi-slice acquisition. The RF coil and magnet array geometries have been tailored to house gradient sets to further extend the image rendering capabilities for in-plane spatial resolution (2D and 3D MRI). The probe has been tested acquiring moisture profiles in concrete and porous rocks and measuring diffusion parameters on a phantom sample.     

基于中红外DFG光源的甲烷气体光谱检测方法研究

基于中红外光源的气体光谱检测是新的痕量气体监测与分析方法,在大气监测领域具有重要的应用。构建了一套基于中红外DFG光源的甲烷气体光谱检测系统。该系统以1 550 nm和1 060 nm波段可调谐半导体激光器作为基频光源,采用PPLN晶体作为差频非线性变频器件,实现了3.3 μm处的窄线宽可调谐中红外光源输出。实验结果表明,当PPLN晶体工作温度为99.5℃时,闲频光的输出功率为112 μW,差频转换效率达到1.246 mW/W2。晶体的温度接受带宽为4.3℃,泵浦光波长接受带宽为5.3 nm。在此基础上,分别利用直接吸收法和谐波检测法获得了3 028.751 cm-1处的甲烷气体吸收光谱和二次谐波检测信号。     

偏分复用系统中偏振模色散补偿与偏分解复用一体化方案

本文建立了偏分复用系统中偏振模色散与信号偏振态变化引起信道串扰的数学模型, 分析了偏振模色散对偏分复用信道射频功率的影响, 并提出了适用于偏分复用系统的光域偏振模色散补偿与偏分解复用同时进行的方案: 用信道的射频功率作为反馈控制信号, 监测链路中偏振模色散和偏振态变化引起的信道串扰的大小, 用改进的粒子群优化算法对偏振控制器进行自适应控制, 同时完成偏振模色散补偿与偏分解复用. 在112 Gb/s偏分复用-差分正交相移键控(PDM-DQPSK)传输系统中仿真验证了该方案的有效性. 结果表明该方案可以使112 Gb/s-PDM-DQPSK传输系统完成自适应偏分解复用的同时, 在1 dB的光信噪比代价下, 使系统对偏振模色散的容忍度提高20 ps. 关键词： 偏分复用系统 信道串扰 偏振模色散 偏分解复用     

Passive and temporally continuous optical spectral analyzer of RF signals via wavelength coding

A novel approach realizing an optical spectrum analyzer for photonic detection of an unknown RF carrier signals is presented. The described module may be part of an electronic warfare system in which detection of a narrow band RF signal is required. Moreover, The RF signal is characterized by an unknown time varying carrier frequency embedded in wide band noise. The system uses a passive, fiber based photonic configuration. It allows the spectrum mapping of an incoming electronic RF signal modulated on an optical carrier. The spectral analyzer configuration uses a finite impulse response (FIR) filter that is realized by two different optical paths of parallel fibers which generate a spectral notch filter. Hence, a wavelength coding is realized by chromatic dispersion such that each wavelength is filtered by a different FIR filter. Therefore, the energy at a WDM demux output channels is actually proportional to the spectrum of the input RF signal. This spectral mapping is obtained without lose of temporal RF information.     

基于双平行马赫-曾德尔调制器的大动态范围微波光子下变频方法

为了提高微波光子下变频链路的性能,提出了基于集成双平行马赫-曾德尔调制器的微波光子下变频方法.通过理论推导和数值仿真分析了系统的增益和无杂散动态范围,实验搭建了基于双平行马赫-曾德尔调制器的下变频链路,控制直流偏置电压使双平行马赫-曾德尔调制器工作在高载波抑制的双边带调制模式,并对链路进行了性能测试.实验结果表明:该下变频链路的增益为7.43 d B,无杂散动态范围达到了110.85 d B/Hz2/3,工作频段可覆盖5—18 GHz的宽频范围.基于双平行马赫-曾德尔调制器的下变频方法可优化设计输出频谱,系统结构简单、易于实现,为微波光子下变频链路提供了有效的解决方案.     

Novel methods for characterizing a decoupler channel using "undetectable" quantum coherences.

Exact solutions for the effect of time-independent RF pulses on any initial configuration of an IS J-coupled system demonstrate that on-resonance CW decoupling yields signals whose frequency depends on RF field strength and homogeneity. These signals are enhanced starting with "undetectable" antiphase and multiple quantum coherences, which can also produce centerband intensity to mimic the signal from decoupled Sx. Conversely, these coherences can be generated from Sx using a low-power pulse, B1 = J/2, of length (2J)-1, dubbed a "90J pulse" since it is the selective equivalent of {(2J)-1-90[I]}. Utilizing 90J pulses, new characterization-of-decoupler (COD) pulse sequences can determine the performance of an insensitive I-spin channel by observing large signals from either antiphase or multiple quantum coherences with the S-spin channel, allowing, in minutes rather than hours: (i) frequency calibration to an accuracy of 0.1 Hz; (ii) measurement of RF amplitudes over a 500-fold variation; and (iii) mapping of RF homogeneity along the sample axis with a single 1D B1 spectrum. These 90J coherence transfer pulses are of potential general use for selective spectroscopy.     

Bi系高温超导磁共振成像射频接收线圈的成像研究

射频接收线圈是磁共振成像系统输入通道的第一级,提高接收线圈的信噪比可以提高系统的图像质量.对于低场磁共振成像系统,如果能够降低常规铜接收线圈的等效串联电阻,就能够提高其信噪比.由于高温超导材料的直流电阻为零,交流传输损耗也远小于铜,采用高温超导材料制作磁共振接收线圈能够提高信噪比.本文采用Bi2223带材,设计、制作了超导接收线圈,并在0.23 T的磁共振成像系统中进行了成像实验.结果表明,超导接收线圈的图像信噪比比常规铜线圈提高约76%.     

星上电缆自动导通绝缘测试仪的设计与开发

星上电缆在航天器系统工程中起到了传递能量和信息的关键作用,并且其上天后具有不可修复性,这就决定了它在电性能检测方面必须做到高质量与高可靠。本文针对传统人工方式进行导通绝缘测试时工作强度大、检测效率低下和可信度低等缺点,设计并开发了一种星上电缆自动导通绝缘测试仪。该仪器基于模块化设计的思想采用中央控制器对各个模块单元进行控制来分别实现测试通道自动切换、测试电压的供给、星上电缆导通绝缘电阻的数据采集、通讯、存储和显示。实践结果表明,星上电缆自动导通绝缘测试仪一方面可以提高电缆导通绝缘测试的可靠性,增强质量控制;另一方面,可以提高效率,节省生产周期,降低劳动强度。     

船载测控雷达偏馈信号动态控制系统的设计

为了满足船载统一测控系统沟通无线偏馈射频链路进行遥测误码率测试的要求,进一步构建系统联调联试的动态射频信号环境,设计了船载测控雷达偏馈信号动态控制系统。通过系统监控台手动或自动远程控制位于天线背部中心体的数控衰减器,可实现雷达天线在对冷空的情况下接收偏馈射频信号幅度的变化,也可实现船载测控雷达系统联调过程中模拟目标动态变化情况,进而分析对系统跟踪性能的影响。该系统经过数次海上测控任务的检验,证明其方法科学有效、操作方便快捷、运行稳定可靠,达到了充分检验设备性能、提高任务准备效率的目的。