基于嵌入式linux的输电线路杆塔倾斜度自动化测试系统的设计与实现

在总结实际工作经验的基础上,针对在测试输电线路杆塔倾斜度在线监测系统过程中存在的搭建测试环境复杂、测试步骤繁琐、测试周期长、测试效率低、测试结果格式混乱等问题,设计了一个使用客户端/服务器架构的自动化测试系统,详细论述了该系统的设计方案和实现原理;客户端基于嵌入式linux系统,采用多线程技术,通过以太网,使用定制的通信协议与服务端通信,能够在收到服务端指令后自动完成输电线路杆塔倾斜度在线监测系统硬件模块的功能测试;服务端采用python和PyQt开发,能够跨平台运行,使用多线程技术,实现了图形化控制客户端、查看客户端测试状态、保存测试日志、生成标准化的xls和pdf格式的测试报告等功能;实际应用表明,该系统有效可靠结果准确,提高了测试效率,提升了输电线路杆塔倾斜度在线监测系统的可靠性。     

基于DSP的嵌入式在线振动信号分析系统

为监测机械设备的工作状态,对机械设备工作过程中产生的振动信号进行采集、处理和分析,从而实现系统的状态监测、故障诊断以及寿命预测等。但目前振动信号分析系统体积较大、不方便携带,多用于离线的振动信号处理,难以完成机械设备振动信号的在线实时分析。针对振动信号离线分析系统存在实时性低、体积大等不足,设计了基于TMS320C6713 DSP的嵌入式振动信号采集处理系统,以满足机械设备振动信号采集、处理和分析过程中对采集、处理实时性,系统便携性等需求。详细介绍了系统的软硬件设计原理和方法,利用美国凯斯西储大学的公开轴承测量数据集对系统的各项功能和技术指标进行实验验证。实验结果表明,该系统能够正常工作且可应用于实际工程中。另外,系统支持功能和算法扩展,以满足不同机械设备的振动信号采集、处理和分析需求。     

基于嵌入式EPICS的中子监测仪研制

针对合肥光源（HLS-Ⅱ）辐射防护与安全需求,且合肥光源的控制系统是基于EPICS架构,为减少辐射监测系统中间的环节,提高合肥光源人身安全联锁可靠性,研制了基于嵌入式EPICS控制系统的中子监测仪。中子监测仪的关键部件-探测器选用BF₃针对合肥光源（HLS-Ⅱ）辐射防护与安全需求,研制了基于嵌入式EPICS的中子监测仪,用于场所与环境辐射场中子的监测。合肥光源的控制系统是基于EPICS架构,为减少辐射监测系统中间的环节,提高合肥光源人身安全联锁可靠性,研制了基于嵌入式EPICS控制系统的中子监测仪。中子监测仪的关键部件-探测器选用BF₃正比计数管,通过对正比计数管产生的微弱电信号加2 kV的正高压偏置,交流耦合介入前置放大器放大,后输出固定宽度的脉冲信号。信号由CORTEX-M3电路计数,后经CORTEX-A8电路处理后将数据发布到局域网。利用镅铍中子源和合肥光源现场辐射环境对所研制的监测仪性能进行了初步测试,结果表明,该监测仪达到设计要求,可用于中子监测。     

多量程原位水质总磷总氮一体式在线监测仪

针对地表水和城镇污水对于总磷(TP)总氮(TN)联合测定的需求,基于国标法提出了联合测定原理,利用顺序注射技术和微控技术建立水质总磷总氮多量程在线监测系统,完成了TP和TN的测定。总磷的测定量程分为0～1.2,1.2～2.5,2.5～5μg·mL~(-1);总氮测定量程分为0～10,10～20,20～40μg·mL~(-1)。测定范围涵盖地表水环境I～V类水和城镇污水处理厂排放标准中总磷、总氮的标准限值。利用交替最小二乘拟合算法建立了总磷与总氮测定的回归模型。实验结果表明,其校正决定系数≥0.996 4,最低检出限分别为0.01μg·mL~(-1)和0.05μg·mL~(-1),重复性相对标准偏差(RSD)分别为1.36%～3.84%、0.78%～3.69%,贵州七大水库实际水样数据比对中,总磷相对误差≤±3.7838%,总氮相对误差≤±3.69%。系统运行稳定,可以精准、高效地分析不同地表水样的总磷总氮,为环境保护和污水排放提供了技术支持,尤其适用于实验室、站房式、便携式在线水质监测。     

一种在线监测的ATR探头的设计

生物过程是一个复杂的系统,在反应过程中,会产生固态、液态、气态的过程反应物,且具有生物活性,想要准确的掌握过程反应物的种类与含量,必须对生物过程进行实时在线的监测,才能够获得准确的数据。生物过程的原位在线分析依赖于高性能的衰减全反射探头,衰减全反射技术是在线分析系统中实现原位在线测量的有力手段。通过分析衰减全反射技术的基本原理与特点,设计了一种成本低、光通量高、具有标准生物过程传感器接口的中红外衰减全反射探头,能够直接插入到生物反应器中,对生物过程反应物进行无损、零延迟的监测。实验结果表明,在线式ATR探头具有较宽的光谱范围,所采集光谱具有较高的信噪比,能够应用在生物过程的在线定量分析之中。     

水质在线监测仪用微型分光系统的设计与分析

基于交叉非对称式切尔尼-特纳系统设计了一种宽光谱高分辨率微型分光系统,采用Zemax光学设计软件进行了光路设计、优化及像质分析后,得到了尺寸为70mm×42mm×15mm、波长范围为200~750nm、分辨率为1.5nm的分光系统,并搭建了实验光路对设计结果进行了性能验证,结果表明该系统满足了设计指标要求,具有小型化、高分辨率、结构简单、成本低等特点,可应用于水质在线自动分析仪器中进行多种水质参数的监测。     

嵌入式系统可信启动机制设计与实现

嵌入式系统在生活中不可或缺,如何增强其安全性是急需解决的问题。现有解决办法局限于理论层面且不符合嵌入式系统实际需求。为实现嵌入式系统安全启动并满足其实际应用需求,设计并实现了嵌入式系统可信启动机制。该机制以可信计算理论为基础,提出一种适用于嵌入式环境的高效、透明的可信框架模型,设计完成嵌入式可信计算硬件模块（ETHM）以及其逻辑结构,构造可靠稳定的接口机制,实现了完整的可信链传递、操作系统高可信启动机制等技术的集成设计。通过实验验证,该可信机制对操作系统安全性可以进行准确判定,并做出正常启动或发出警告的正确指令。实验结果表明,该可信机制具备安全性、可靠性、高效性的特点,并满足嵌入式系统实际应用需求。     

基于嵌入式实时操作系统的弹载计算机软件设计

嵌入式实时操作系统的引入改变了传统弹载计算机软件开发模式;通过对我国自主研发的一款嵌入式实时操作系统进行研究,分析当前战术导弹弹载计算机系统的特征,对实时操作系统实施裁减定制,形成了满足弹载软件系统的微内核系统;围绕着基于该内核系统的应用,某型弹载计算机软件的设计从系统需求分析、任务划分、任务实现以及最终系统运行结果四方面综合给出了设计方法,试验证明,使用操作系统的弹载软件功能、性能满足弹载计算机系统指标要求,对提高软件的可重用性、可靠性等方面起到重要的作用。     

远程地下水COD在线检测仪设计

目前,我国在地下水水质检测领域,以人工现场采样、实验室仪器分析为主要方式,存在采样误差大、检测周期长、操作繁杂、不能及时反映水体受污染变化状况等缺陷,难以满足水质环境监测发展的需求。鉴于此,设计了一种基于紫外-分光光度法自动抽取水样及清洗的远程在线地下水水质COD(化学需氧量)检测仪。该仪器主要由远程终端、远程数据接收发送模块、水质COD检测模块和水样抽取清洗模块四部分组成。远程终端发送信号,由远程数据接收发送模块接收后,控制水质COD检测模块和水样抽取清洗模块动作,检测后的数据经处理后再由远程数据接收发送模块发回至远程终端。实验结果表明,该仪器可实现远程控制且检测时长可在20min内完成,能有效的检测地下水水质COD浓度,分辨率达到1mg·L-1,具有良好的灵敏度,准确性和重复性,适用于绝大多数浊度较低的地下水在线监测。     

基于嵌入式的伺服综合测控平台的设计

基于嵌入式技术,设计了一套集控制、测试和分析于一体的伺服综合测控平台。该平台采用集散式结构,在硬件上提供了多种通信与测控接口,软件上以Linux嵌入式操作系统和Windows系统为基础,提供了友好的人机交互界面。可以根据现场状况工作在便携的单机模式或者功能完备的联机模式。平台同时为网络型伺服系统预留了网络接口,有很好的通用性和可扩展性等优点。经测试,该平台操作便捷,运行稳定,可用于多种类伺服系统的测控分析。     

基于嵌入式操作系统的无线电力监测系统设计

为了对各个用电设备或用电用户的电力使用情况进行精细化监测,从而对电力评估、管理起到基础性作用,设计了一种基于Contiki嵌入式操作系统的无线电力监测系统,以6LoWPAN作为无线通信协议;该系统由终端节点、路由节点、接入节点、GPRS模块及计算机数据中心构成;介绍了基于TV3154、TA5212及信号调理滤波网络、ADE7653电力测量、MSP430F1611主控及CC2420射频的终端节点、接入节点硬件设计方法;介绍了基于Contiki,结合6LoWPAN无线协议及I²C、UART等串口通信协议的终端节点、接入节点软件设计方法;实验结果表明,系统对电压、电流、功率的测量误差均保持在2% 以内,能够实现组网,两个节点之间的无线通信距离可达80 m。     

嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计

针对当前图像传输过程易出现信息丢失、耗时过长等问题,提出提出一种嵌入式远程实时监控图像传输控制系统设计方法。该设计方法基于STM32模式,通过STM43模式连接电源电路、接口电路、监控数据传输电路模块,到监控图像传输控制系统整体结构,将监控图像数据经IP网络与客户端相连实现监控图像传输,最后分别对监控信号处理模块和图像检测模块的算法进行优化。实验证明,所设计系统有效避免了图像传输中图像信息丢失现象,具有实践价值。     

基于STM32F407的高压输电线电磁检测系统设计

针对输电线的结构特点,采用涡流检测与漏磁检测相结合的电磁检测方法,设计了一套以高速ARM微控制器STM32F407VG为控制核心器件的高压输电线电磁检测系统。介绍了系统采用直接数字频率合成DDS技术的涡流激励信号产生模块、采用锁相放大技术的涡流信号提取模块、采用差动测量技术的漏磁检测模块、A/D模数转换模块等。上位机程序采用LabVIEW虚拟仪器设计,并通过USB总线与系统进行实时通信。整个系统具有实时性强、易于集成和重构的特点。     

嵌入式软件在线升级系统的设计与实现

对嵌入式软件在线升级有利于维持系统的稳定性,可实现在线测试,支持系统在线重构,是提高系统可靠性的有效途径。对嵌入式软件的在线升级进行了研究,研究了在线升级的颗粒度和升级点的选择,分析了程序状态的识别和恢复,提出了采用动态分析与静态分析相结合的方法保证升级的安全的方法,实现了在线升级方案。基于在线升级方案构建嵌入式软件系统,实现了应用系统软件的模块级粒度的升级。最后基于在线升级系统设计实现了小卫星星务管理软件,具备了灵活的在线升级能力,表明在线升级系统具有很好的工程实用价值。     

电力系统超长站距光传输塔内中继器的最优化设计

随着新能源技术的发展,塔内中继光放大技术将在电力系统超长站距光传输链路中得到广泛的使用。为了使塔内中继器在给定的链路配置下工作在最佳状态,对塔内中继器的配置进行了理论建模与数值仿真。通过对信号的光信噪比与增益特性的综合考虑,获得了塔内中继器的最佳位置以及中继器掺铒光纤的最佳长度。最后,对实际工程进行了设计和挂网运行测试,论证了本优化方法的正确性。     

航空发动机在线振动监测系统的开发

立体仓库堆垛机定位控制中由于测量产生的误差,如编码器存在累积误差的缺陷,激光测距仪因震荡等不确定因素产生误差,严重影响堆垛机的定位精度。针对堆垛机此类定位控制精度问题,采用组合定位的控制方法,即双闭环控制方法。粗定位与精确定位结合使用,在低速段用精定位反馈,提高定位精度。最后对堆垛机的定位误差进行了分析,结果满足控制系统的要求。实验证明,该方法很好的实现了立库堆垛机运行的精确定位问题,定位精度在3㎜范围内,符合定位要求。     

Study on EDFA Gain Tilt and Nonlinear Distortion in an AM-VSB CATV Optical Fiber Transmission System

1IntroduCtionAMVSB(~litUdemodulationwithvestigialsideband)CATVoPticalfibertrandriSSdrisystemiswidelyaPpliedduetocomplete1ycomatibilitywtthekistingCATVtechntheyandoccuPationaverynarrowband.Theopticalpowerbudgetofthesystemistoollttle(about5~8dBm)toreallzealDngdistancetransndssion,andoPticalmodulationdegreeisalsorestrainedinanarrowrangeinordertOguaranteethenonlinearrequlrementssinceitissensitivetOthenonlineardistortion.EDFAisintroducedintothesystemtoimProvetheopticalpoWrbudget.Indongs…