城市道路交通智能照明系统设计

为了实现对城市道路照明的智能化管理,运用物联网技术[1]、电力线载波及无线通信技术,构建由服务器、集中器和控制器组成三级网络架构的城市照明智能监控系统。实现控制器、集中器、服务器和监控终端之间的互联,并通过DTU与互联网连接,每一个控制器终端通过独有的ID接入到因特网。系统利用安装在监控中心服务器中的监控软件和数据库、GIS等,实现了对城市照明系统智能化控制和科学管理,是物联网技术在节能减排、创建新型智慧型城市方面的应用场景之一。     

基于GM(1,1)预测和虚拟机迁移的云计算负载均衡策略设计

针对云计算中心虚拟机集群负载的不均衡问题,设计了一种基于GM(1,1)预测和虚拟机迁移的负载均衡策略;首先,描述了云计算中心的负载均衡原理,介绍了经典ELB算法并总结了其缺点,然后,设计了基于GM(1,1)的虚拟机负载预测算法,能根据虚拟机的历史负载信息来预测下一时刻的负载信息,能有效克服ELB算法中仅依赖当前时刻负载而进行虚拟机的删除和增加,同时通过设定不同的阈值来实现虚拟机的增加、删除和迁移,最后,定义了基于预测机制和虚拟机迁移的负载均衡算法,能在创建虚拟机时根据用户的请求定制AMIs模板,从而提交用户请求的响应速度;在CloudSim环境下进行实验,实验结果表明文中方法能有效地实现云计算中心虚拟机集群的负载均衡,与其它方法相比,具有负载均衡高和负载均衡效率高的优点,是一种有效的云计算环境的负载均衡策略。     

基于音频监控的婴儿智能监护系统设计

为解决目前婴儿智能监护产品对婴儿哭声识别不准确的问题,设计了能准确识别婴儿哭声的婴儿智能监护系统。使用RT5350芯片作为处理器,使用PAP7501芯片实现对视频信号和音频信号的采集。对系统移植了Linux内核,使用多线程编程技术编写了应用程序。通过提取梅尔频率倒谱系数作为特征参数,使用动态时间规整算法作为识别算法,实现了对婴儿哭声的准确识别。该系统可以与云服务器通信,实现婴儿哭声报警功能;该系统可以与用户的终端设备通信,实现视频数据和音频数据的传输。该智能监护系统极大地方便了用户对婴儿的监护。     

基于RC522的公寓智能洗衣机控制器设计

利用高速MCU C8051F500单片机作为微处理器,并以philips公司的RC522射频芯片为核心设计了控制器.该控制器能实现对洗衣机的刷卡定时使用,并能方便用户随时查看帐户余额.控制器通过检测设备工作的电流判断设备的工作情况,从而根据需要切断设备的电源,也可以根据客户需求进行少许改动以实现多种需求.通过实例展示,说明了该控制器的实用性与可靠性.     

智能相机管理系统的设计与实现

针对传统的文本编程效率低下、智能相机只允许本地监视以及监视界面固定等问题,自主研发了一套集图形化编程、任务运行、数据监控等功能于一体的智能相机管理系统;分析了智能相机管理系统在编程、运行与监视过程中的功能需求,并进行系统结构的划分和设计;构建图形化图像处理单元、可视化编程界面以实现图形化编程功能;采用网络通讯方式,实现智能相机配置过程的同步、远程监控以及与其他设备的数据交互;讨论了系统中的数据管理模型;最后,通过应用实例验证该系统在工业生产中的可行性。验证结果表明,该系统能缩短开发时间,降低用户开发成本,并能对生产线上的智能相机进行有效的管理。     

基于3G的能耗数据采集器设计

针对大型公共建筑实时监控能耗的需求,借助3G网络传输的优势,提出了一种基于3G的能耗数据采集器的设计方案。该方案使用STM32为主控制器,根据Modbus通信规约通过RS485方式实现对智能电表的能耗数据采集,再将数据通过3G无线网络远传至服务器。重点设计了采集器的硬件电路,数据采集与传输驱动程序。经实验室测试,该采集器能实时、准确地采集数据并传送至服务器,性能稳定可靠,能够满足能耗监测系统的需求。     

利用软件定义网络的智能电网控制系统设计

针对现有智能电网中处理单一数据流的局限性和不完善的安全性问题,提出利用软件定义网络(software defined network, SDN)控制基于IEC61850的智能电网系统;实现了OpenFlow、sFlow和OF-Config协议,可根据网络状态和自身需求确定不同数据流类型;基于IEC 61850变电站网络管理和控制的商业软件通常必须是专有系统,通过标准解决方案实现了通用性;首先,给出SDN框架下的数据层解耦控制和管理(C&M);然后,参考CEN–CENELEC–ETSI智能电网协调小组,介绍所提系统的功能与应用;最后,在Mininet网络模拟器上实现并验证系统性能,实验结果表明,所提系统在流量控制检测、DOS攻击检测和负载均衡检测方面均有突出表现。     

基于KL-散度的智能电网用户特征提取方法

智能电网技术的发展,使得传统电力系统的规模及复杂度大大增加,同时产生了大量的用电数据,如何有效利用数据挖掘技术,从这些海量数据中挖掘出有潜在价值的信息,成为了当前电力系统分析中的一个挑战性问题。首先根据不同的时间段,将用户的用电数据进行划分,在分析每段时间内用户用电数据的基础上,采用KL-divergence（KL-散度）方法衡量用户差异,并结合基于密度改进的K-means算法,给出了一种新的用户特征提取算法,用以描述电网用户的特征差异,从而实现针对不同类别用户制定不同电力营销策略,这在一定程度上能够提高企业经济效益。最后,算例仿真结果表明,所给出的用户特征提取算法在计算的时间效率和准确性上,较传统方法都有了明显的提升。     

基于B/S架构的嵌入式远程用电管理系统

针对校园中现有用电管理系统的存在的缺陷与弊端,提出了一种基于B/S架构的嵌入式远程用电管理系统的解决方案。系统以ARM-CORTEX-A8为主控板的核心处理器,Linux操作系统为应用程序的运行环境,同时在Linux系统中搭建了嵌入式BOA服务器。系统中使用html语言完成系统与用户的交互页面,并通过CGI技术实现了浏览器与嵌入式服务器的数据交互。为不改变原有建筑电力布线,系统终端采用zigbee无线网络实现远程的用电监控,从而实现远程用电管理系统。为使系统运行效率高,主进程中使用多线程技术完成系统中各任务,系统中使用数据共享内存的方式完成各进程间的数据通信,使用消息队列实现客户端对系统终端设备的控制,系统中通过sqlite3数据库完成所有历史数据的记载。通过系统实验测试,该系统可以正确响应用户需求以及满足校园内所设置的合理用电申请的远程用电管理要求,在安全、节约用电的同时有最大程度的方便了校园内非常规工作需求。     

偏振复用系统中解复用端的偏振控制算法

介绍了一种基于局部粒子群算法来实现偏振复用系统中的偏振控制。在偏振复用系统的接收端，该算法通过对偏振控制器相位延迟的调整，实现调整接收端光信号的偏振态，从而恢复因光纤链路的不完美性而造成改变的偏振态，达到降低误码率的目的。该方法无需目标函数，具有高可导性，从而避免了局部收敛和所附加的复位问题。实验结果表明，基于局部PSO算法的偏振控制器能够将任意输入的偏振态转换为目标线偏振态，误差控制在0．5％以内。     

单片机控制的高阻测量系统

针对传统高电阻测量实验系统中电容放电时间测量不准的不足,设计与开发出了基于单片机控制的智能开关控制器,其能对实验系统中的电容冲放电时间进行精准的控制,从而提高了实验精度.本文详细介绍了该系统的硬件电路和软件的设计.     

电网智能单元加密算法效率评估

随着智能电网发展和电力终端设备智能化和网络化的提升,基于TCP/IP协议的数据通信面临着传统的网络安全隐患;智能电网单元是电网控制的关键组成部分,负责电网业务数据的采集处理、控制指令的收发和执行等工作,涉及大量数据传输,如何保证数据的机密性,是电网系统正常运作的关键因素之一;针对智能单元的传输规约和传输数据的特点,通过模拟智能单元计算环境,在保密性需求的基础上,结合智能单元计算资源的实际情况,综合分析电力行业和国内常见密码算法,包括对称算法和非对称算法,从运算时间及稳定性,数据长度相关性,密钥长度相关性和加密模式几个方面对算法的性能进行综合性评估;为不同智能单元的机密性保护尤其是加密算法的选取提供理论基础和实验数据。     

动态复杂背景下的智能视频监控系统设计与实现

本文采用二重对称帧间差分目标检测算法和基于压缩感知的目标跟踪算法,设计并实现了一种可适应动态复杂背景下的智能视频监控系统。基于目标检测该系统能提取本地视频文件中局部运动目标并进行视频压缩,减少回放、查看视频时间,可实时播放并处理本地或网络摄像头数据,也可根据光照变化动态调整二值化阀值,实现实时区域入侵检测与报警。基于目标跟踪本系统能在动态背景下对选定目标进行跟踪,可通过客户端手动控制监控云台跟踪,也可对入侵目标实现云台自主大角度追踪。实验表明,本系统能在日常复杂环境下对运动目标准确检测和大角度跟踪,在智能家居和移动安防领域有很好的实用性。     

基于485总线和虚拟仪器的智能农业监控系统设计

针对传统农业监控系统的不足,为了高效利用农业资源及实现智能农业,设计了一种基于485总线与LabVIEW的智能农业监控系统。选用Arduino控制器作为下位机,以PC机为上位机,两者通过RS-485总线实现通信。系统能够对农作物生长环境系统中的温湿度、光照强度、土壤水分、CO2浓度等参数进行监控;当监控参数超限时,能够自动控制相关设备进行自动调节,从而确保农作物处于适宜的生长环境。该系统具有性价比高、扩展性强等优点,具有一定的推广应用价值。     

基于嵌入式的智能家居之视频监控系统设计

针对视频监控系统在智能家居中对异常情况处理不够智能、响应速度较慢的问题,提出嵌入式视频监控端的方案;首先搭建嵌入式开发板的组成模块,选择摄像头并配置红外线反射模块;其次考虑到智能家居视频监控的特点,提出适合嵌入式环境的改进三帧差分算法,对出现的目标物体进行轮廓提取和阴影消除;最后根据性能指标对改进算法验证,同时通过GPRS技术把处理好的图像发送给家居主人;实验表明该系统能实时对不明物体做出智能判断,运行稳定,实现了智能家居安全防范目的。     

EAST极向场电源本地控制器软件设计与实现

本地控制器是EAST (Experimental Advanced Super—conducting Tokamak)极向场电源控制系统重要的子系统,实现对12套电源系统的实时控制,设备状态监控以及系统保护。本地控制器采用主从结构的实时控制软件架构,共享内存实现内部数据传输,脉冲式消息传递触发进程执行;通过现场总线、硬件板卡、反射内存网络等与现场设备和主控制器进行数据传输;通过数字移相板卡实现对整流器的环流、四象限等运行控制。经实验测试,该设计运行稳定,能满足极向场电源控制系统对本地控制器的实时性可靠性的需求。     

基于ARM和DSP的电网监测系统的设计

设计了一种基于ARM和DSP的电网监测系统的软硬件设计方案;利用TMS320F2812 DSP和高速AD芯片ADS8364实现对现场电信号的采集分析与加Nuttall窗多层插值校正处理,仿真结果表明该算法能够实现电力系统谐波的准确分析;DSP通过串口和嵌有Linux操作系统的S3C2440通信,通过Internet登陆检测系统网页,电网工作人员能够实时查看电网参数情况及对故障进行处理,用户能够实时查看消费信息;该设计方案满足分布式供电系统电能参数的计量要求,实现了电网参数实时远程网络监控。     

一种线性速度估计器在光电跟踪系统伺服控制中的应用

高性能的伺服控制除了需要高质量的控制器,还需要高质量的反馈信息。对于光电跟踪系统,通过位置和电流传感器可以提供位置和电流信息,而速度信息则需要通过处理测量信息得到。传统的差分方法会放大位置信息中的量化噪声,从而降低光电跟踪系统的精度。介绍了全维状态观测器及其基本原理,结合伺服控制系统电机模型架构,设计了一种线性速度估计器,并讨论了其参数选择问题。采用抗积分饱和PI控制器和积分分离PI控制器作为三环控制回路的控制器,在某型号光电跟踪系统对该算法进行了实验。实验结果证明,采用该算法的伺服控制系统基本无超调,上升时间0．43s,稳定时间0．65s,跟踪精度为1．78″,完全满足实际工程要求。     

云计算环境下智能图书借还终端系统设计与实现

针对传统的图书借还系统只能通过条码扫描,获取信息,一直存在工作效率低、用户信任度下降的问题。提出并设计了一种基于RFID技术的智能图书借还终端系统,该系统利用RFID无线射频识别技术采集馆内图书、读者以及书架等信息,采用天线条码标签对智能图书馆内的图书进行监控,实现对图书借还信息进行终端操作,设计了系统软件,并通过实验进行了对比分析,实验表明对RFID系统的硬件和软件测试对传统条码技术的问题有了相对应的解决,从而达到提高智能图书馆借还书和借还终端系统效率的目的。     

变母线电压的LLC高压电容充电电源设计

提出了一种两级式可变母线电压的高压电容充电电源技术方案,该拓扑在半桥LLC谐振电路的基础上增加了一级图腾柱无桥功率因数校正（PFC）电路,通过改变母线电压来解决传统LLC谐振电源在输出更高电压时,工作频率变化范围过大带来的充电效率下滑的问题。由于图腾柱电路本身具备功率因数校正的功能,该电源设计还拥有能够直接从电网取电而不影响电网电能质量的优势。首先介绍了本电源设计中两部分的电路拓扑和工作原理,采用等效电阻法分析了电容负载下的电源输出特性。针对前级图腾柱电路设计了双环控制器以实现对母线电压和功率因数的控制,针对后级LLC电路提出了比例积分（PI）加低通滤波的恒流控制器以降低高频噪声带来的不利影响。最后通过模型构建与仿真分析,研究了高压电容充电电源3 000 V/1 A时的充电特性,验证了本电源技术方案、设计和控制策略的可行性。