智慧建筑能源物联网冷热输送管网优化研究

在前期研究工作中,作者提出基于天然气基分布式能源系统智慧建筑能源物联网(NDES-SG)概念以及框架,而本文则重点对NDES-SG中,冷热输送管网能量耗散关键影响因素—保温层优化设计展开研究。本文以冷热物流管网输配为研究对象,研究冷热物流输送管道保温层厚度与输送距离(供冷、热半径)的协同关系,以及选取不同保温材料时,管网经济特性规律。分析结果表明,任意一种保温材料在一定约束条件下,冷热输配管网存在保温厚度与供能半径最优协同关系,即"二者协同最优"拐点值。在NDES-SG中,基于天然气基的分布式产能系统及大中型蓄能系统的位置布点、物联网总能系统效率与输送管网的损失密切相关,因此此研究成果将为智慧建筑能源物联网的冷热电管网输配优化设计以及产能系统和蓄能系统容量的选择和布点的研究提供了理论指导与研究思路。     

面向智慧社区的环境监测系统设计与实现

针对“智慧城市、智慧社区”建设的需求,设计并实现了通过智慧社区服务平台可实时发布环境参数的监测系统。该系统以ST公司的ARM芯片STM32F103C8T6为核心,分别通过GP2Y1010AU0F、UV10SF和DHT11模块完成对环境中的PM2.5值、紫外线强度和温湿度各参数的实时采集,辅之SIM900A模块实现GPRS数据传输,最后借助乐联网平台,用网页、微信等方式进行数据发布和管理,从而实现用户使用PC机或手机终端实时查看监测点环境参数的目的。经实验证明,该系统测量准确度温度为±0.4℃、 湿度为3.8%、PM2.5值为7.2%、紫外线强度为7.9%,数据采集准确、通信方式灵活,符合未来智慧社区建设的发展趋势,具有一定的创新性和推广价值。     

基于物联网的城市河道酸碱度远程检测系统的设计

随着城市经济的发展,城市河道水环境受到了严重的污染和破坏,其中水质的酸碱度是水质污染的一个重要指标。由于城市河道水质污染的不确定性,一套能够在野外无人看管的环境下,多节点多范围对河道水质酸碱度实时检测系统成为一种需求。系统中每个采集节点连有pH传感器,采集的pH值数据通过Zigbee模块传给基站,基站将每个节点的数据与时间和地点信息绑定存储到云端数据库。管理人员可以通过网页随时随地了解当前各区域的水质酸碱度情况,如一旦水质出现污染,管理人员可以通过后台了解水质污染的扩散情况和污染源头,可以及时采取措施降低损失。该系统的运用与传统的人工现场取样带回实验室分析的方法相比,不但极大的提高了预警能力而且还大幅降低人力成本。     

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。     

面向服务的物联网应用支撑系统的设计与实现

针对物联网应用中感知设备与业务交互日趋频繁复杂所带来的碎片化问题,提出一种面向服务的物联网应用支撑系统。利用SOA三元域软件模型将实际应用业务与感知设备之间的基础性业务流程,以服务形式抽象。融合中间件技术,构建一个屏蔽异构的应用支撑系统,系统以服务松耦合形式完成物理性数据向信息化数据过渡的映射过程,使实际业务与感知设备之间实现透明交互。设计模型以企业级开发进行系统实现,并在实际液化石油气监测应用中进行部署测试,测试表明该系统能够实现基础操作碎片化的消除,在企业级指标范围内很好地完成应用服务的交互。     

一种基于模糊逻辑的物联网访问控制框架研究

访问控制协议是网络中资源安全访问与共享的重要研究内容。为了提高物联网中访问控制协议的可扩展性和能源利用率,提出了一种基于模糊逻辑的访问控制协议。首先通过模糊的信任值对设备间的访问控制权限进行定义。其次,基于经验、知识和推荐的语言模型及其成员函数定义进行信任值的计算。最后提出了一种物联网访问控制框架。最后通过模拟实验表明,随着网络节点个数的增加,平均能量消耗逐渐增大,提出的方法在相同的网络环境下其平均能量消耗小于经典的访问控制方法,而且提出的方法在节点规模增大的情况下,平均能量消耗的增加率逐渐减小,这些表明了提出的方法与传统的访问控制协议相比,可扩展性好,能量利用率高,因而更适用于物联网环境下的访问控制。     

基于云计算和物联网的网络大数据技术研究

为了使网络大数据应用的范围更广,更大程度地提高网络数据存储与管理精度,减少网络数据处理与控制的时间,需要对网络大数据进行研究。当前的网络大数据研究方法多是采用Hadoop基础架构对网络大数据进行研究,在数据存储中没有设定具体的安全存储指标,无法得到数据安全存储指标权重,存在数据存储安全性能低,网络大数据研究精度偏差大等问题。为此,提出一种基于云计算和物联网的网络大数据研究方法。该方法首先利用分级网络编码对网络数据进行传输,以传输的数据为基础,采用CRC算法实现网络数据的计算,然后依据分组存储的方式将数据进行存储,最后利用分层逆序叠加定位法对网络数据进行高精度查询,由此完成对网络大数据的研究。实验结果表明,所提方法可以全面具体地对网络大数据进行研究,提高了数据处理精度和网络数据计算速度,增加了网络数据存储空间容量和查询效率,减少了网络数据运行时的丢失率,扩展了网络数据的运作范围,为后续网络大数据的研究提供了强有力的依据。     

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。     

基于物联网的人工智能图像检测系统设计与实现

物联网络的建立促使人工智能领域取得飞跃性进展。传统图像检测方法利用小波能算法进行背景与边缘噪声划分方式进行图像检测,存在低分辨率图像检测精度低、检测速度慢、缺乏图像深度分析等一系列问题。物联网人工智能发展迅速的环境下,提出基于物联网的人工智能图像检测系统设计。采用智能人工像素点特征采集技术(IAPCCT),对图像进行逐点特征提取,运用物联网丰富数据量资源与处理运算能力对采集图像像素点进行特征分析回馈,回馈信号经人工智能信号图像合成模块(AISIS),对信号做图像转换处理并输出分析结果完成图像检测。通过仿真实验测试证明,基于物联网的人工智能图像检测系统设计具有图像检测率高、识别准确度高、运行稳定、处理高效等优点。     

基于天然气基分布式能源系统智能建筑能源物联网研究

针对常规建筑供能系统存在的不足,充分利用城市既有天然气一次能源供应管网优势,以提高总能系统效率为出发点,本文提出了基于天然气基分布式能源系统智能建筑能源物联网(NDES-SG),并提出了NDES-SG集成基本原则与关键科学问题。为诠释NDES-SG的集成、节能潜力以及系统评价方法,给出了一个范例系统,系统计算结果表明,与常规供能系统相比,NDES-SG实现节能达22.2%。NDES-SG概念为进一步提高能源利用效率与实现新一代的建筑能源供应系统提供了思路。     

An IOT based smart grid system for advanced cooperative transmission and communication

In the Internet of Things (IoT) ecosystem, devices will predominate, using it in a manner similar to how people used it. Devices will cooperating in a multicast network to collect, share, and forward information way while interacting with one another autonomously and without centralised supervision. The building of an intelligent environment the capability of real-time collection of data, which is crucial for maximising the value of the IoT, will make this possible. A typical electric grid is made up of many power plants that use various power generating units, such as coal-based units, gas-based units, hydro units, etc. The majority of the infrastructure and wires that make up the conventional electricity grid have been in existence for a long time, it should be mentioned. They require significant investments, so providing them could take years. As a result, many grid components are outmoded and must be maintained and monitored on a regular basis to keep power flowing. A sophisticated technology is the smart grid (SG) system that makes it easier to integrate green technology and environmental considerations. The SG cyber–physical system was implemented thanks to the advancement and use of communication technologies in the conventional power system. The Internet of Things (IoT) and essential devices are both present in the complicated architecture of the SG systems. The traditional electric grids are been transformed into smart and efficient grid known as “Smart grid”. The Internet of Things’ smart grid allows for two-way communications among connected devices and technology that can recognise and respond to human needs. The cost and reliability of a smart grid are superior to that of conventional power infrastructure. Through use and data maintenance, smart grid technology will assist in reducing energy use and costs. One of the primary contributions made to grids is the integration of IoT with producing facilities using sustainable energy at various levels. To enhance the smart grid for bidirectional information exchange, improve power quality, and increase reliability Internet of Things (IOT) devices are becoming an important part of smart electric grid. IOT Infrastructure (IOTI) provide a flexible, efficient and secure platform providing strategic management for monitoring and controlling of different operations under different working conditions. This paper discusses cyber security on IOT based infrastructure for electric power systems. A comprehensive study is highlighted which includes type of IOTs, architecture used for smart grid, and future challenges.     

Dual adaption based evolutionary algorithm for optimized the smart healthcare communication service of the Internet of Things in smart city

The Internet of Things (IoT) is a revolutionary technique of sharing data for smart devices that generates huge amounts of data from smart healthcare systems. Therefore, healthcare systems utilize the convergence power and traffic analysis of sensors that cannot be satisfactorily handled by the IoT. In this article, a novel mutation operator is devised and incorporated with the differential evolution (DE) algorithm. Two tests have been conducted in the validation process. Firstly, the newly dual adaption-based operators incorporated with the differential evolution algorithm are being proposed. The proposed approach provides sufficient diversity and enhances the search speed of nature’s local and global search environments in the problem. The proposed method incorporates the application of IoT-based smart healthcare. Second, an application-based test has been conducted, in which the proposed approach is applied to the application in the smart healthcare system. Therefore, IoT sensor deployment is an optimization problem to minimize service time, delay, and energy loss by considering the communication constraint between sensors(objects). The proposed algorithm is applied in this article to solve this optimization problem. Further, in the experimentation and comparative study, the proposed method is superior to the standard evolutionary algorithms in IoT applications concerning the minimum number of function evaluations and minimization of traffic services. The proposed approach also achieves efficiency in the minimum loss of energy in each service and reduces load and delay.     

基于RFID和无人机的畜牧定位系统

针对牲畜放养情况下出现的易走丢,难以定位和统计问题,设计实现了基于RFID和无人机的畜牧定位系统。系统主要由数据采集、数据处理和终端显示三个功能模块组成。通过给每个牲畜绑定一个有源RFID标签,结合装配有RFID阅读器和手机的无人机进行自动巡航,实现把RFID数据和扫描到RFID时所对应的经纬度数据经手机进行预处理,再使用移动数据网络发送到数据服务器。服务器端对数据进行进一步分析和处理后,将牲畜位置数据和统计数据在养殖户手机终端显示,方便养殖户进行牲畜查看和管理。最后通过实地实验,对获取到的数据进行结果分析,显示牲畜定位误差在系统估计误差范围之内,具有较高准确性。对比原有的修筑围栏等方式,本系统具有成本较低、使用方便、可行性高的优点。     

基于IIC和云服务器的智能家居控制系统设计

智能家居普遍采用无线通信技术对家居进行互联,不同的通信方法对智能家居系统的稳定性、便捷性、可靠性有很大的影响;针对智能家居的访问方式,通过对比不同的无线通信技术,选择合适的技术运用在智能家居系统的设计中,实现局域网和广域网两种访问方式;在无线传输的智能家居基础上,使用IIC总线进行功能扩展,使用云服务器来替代传统计算机服务器,增加了系统的灵活性和手机访问的快捷性,更好地实现家庭住宅管理与监测,为我们平时的生活提供便利和保护。     

Advanced Driving Assistance Based on the Fusion of Infrared and Visible Images

Obtaining key and rich visual information under sophisticated road conditions is one of the key requirements for advanced driving assistance. In this paper, a newfangled end-to-end model is proposed for advanced driving assistance based on the fusion of infrared and visible images, termed as FusionADA. In our model, we are committed to extracting and fusing the optimal texture details and salient thermal targets from the source images. To achieve this goal, our model constitutes an adversarial framework between the generator and the discriminator. Specifically, the generator aims to generate a fused image with basic intensity information together with the optimal texture details from source images, while the discriminator aims to force the fused image to restore the salient thermal targets from the source infrared image. In addition, our FusionADA is a fully end-to-end model, solving the issues of manually designing complicated activity level measurements and fusion rules existing in traditional methods. Qualitative and quantitative experiments on publicly available datasets RoadScene and TNO demonstrate the superiority of our FusionADA over the state-of-the-art approaches.     

高温超导线圈制备的绝缘技术研究

建立了电热耦合模型,根据热力学原理,以最大温度梯度为目标,对双饼线圈进行了三维有限元分析,为超导磁体的制备选择了一种性能良好的绝缘材料.为了探究仿真选型的绝缘材料对高温超导储能磁体电磁性能的影响,绕制了A、B两个双饼线圈进行了浸渍工艺实验研究,对线圈A、B分别采用了直接浸泡式和真空压力式浸渍进行绝缘处理,与浸渍固化前相...     

LED智能光源混光呈色模型构建方法研究

LED智能光源具有色光可调的特点,其内置微处理系统可以通过无线数据传输等技术调整发光方式,控制光色及发光强度,进而实现照明光源的动态调节,因此特别适合于博物馆展陈、家居照明等智能化照明设计环节。现阶段,鉴于LED光源智能混光技术尚未普及,目前绝大多数商用LED智能光源在混光控制方面仅局限于设备制造商所设定的几类固定模式,无法充分发挥智能LED光源色光可调的技术优势。针对此问题,提出了一种基于BP神经网络以及有效集算法的LED智能光源混光呈色模型构建方法,实现了LED智能光源控制信号与对应发光光谱辐亮度分布之间的双向高精度映射。研究中首先提出了一种基于BP神经网络的LED混光呈色预测方法,实现了由LED智能光源驱动控制值向光源实际发光光谱辐亮度分布的准确预测;在此基础上运用有效集算法实现了由光源实际发光光谱辐亮度分布向LED智能光源驱动控制值的反向高精度预测。实验结果显示,所提出的方法整体建模误差显著小于人眼视觉可分辨阈值(CIEUCS Duv值可低至0.002 7),达到了较为理想的建模效果。该方法的提出,将为当前LED智能光源制造以及现有商用LED智能光源的二次开发与优化提供有效的理论与方法支撑。     

The MP2 binding energy of the ethene dimer and its dependence on the auxiliary basis sets: a benchmark study using a newly developed infrastructure for the processing of quantum chemical data

Data intense processes such as the establishment of quantitative structure–property relationships, the design of novel compounds and also the validation of new quantum chemical methods call for a structured approach for the processing of the results. Whereas in quantum chemistry there are established de facto standards for the computational methods, community standards for [exchange-] data formats are still under development. In this article we present a benchmark study of the (auxiliary-) basis set dependence of the binding energies of an array of conformers of the ethene dimer using the RI-MP2-F12 method. The study was performed using a version of the TURBOMOLE program package modified to provide output in an extended CML format to be imported in an eXist database. This infrastructure for the generation, archival, analysis, and exchange of quantum chemical data is briefly introduced in this article.     

红外热像仪SiTF的测试研究

信号传递函数(SiTF)是评价红外热像仪性能的最基本且最关键的技术指标之一，它是响应度函数的线性部分，从响应度函数测试曲线中可得到待测系统增益、线性度、动态范围和饱和度的信息。采用高精度的双黑体反射靶标评估系统对CEDIT IIA型热像仪的SiTF进行了测试分析。该系统保证了背景辐射的均匀稳定，且受环境温度变化的影响极小，从而大大提高了测量的准确性和可靠性。最后给出了测试SiTF时出现波动的多种可能原因。     

基于蛇形光路的PET探测器作用深度提取方法

为实现正电子发射断层成像(Positron Emission Tomography,PET)探测器的作用深度(Depth Of Interaction,DOI)信息获取,本文提出一种基于分光技术的探测器设计方案.探测器采用晶体单元与硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)一对一耦合、蛇形光路的设计和单端Anger加权读出方法进行DOI解码.基于GATE软件进行蒙特卡罗模拟,建立8×1的LSO晶体阵列(单根晶体尺寸3.1×3.1×20mm3);模拟泛场照射获取位置查找表;并进行不同深度的模拟,获得各晶体在各深度的空间分辨率.结果显示所模拟的探测器模块DOI分辨率在1.0~6.7mm之间,平均值为3.2mm.本文提出的基于蛇形光路的PET探测器方案能在维持系统成本和复杂度的前提下实现DOI解码,提升PET系统的成像性能.