基于激光三角法的腹部运动测量研究

设计了一种基于点结构光的腹部运动测量系统,用于监测由呼吸运动引起的患者腹部实时状态,为主动补偿放疗中因呼吸因素造成的靶区位移、实现靶区的相对静止提供精确位置信息。测量系统基于激光三角测量原理的点结构原理,将腹部运动转换为激光点移动,从相机记录下的图像中提取激光点位置,根据已知系统参数即可从激光点的移动量计算得到每个时刻呼吸所引起的腹部运动量。实验表明,所提方法能准确、实时地获取位置信息,具有结构简单、精度高等优点,能为胸腹动态放疗中患者呼吸因素的补偿提供一种新的解决方法。     

基于TPS和蒙特卡罗计算的12C肿瘤放射治疗In-beam PET剂量监测研究

In-beam PET成像是碳离子放射治疗剂量监测的有效手段,可以对碳离子放疗过程的物理剂量分布和生物剂量分布进行实时监测。结合放射治疗计划系统(TPS)和蒙特卡罗(MC)模拟分别对静态均匀水模体和腹部肿瘤CT图像进行治疗计划设计、MC计算和PET成像,比较TPS肿瘤靶区剂量分布、MC模拟剂量分布和PET成像三者之间的一致性。TPS和MC模拟中相对生物学效应(RBE)的计算均采用线性二次模型(LQ)。研究结果显示,TPS和MC计算的静态均匀水模体、单野治疗腹部肿瘤的物理剂量、RBE加权剂量在SOBP区域的平均误差均在0.5%和2%以内。碳离子束流能量为120~400 MeV/u时,束流方向剂量深度分布与PET成像在SOBP区域的位置差异均在8 mm以内。In-beam PET可作为碳离子放射治疗中位置验证和剂量验证的有效手段。     

城市内涝监测预警信息系统研究

针对越来越严重的暴雨至涝现象,为了让普通民众可以通过智能移动终端应用便捷地获取并分享汛情信息,更好地避灾避险并参与到抢险救灾中,基于现有城市道路积水监测系统的基础数据,采用移动GIS和云服务等技术,设计了具有道路实时积水呈现、道路通行重要告警、汛情实景图片、政府信息通告等功能的一体化城市内涝监测预警信息系统。该系统包括内涝监测预警信息服务平台和智能移动终端应用两部分,基于云技术构建“内涝监测e警”平台并设计了基于移动云服务的数据统一调度与管理,基于移动Web技术开发“内涝监测e警”智能终端应用,应用和平台之间基于移动Web和移动GIS技术实现数据访问。测试显示该系统支持大量用户的并发访问,能够简洁有效实现内涝监测数据信息共享,对城市内涝监测预警具有实际的应用意义。     

基于AD8232的心电实时监测及分析系统设计

为了方便对患者心电信号进行实时监测,实现对心脏疾病的及时预防及诊断,利用一款基于ATmega328p微控制器的Arduino开发板、一块心电监测前端模块AD8232及上位机软件LabVIEW开发出一套心电实时监测系统,并利用LabVIEW设计出多种软件滤波方法来抑制心电信号中的噪声。由于心电信号的时频特性能提供反映患者心脏活动动态行为的信息,该系统还包括基于LabVIEW设计出的多种用于心电信号实时分析的程序,使被试心电信号所包含的生理特性能够及时地被分析出来。利用所开发的心电实时监测分析系统对被试的心电信号进行采集和分析,发现系统能够非常灵敏、准确地检测心电信号,并对信号噪声有着很好的抑制能力。此外系统能够对信号进行各式的实时分析,且分析结果可靠,能够运用于临床诊断。利用该系统对心电信号进行实时采集和分析,其测量结果准确、去噪效果良好、分析结果可靠,为今后心电实时监测分析系统的设计提供了借鉴。     

基于Tiny OS2.0和Android4.2的可燃气监测系统

为了有效地减少由可燃气泄漏导致的损失和加强对可燃气使用的安全监测,提出了一种基于无线传感网络的可燃气监测系统;该系统主要由可燃气体无线监测节点和移动监控终端构成,其中无线监测节点是以8位超低功耗微处理芯片ATmega1281、2.4 GHz射频芯片AT86RF230和通用可燃气体传感器MQ-2为核心器件,基于tinyos2.0平台利用nesC语言设计完成节点感知程序;移动监控终端选用ARM处理器S5PV210,并基于安卓4.2平台设计实现实时报警、移动监控、动态显示等功能;试验结果表明,该系统具有布设简单、测量精度高、功耗低等优点,误警率不超过0.5%并可持续工作180天。     

基于EPICS 的HL-2A 装置实时监测和报警系统

分析了HL-2A 实验中可能存在的各种故障问题,设计并开发了一种基于EPICS 网络的实时监测和报警系统。通过SNMP 协议,以EPICS 网络为基础,进行全域的消息监控及实时报警。实现了有效监控实验运行过程中整个IT 系统、控制系统、采集主机等异常情况,并实时进行电话报警、短信报警、邮件报警,有效解决了实验中遇到的各种故障监测及可能引发的问题。     

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分析了HL-2A实验中可能存在的各种故障问题,设计并开发了一种基于EPICS网络的实时监测和报警系统。通过 SNMP 协议,以 EPICS 网络为基础,进行全域的消息监控及实时报警。实现了有效监控实验运行过程中整个 IT 系统、控制系统、采集主机等异常情况,并实时进行电话报警、短信报警、邮件报警,有效解决了实验中遇到的各种故障监测及可能引发的问题。     

连续变焦大气相干长度测量系统设计

望远镜在大气光学参数测量中起到至关重要的作用,测量方法是通过跟踪恒星或者信标实时测量数据。基于不同速度信标的移动特点,需要设计3 m~6 m变焦大气相干长度测量系统用于大气相干长度的测量,设计波段为可见光486 nm~656 nm,探测元全视场11 mm,入瞳直径300 mm。利用光学设计软件设计出一款折返式变焦望远系统,光学结构由卡式望远系统和三组元机械补偿式连续变焦系统组成,系统结构简单,成本低,凸轮曲线平滑,压力升角均小于45。系统可对变焦焦距数据实时输出,适合于快速和慢速不同场合下实时进行大气参数测量。     

飞控FTI系统状态监测与数据分析系统设计与实现

在飞行试验工程中,机载测试系统完成对飞控数据的采集、封装和输出;为了实现基于USB的PCM数据解调及其与计算机之间的数据通信,实现实时的状态监测和数据事后分析处理,设计并实现了基于.NET框架的FCS-FTI系统状态监测与数据分析系统;该系统包括数据实时捕获、状态监测、数据事后处理等模块;测试表明,系统各功能模块运行稳定,能对FCS-FTI进行状态监测并能进行数据事后分析处理,具有高效的实时性和良好的可靠性。     

模拟移动床色谱纯化白藜芦醇的原料预处理

由于三带模拟移动床色谱系统是两进口和两出口,且在谱带首尾切取馏份,这就要求用模拟移动床色谱纯化的原料要进行预处理。采用柱层析法,通过实验选择了模拟移动床色谱法纯化白藜芦醇原料预处理条件。结果表明：95%乙醇浸提虎杖144h的浸提液,经IDL=28mm×500mm干法自填25—35μm反相ODS填料的层析柱,45%乙醇水溶液的流动相,30℃,20mL/m in流速洗脱,截取220—550mL馏分段,经旋转蒸发仪浓缩所得白藜芦醇粗品满足模拟移动床色谱纯化白藜芦醇对原料的要求。     

显微镜工作台闭环控制系统的设计与实现

高精度工作台控制系统是现代自动显微系统的重要组成部分,其精度直接影响显微镜对样品的检测质量。介绍了一种基于AT89C52单片机的显微镜工作台闭环控制系统的设计方案。工作台移动时作为检测元件的光栅输出脉冲信号。单片机控制电路实现脉冲的计数并计算误差值,控制步进电机进行反馈补偿。步进电机通过细分驱动模块可以以四种不同的步距驱动工作台移动,以实现显微镜对工作台移动速度的不同需要。8位数码管实时显示工作台移动的实际位置。实验结果表明,该系统的重复定位精度可达到0.020mm,可满足显微镜对控制工作台的要求。     

基于半导体光纤环形激光器的光纤布喇格光栅动态应变传感系统

提出一种能实时识别外来撞击声发射信号的被动结构健康监测系统.此系统使用基于半导体光放大器的光纤布喇格光栅传感系统监测高频动态应变,动态应变引起的光栅反射谱波长移动转化为相位变化,并被迈克尔逊干涉仪解调.在迈克尔逊干涉解调仪中,使用PID控制器补偿由温度和大的准静态应变引起的低频漂移.对光程差和布喇格光栅光谱线宽等参量进行了分析和优化.利用该解调系统成功地对金属板受到撞击时激发的声发射进行了感测,可获取的动态应变信号频率高达197kHz.     

基于GPRS的下水道气体远程监测系统设计

为了提高城市下水道气体监测的实时性和可靠性,本文设计了基于GPRS的下水道气体远程监测系统。该系统主要包括前端气体采集模块、GPRS数据无线传输模块、数据接收模块及监控中心;气体采集模块由气体传感器和数据采集单片机组成;单片机实时采集气体传感器中的数据,并将采集到的数据通过GPRS无线传输模块进行实时上传;数据接收模块把接收到的数据传送至监控中心服务器,由服务器对数据进行处理、显示、存储和统计等。通过对18个监测点的监测实验效果表明,该系统运行稳定可靠,能实现对下水道气体远程采集、无线传输和实时监测的目的。     

基于web网络优化协议的水质污染程度在线监测系统设计

针对传统人工水质污染程度检测工作效率低、实时监测能力不强的问题,设计并实现了基于web网络优化协议的实时在线水质污染程度自动监测系统,系统利用无线传感器网络节点对区域水源水质进行监测,通过无线分组通信技术与宽带网络对数据进行远程传送,工作人员可实现web实时在线的水质信息查询、管理控制、数据收集、报警提示等操作,基于web的水质监测系统,提升了系统的可扩展性、易用性以及实时性等;系统硬件包括传感器模块、无线通信模块、单片机外围电路、以太网接口模块等;系统软件设计了web网络优化协议、系统监测平台、远程参数设置、驱动程序等内容;应用该系统对西安市护城河的水质进行污染程度监测,部署20个传感器监测节点,1个监测子站节点,1个远程web监测主站,分别监测河水中pH值、总磷浓度TP、化学耗氧量(COD)、氨氮浓度,连续采样两天时间,通过仿真实验表明,该系统实现了100%的通信成功率,网络之间访问速度是传统网络协议的5~8倍,无线传感器网络与远程监测工作稳定可靠,通信速率满足实时监测要求,适用于对城市水源水质污染程度的实时在线监测。     

一种近红外光谱在线监测新方法及其在中药柱层析过程中的应用

近红外光谱(NIRS)广泛应用于生产过程分析与监测,常需事先建立定量校正或定性判别模型,并需在生产条件变化后调整模型,使用较复杂。本文从相异度和相似度两个对立互补的角度,提出自适应移动窗口标准差法和过程光谱相似度法,并以此为基础建立一种针对生产过程的无需校正模型的简易光谱在线监测方法。论文以中药柱层析过程为例,对监测过程作NIRS自适应移动窗口标准差趋势图和过程光谱相似度趋势图,并通过HPLC离线分析所得的多指标成分含量变化趋势图进行对比验证,发现可用于工艺状况实时监测,指导收集起点、终点、溶液相变点的判断,表明论文提出的方法合理可行。该方法亦可用于紫外/可见、红外、拉曼、荧光等光谱及色谱、质谱等其他过程分析技术。     

差分吸收测污激光雷达光路分束设计

在AML-2车载测污激光雷达中,对装有不同气体的拉曼管进行拉曼激发获得相应的强、弱吸收关波长。针对差分雷达激光发射光路转换的特点及提高雷达监测的实时性能要求,基于激光偏振调制原理提出了激光雷达光路分束设计的新方法,对该方法可行性进行了理论分析,并对改进光路的能量损失进行了估算,模拟结果显示改进后的系统延长了仪器的使用寿命,提高了测量的实时性。为提高差分激光雷达实时监测性能提供了一种新方法。     

“互联网 排涝泵站群”远程网络管控系统设计

以常熟辛庄片区排涝泵站群为载体,结合“互联网 水利自动化 优化网络安全控制”的理念,采用分散控制、统一管理的模式,利用浏览器、手机APP为远程终端服务软件,以PLC作为现场控制核心,基于WEB以及移动子网开发了一套排涝泵站群数据采集与监视控制系统(Supervisory Control And Data Acquisition System),以下简称SCADA系统。文中重点就系统设计过程中的一些关键技术进行了阐述,如系统通信网络安全自检模块设计、远程水泵工作状态数据采集以及远程水泵智能启停控制实现等。通过该系统在实际现场的应用调试发现,其运行安全可靠,实现了利用浏览器或手机移动终端进行各排涝子站分管区域的水情监测、泵站工作状态数据监测、排涝子站的水泵机组多模式控制等智能化功能,给泵站的实时监管带来了便利,创造了很大的社会价值。     

基于安卓平台的糖尿病监护系统的研究及实现

基于目前针对糖尿病的研究主要集中在健康管理及血糖浓度监测方面,在糖尿病病情控制方面并不乐观的现状,设计开发了一套能够实时监护老年患者注射药物情况的远程家庭医疗系统。该系统由智能检测硬件系统,手机客户端和WEB信息管理端组成,不仅可以解决独孤老人时常忘记注射胰岛素的问题,也有利于解决我国老年患者糖尿病监护难的问题,同时也能提醒青壮年实时携带注射针剂盒,缓解糖尿病并发症的发生。通过实时实验测试,该糖尿病监护系统可靠、稳定,且具有良好的实际应用价值。     

焊接操作光学模拟训练系统研究

本文设计了一种模拟焊接操作的训练系统。它由激光准直系统、ＣＣＤ投影成像系统和焊接定位系统组成。该系统利用线阵ＣＣＤ确定焊枪距离焊口的高度，利用桥式电路确定焊枪水平方向移动的位置，实时描绘出焊枪在移动过程中高度随水平位置变化的曲线，模拟出焊接操作的实时情况。     

近红外光谱与多元统计方法用于生产过程实时分析

近红外漫反射光谱快速、无损且适用于实际复杂样品分析等特点被广泛应用于在位和在线分析。基于近红外光谱漫反射技术和多元统计过程分析方法建立了一种适用于生产过程分析与在线实时监测新方法。该方法实时采集生产过程中物料的近红外光谱,并利用已建立的模型计算统计量Hotelling T2对生产过程进行实时评价。模型的建立采用了主成分分析,统计量根据实时光谱在主成分模型上投影进行计算。实际应用表明,利用该方法可以根据统计量实时监测生产过程中物料的变动情况,并根据不同批次统计量的进一步统计实现批次间的相对稳定性分析。因此,该方法可作为生产过程质量控制的良好手段。