无线可视化显微熔点仪的研制与教学应用*

基于熔点测定实验教学特点,结合智能移动设备与无线WiFi技术的优点,研发出新型无线可视化显微熔点仪(热台法)应用于教学,并获国家实用专利授权。相比目前高校教学中常用市售目视显微熔点仪(热台法),新型仪器具有部件成本低模块化、操作方便自动化、过程显示可视化、记录存储可溯化等特点。通过新研仪器的“一对多”无线可视化观测模式可有效解决常规目视显微熔点仪测定实验教学效率低、教学效果差、卫生安全隐患大等实验教学痛点。     

基于高温超导线圈的共振式无线输电研究

磁耦合共振式无线电能传输技术因其可以实现中距离和高效率的电能传输而被广泛重视。采用超导线圈代替常规铜线圈的无线输电系统,因临界温度下具有较小的损耗和较高的品质因数,可望大大提高系统的能量传输效率。分别构建了基于高温超导发射线圈的超导无线输电系统和基于铜发射线圈的常规无线输电系统,实验研究了超导线圈和铜线圈无线输电系统的能量传输效率与轴向距离和径向距离之间的关系。仿真和实验结果表明:相同条件下,无线输电系统使用超导发射线圈代替铜发射线圈可以有效提高系统能量传输效率,并改善系统在线圈未对准情况下效率的衰减。     

激光供能无人机的一种优化跟踪算法

航天事业的发展以及新能源技术的开发，使得小型电动无人机在现代战争、科学研究等方面具有较高的应用价值。激光无线能量传输技术能有效解决小型电动无人机续航时间短的问题，极大提高了无人机的工作能效。以无人机激光供能系统结构原理为基础，针对小型电动无人机激光无线供能的特点，提出了一种最大功率点优化跟踪方法:即采用恒定电压法（CV法）和萤火虫算法（FA法）相结合的优化控制算法，在激光投射到无人机上的光伏电池板上后，通过对无人机激光无线充电过程中最大功率点的跟踪，提高激光利用率及充电稳定性。并且通过数值仿真，验证了所提算法的准确性和适用性。     

一种基于相干检测的双向输出信号频率可选的光纤无线系统

提出了一种单光源、双向输出信号频率可选的光纤无线系统,该系统在单光源条件下,利用相干检测技术、数字信号处理技术,结合并行相位调制器以及波长选择开关结构,在上下行链路实现基带信号、多个毫米波信号输出.仿真验证表明,针对20Gbit/s 16-QAM调制信号,经30km光纤传输,系统下行输出信号频率实现0~60GHz可选,其传输最小矢量误差为6.53%(0GHz)~7.61%(60GHz);上行输出信号频率实现0~120GHz可选,其传输最小矢量误差为6.89%(0GHz)~8.30%(120GHz).理论分析和仿真结果表明,该系统双向链路均可实现频率可选的信号输出,且双向传输具有较好的性能表现.     

基于UM220的北斗接收机及WEB终端设计

根据北斗卫星导航系统提供的定位服务,设计一款便携式北斗接收机进行定位,同时设计WEB终端,接收数据并对其进行分析处理和展示。北斗接收机采用UM220北斗模块进行定位,获取定位数据后经STM32单片机处理由GPRS模块发送到远程服务器。WEB终端采用Java语言编写北斗信息管理系统,对接收到的数据进行处理、存储和展示;此外引入在线地图API,通过地图显示位置信息。经测试,北斗接收机能有效定位并转发数据至服务器;通过WEB终端能对数据进行查询、显示,有良好的人机交互体验。     

基于改进蚁群算法的无线传感器网络路由的优化

为了延长无线传感器网络(Wireless Sensor Network ,WSN)的生命周期,均衡各个节点间能量消耗,针对现有的WSN路由优化算法存在的问题,提出了一种基于改进蚁群算法的路由优化算法。首先通过对蚁群算法和遗传算法的优劣性比较,在蚁群算法的基础上,结合遗传算法的选择、交叉和变异的操作,从而提高蚁群算法的搜索速度和寻优能力。最优路径评价函数综合考虑节点能耗及节点的剩余能量,使剩余能量多的节点优先参与数据转发,均衡节点间的能量消耗。通过与经典蚁群算法及遗传算法的对比实验表明,随着数据转发轮数增加,改进的蚁群算法能耗小,剩余能量多,网络生命周期明显延长;随着整个网络运行时间的增长,改进的蚁群算法,节点均衡能耗性好,最优路径搜索的成功率也明显优于其他两种算法。     

无线传感网络节点隶属度模糊定位算法研究

无线传感网络RSSI算法定位精度很高,但易受环境干扰。本文针对其不足,提出基于节点隶属度模糊算法,并应用于RSSI定位模型之中。新算法首先利用岭形分布对RSSI初始信号模糊化取得隶属函数,再根据隶属度近似程度反馈求精,通过隶属程度以逐渐逼近方式计算节点坐标区域。仿真实验结果证明,与RSSI和DV-Hop算法相比,新算法可以减少环境干扰和信号波动带来的影响,具有更高的定位精度和稳定性。     

能量均衡的AD Hoc网络路由协议研究

传统的AD Hoc路由协议由于节点的能量不均衡,导致网络耗能较大,减少了网络生命周期。从能量均衡角度提出了一种能量优化的Ad Hoc网络路由协议（EOARP协议）,通过引入公共经济学中洛伦茨指数法来衡量网络的能耗均衡,结合节点通信繁忙程度、节点剩余能量等因素建立代价函数,选择剩余能量相对较高,通信繁忙程度较轻的路由链路,从而达到均衡网络的目的。仿真结果表明,EOARP协议在数据传输性能、能量均衡、以及网络节点剩余能量等方面指标均有较大改善,有效地延长了网络生命周期     

基于四轴飞行器的短距离低空运输系统的设计

为实现四轴飞行器在短距离低空运输方面的应用,设计了一种基于四轴飞行器的运输系统,该系统可实现运载物品并将其投放至指定地区的功能。系统以两片STM32F103为控制核心,一片作为从机,实现系统的姿态控制、图像采集、无线传输、物资运输等功能;另一片作为主机,可向从机发送图像采集指令并将图像数据传至上位机显示。 图像采集模块采用高清摄像头+CPLD+SDRAM的FIFO模式,在不影响控制中心运算速度和内存使用率的情况下,使系统能够并行完成姿态控制、图像采集、物资运输等操作。根据四轴飞行器的负载能力设计了一款运输箱,并利用大功率驱动芯片BTS7960驱动电机将物品投放出去,从而实现低空运输的功能。     

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。