真空紫外/可见光纳秒条纹相机的研制

ZNT-500K真空紫外/可见光纳秒条纹相机已研制成功,在研制过程中,研制了新型变象管,较好地解决了MgF²晶体和科伐材料的高真空封接,合理地确定了导电基底的材料和厚度,使光谱响应和透过率都满足要求;合理地确定扫描电路和电路参数,使该相机具有了光谱响应范围宽和扫描时间范围宽两大特点。     

条纹相机动态范围的标定

利用法布里-珀罗标准具对条纹相机的动态范围进行了标定实验研究,提出脉宽加宽20%的强度值为饱和点值的条纹相机动态范围的严格定义,对噪声控制进行了简单必要的分析。当输入脉冲宽度为30 ps时,在给定扫速档位,实验给出S-1条纹相机的动态范围为102。     

皮秒条纹相机的标定

介绍了一种通过迈克耳孙干涉仪,产生已知延迟时间间隔的双脉冲光作为校正用的基准时间间隔,利用条纹相机对超短激光脉冲进行精确测量的方法。     

基于时标系统的条纹相机动态畸变

针对神光Ⅲ原型实验中出现的动态畸变现象,开展了条纹相机动态成像特性研究。结合实验图像,利用CST Particle Studio软件模拟了强信号下变像管的成像过程,结果表明：在强信号下,变像管的空间电荷效应会造成电子束聚焦点与理想成像面距离减小,使得图像的放大倍数变小,产生信号弯曲现象,并且这一现象随着电流强度的增加更为明显。     

基于时标系统的条纹相机动态畸变

针对神光Ⅲ原型实验中出现的动态畸变现象,开展了条纹相机动态成像特性研究。结合实验图像,利用CST Particle Studio软件模拟了强信号下变像管的成像过程,结果表明:在强信号下,变像管的空间电荷效应会造成电子束聚焦点与理想成像面距离减小,使得图像的放大倍数变小,产生信号弯曲现象,并且这一现象随着电流强度的增加更为明显。     

基于时标系统的条纹相机动态畸变

针对神光Ⅲ原型实验中出现的动态畸变现象,开展了条纹相机动态成像特性研究.结合实验图像,利用CST Particle Studio软件模拟了强信号下变像管的成像过程,结果表明:在强信号下,变像管的空间电荷效应会造成电子束聚焦点与理想成像面距离减小,使得图像的放大倍数变小,产生信号弯曲现象,并且这一现象随着电流强度的增加更为明显.     

条纹相机测量中的光束取样

从实验上探讨了用条纹相机测量大口径高功率固体激光束的脉冲波形时,取样光斑的大小对波形的精细结构与脉宽的影响。     

基于图像处理的条纹相机扫描非线性修正

为了使条纹相机输出图像达到更高的测量准确度,提出一种基于图像处理的扫描非线性修正算法. 该算法根据给出的标称扫描速度拟合出扫描速度曲线,求出每道的扫描速度,取其算术平均值作为一个标准,根据每道的扫描速度与该标准的大小关系来修正像素的位置和亮度. 实验结果表明,可以将测量非线性由原来的8%减小到2%以下.     

可见光条纹相机可靠性实验研究

基于晨光号X光机开展了可见光条纹相机在复杂的辐射/电磁环境中的可靠性实验研究。利用序列脉冲激光的成像状态表征条纹相机的扫描状态,采取了不同的辐射/电磁防护措施,研究其对扫描状态的影响。实验研究获得了该类相机在此类复杂环境中正常工作的防护方法,主要包括增强辐射屏蔽使条纹相机附近的单发次等效空气吸收剂量不超过6μGy、减少相机机壳的缝隙、采取光电隔离的触发方式等。     

条纹相机非线性修正算法

 条纹相机扫描电路的非线性会导致条纹图像时间与强度信息的失真。为了使条纹相机输出图像更加接近实际目标从而得到更高的测量精度,提出一种扫描非线性修正算法。该算法根据给出的标称扫描时间拟合出扫描时间曲线,求出每道的扫描时间,取其算术平均值作为一个标准,根据每道的扫描时间与该标准的数值大小关系来求出每个像素的修正系数,取图像与该系数矩阵的乘积即可完成图像的位置和灰度的修正。实验结果表明可以将测量非线性由原来的8% 减小到2% 以下。     

面向物联网的Sybil入侵防御系统设计与实现

设计物联网中的Sybil入侵防御系统,进行入侵检测,保障物联网的网络安全,针对当前入侵防御系统拦截准确性不好的问题,提出基于网络入侵信号检测和前馈调制滤波设计的物联网Sybil入侵防御系统设计方法;首先进行Sybil入侵防御系统总体设计描述和功能分析,然后进行Sybil入侵信号检测算法设计,最后完成面向物联网的Sybil入侵防御系统硬件设计和软件开发,实现系统的集成设计;仿真测试表明,采用该系统进行物联网中的Sybil入侵检测的准确度较高,性能较好,具有较强的兼容性和友好性。     

基于物联网技术的智能家居采暖远程控制系统设计

随着物联网技术的高度发展,智能家居在采暖领域焕发了新活力,壁挂炉因具有强大的集中供暖能力,能广泛应用在我国北方大面积采暖领域,但传统壁挂炉的控制方式不具备网络化功能,为了解决壁挂炉传统控制方式的不足,提出基于物联网技术的智能家居采暖远程控制系统;该系统保留了原有壁挂炉显示面板和控制面板的串口通讯方式,在中间增加一个基于OpenWrt路由器的数据采集模块,在维持系统原有的通讯情况下,完成了壁挂炉的远程控制;经实验测试,搭载远程控制APP的移动终端能与网络化改造后的壁挂炉正常通讯,并完成指定操作;同时,壁挂炉也充当家庭网关,自动组建家庭网络,以供其他移动设备连接;该系统使用户摆脱了近距离操作壁挂炉温度参数的限制,使壁挂炉的控制变得更智能、更便捷,也为壁挂炉的远程控制提供可参考的网络化改造方案。     

基于物联网的涉密设备出入管控系统设计

针对涉密设备安全管理与监控的需要,提出一种全面、连续、实时的监控一定区域内涉密设备出入安全管理的解决方案。主要思想是基于物联网技术,采用有源射频识别（RFID）方法设计和开发了一套涉密设备出入管理系统;首先介绍了系统的总体结构和功能,然后详细描述了涉密设备出入管理系统的软硬件设计方法和系统管理流程,最后给出了新增涉密设备、设备正常带出、设备非法带出、设备报废的系统主要流程的测试结果;测试结果表明系统能够实现所设计的各项功能并具有运行稳定、可扩展性强、可维护性好的特点。     

基于物联网的一体化泵站设计与实现

针对传统泵站的计费模式单一、操作复杂、管理困难等问题,采用物联网思想设计并实现了一种一体化泵站系统。感知层采用STM32F407单片机,基于mbed-rtos操作系统对不同类型的传感器进行数据采集并对软启动器、摄像头进行控制,网络层利用MQTT通信协议将数据发送到云计算中心服务器,应用层通过手机客户端或网页登陆泵站管理系统实现泵站用水数据的实时查看、泵站监控等功能。系统运行稳定可靠,能够较传统泵站更好的完成计费抽水等任务,为泵站的自动化提供了一种可靠的一体化解决方案。     

环保物联网中远程设备实时控制问题研究

选择Flash XMLSocket作为浏览器端和服务器端双向通信的关键技术,解决了HTTP协议中无法直接实现实时双向通信的问题;通过在监听服务器端建立Socket连接通道路由表并实时更新,解决了服务器只能被动连接数采仪导致实时控制时延较大的问题;结果表明,服务器端的控制时延很小,几乎可以忽略不计,浏览器端在足够的网络带宽下,也能保证较低的控制时延,满足了工业使用的需求。     

基于物联网的小区智能照明管理系统设计与实现

针对国内中小型LED照明企业的艰难处境和政府倡导低碳,绿色环保照明政策现状,提出了一种基于电力载波通信技术的小区智能照明管理系统的设计方案。采用微控制器、PLC芯片和传感器构建智能控制终端,实现对单灯电能、光强度等数据采集。集中器集成GPRS通信模块负责与远程控制中心建立连接,控制终端与集中器通过电力线相连,实现PC端和移动端对LED照明设备的多平台控制。重点阐述了智能控制终端的软硬件设计、系统的自定义通信协议和远程控制方法。系统实测结果表明,该系统数据传输可靠、响应时间短、成本低,易于进行远程管理和控制。     

基于灰色模型和SVD估计AR(p)参数的物联网数据传输控制

为了进一步提高基于物联网的监控系统的可靠性和延长其网络生命周期,设计了一种基于灰色模型GM(1,1)和自回归AR(p)的对物联网监测区域中的数据传输进行控制的有效方法。首先,定义了基于GM(1,1)和自回归AR(p)的预测混合模型并对其运行原理进行了描述,然后,提出了采用最小二乘法对GM(1,1)的参数进行估计以获得预测模型,以总体最小二乘为评价准则,设计了基于奇异值分解SVD的AR(p)参数估计方法,最后将两种预测模型获得的结果进行加权融合作为最终的预测值。仿真实验表明,文中设计的基于GM(1,1)和自回归AR(p)模型的预测方法能较为精确地传感器节点在未来时刻采集的数据进行预测,同时由于节点预测的精确性,避免了其与基站之间的冗余数据传输,延长了网络生命周期,具有很强的可行性。     

低数据量环境下物联网密钥管理算法与方案设计

为了提高低数据量环境下物联网密钥的安全性与可靠性,需要对低数据量环境下物联网密钥管理算法以及密钥管理方案进行设计研究。使用当前管理算法对低数据量环境下物联网密钥进行管理时,在物联网网络节点增加到一定数量的情况下,无法保证低数据环境下物联网的安全性与可靠性。为此,提出一种基于LHKE的低数据量环境物联网密钥管理算法与方案设计方法。该算法是由当前算法为基础结合Qoskm算法优点形成的一种新的低数据量环境下物联网密钥算法,此算法将设立两个相同的低数据量密钥树,通过计算组播成员在物联网上的信任度与安全度,将信任度与安全度较高的组播成员放在一棵低数据量密钥树上,其他的组播成员放在另一棵低数据量密钥树上,再通过LHKE算法的初始化、子密钥生成和网络密钥生成三个阶段,对低数据量环境下物联网密钥进行管理。实验仿真证明,所提算法提高了低数据量环境下物联网密钥的安全性与可靠性。     

基于物联网技术的农业环境监测站的设计

针对农业环境检测提出一种基于物联网技术的农业环境监测站设计方案与实现过程。以瑞萨R8C单片机为控制核心实现对不同种类的环境参数检测传感器进行数据采集并进行数据格式的转换,实现对大气温湿度,风向,风速,太阳辐射度,土壤水分含量及温度的数据采集,采集器通过与单片机通信读取采集结果,并通过多种传输方式将信息发送到云计算中心服务器,通过客户端登陆农业环境监测系统实现农业环境数据的实时查看、历史数据分析及实时报警功能。通过长期实际应用,系统运行稳定可靠,能够有效实现对农业环境各项参数的监测。为农业向现代农业的转变提供了可行的低成本、高可靠的设计方案。