激光光束实时监测与自动准直系统设计

设计了一个激光光斑实时监测与光路自动准直装置,能够实时监测激光光斑并自动准商激光输出方向.基于透镜成像原理,使用CCD探测器获得光斑的二维成像,并根据两点确定一条直线原理和使用压电陶瓷电动调整架实现光路自动准直;监测控制程序采用虚拟仪器开发软件Lab View编写,可以实时监测激光光斑模式与光斑位置抖动情况,并进行反馈控制.经测试,设计装置的调整精度达0.5μrad,反馈控制频率约1 Hz,完全可降低或消除抖动周期在1 s以上的光斑飘移.     

基于CC2530的重症监护病房环境实时监测系统设计

为了实时监测ICU(intensive care unit)病房环境中湿度、温度及CO₂浓度等环境信息,设计了基于CC2530的重症监护病房环境实时监测系统,系统由重症监护病房环境感知节点、网关节点、监控终端等几个部分构成;以CC2530为主处理器完成对感知节点的软、硬件设计,根据重症监护病房湿度、温度及CO₂浓度等环境信号的特点,设计各传感器模块的驱动电路;在Z-STACK协议栈的基础上,设计感知节点软件,实现数据的转发;经测试,网关节点的收包率在80%以上,预警信号产生时间小于3 s,监控终端数据刷新能力强,该系统具有精确度高、实时性强、预警及时等特点。     

利用换能器电信号相位特征实时监测高强度聚焦超声治疗中的声空化

高强度聚焦超声(HIFU)激发的声空化可加速靶组织的热消融,但声空化的实时监测是一个亟需解决的问题。利用HIFU换能器驱动电信号的相位差与电阻抗之间的数学模型,建立了HIFU辐照及换能器驱动电信号、声空化信号实时检测实验系统,探究了HIFU辐照离体牛心组织过程中,换能器驱动电信号的相位差与B超影像灰度变化及宽频水听器检测到的次谐波和宽带噪声信号的变化规律。结果表明:当声空化发生时,换能器驱动电信号相位差的变化与水听器检测到的次谐波和宽带噪声信号变化具有一致性,通过相位差的变化可实现HIFU辐照靶组织中声空化的实时、精准监测,这为HIFU所致声空化的实时监测提供了一种有应用前景的解决方案。     

基于FPGA的实时图像采集与分析系统设计

当今社会视频技术运用的越来越广泛。针对实时图像采集与分析系统对实时性要求高的特点,研究并设计了一套基于FPGA的图像实时采集与分析系统,利用在FPGA芯片上设计软硬件,速度快、稳定可靠,研发周期短等特点。整个系统以FPGA芯片为核心,辅以图像采集模块、图像分析算法、图像存储和图像分析模块。实验表明, 该系统较好地符合了系统对实时性的要求。     

基于网状光网络的智能实时监测保护系统的研究

目前光网络的拓扑结构越来越复杂,逐渐向网状结构光网络发展。提出了一种新的网状光网络智能实时在线监测保护方案,该方案采用下层嵌入式监测设备＋上层网管中心的模式。在嵌入式监测保护设备上加入保护光纤路由计算的功能,由嵌入式监测保护设备事先用路由算法计算出每条工作光纤的备用光纤路由,在工作光纤发生故障时及时进行切换。该方案实现了真正无人值守的光网络智能实时在线监测保护设备,适应网状光网络的发展要求,实现网状光网络的透明无阻断通信。     

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。     

测控数据实时监测软件设计方法研究

测控数据实时监测软件是测控系统中的关键分系统之一,承担着大量测控信息的实时监视任务,由于其监测的数据具有信息量大、发送频率高、种类多样等特点,如何提升软件的性能和效率,成为了测控软件领域的一项重要课题。为实现该软件信息监测功能实时、全面、可靠,从软硬件平台、软件架构和算法设计等方面开展研究。采用多线程设计实现大量并行数据的接收,利用面向对象程序设计方法使数据处理层和展现层分离,对有曲线显示需求的数据存储方法进行了算法优化,从而实现软件的全面效能提升设计。设计的软件经实际环境测试,设计方法能够有效提升软件的效能,保证了测控数据监测功能的实时性和可靠性,增强了测控数据实时监测软件的数据承载能力。同时该方法设计的软件具有较好的可扩展性和可维护性。     

薄膜层状外延生长的光学原位实时监测方法

综述了几种用于监控薄膜外延生长的光学原位实时监测方法的进展。其中光反射差法／光反射各向异性谱（ＲＤＳ／ＲＡＳ）和ｐ偏振反射谱（ＰＲＳ），表面光吸收（ＳＰＡ），椭偏仪（ＳＥ）等。在外延过程中已观测到了薄膜层状外延周期振荡。     

城市道路空气质量实时监测系统的设计

传统的空气质量检测仪只能实时显示数据,并不具备数据传输能力;仪器采集的数据取决于传感器的质量高低,而进口的红外线空气质量分析仪价格非常昂贵;为解决这些问题,利用Arduino Uno R3单片机作为控制核心,与多种气体传感器一起组成实时监测终端;传感器采集的数据经过Arduino单片机处理后,通过VANET技术发送给车载单元或手持观测器进行实时显示;同时数据也可以通过Internet传送到控制中心;重点描述了监测终端的硬件结构与软件设计,测试结果表明本系统具有可靠性高、实时性好等优点,具有非常高的实用价值。     

基于VeriStand的实时飞行测试系统设计与实现

针对飞行器改装带来的实时模飞测试问题,提出了一种实时飞行测试系统设计及实现方案。首先分析了待测飞控及安控系统的工作过程和技术特性,给出了实时测试系统应该具备的功能。基于功能需求,明确了系统采用PC上位机-PXI实时下位机的硬件架构,同时给出了上位机、下位机的硬件资源配置。系统采用VeriStand、MathWorks Simulink?、LabVIEW分别完成实时测试项目配置与管理、实时模型开发、虚拟串口设备驱动开发任务,并详细讨论了实时模型和虚拟串口设备驱动的开发过程。最后分析了实时测试结果。     

基于形态滤波的心电信号去除基线漂移方法

去除基线漂移是心电信号预处理过程中的重要一步,常见方法具有计算量大、结果不佳等缺陷.本文运用形态学理论,结合心电信号特征,提出了基于形态学的心电信号基线漂移去除方法.该方法采用不同形状及尺寸的结构元素设计了两级形态学滤波器,分别对信号进行开闭、闭开级联组合运算.经验证,提出的方法能很好保持心电信号的特征形态,提高了信噪比,减小了均方差,有效去除了基线漂移噪声.     

多束物光干涉和实时监控的全息照相实验

本文突破传统的干涉光路,使用两束物光与一束参考光产生的干涉图样来记录信息,并同时使用麦克尔逊干涉条纹实现对干涉条纹的放大与实时监控,以获得最佳拍摄效果.除此之外,本文还对三束光波的干涉进行理论分析及数理推导,从理论与实践的角度对全息照相技术进行探讨.     

基于符号相对熵的心电信号时间不可逆性分析

心电图(ECG)信号的时间不可逆性能够反映出心脏的生理功能和健康状态.从短时ECG信号中探测时间不可逆性特征具有重要的现实意义. 文章提出符号相对熵方法(先进行符号化处理,再分别计算它们的时间不可逆性),研究了从MIT-BIH标准数据库中提取的正常窦性心律(normal sinus rhythm,NSR)、心室纤颤(ventricular fibrillation,VF)、心脏猝死(sudden cardiac death,SCD)三种信号.结果表明,这三种信号的时间不可逆性有所不同:NSR信号的时间不可 关键词： 心电信号 相对熵 时间不可逆性     

自动气象站实时监控系统的研究与设计

针对当前气象探测设备运行监控的重要性,文章对自动气象站监控技术进行了研究;首先结合XML站点信息文件从中心站服务器中获取自动气象站当前整点小时数据与缺测站点信息;然后对数据进行分析、过滤与编码,得到异常信息量;最后将此信息量发送到监控系统中;监控系统以当前成熟的51单片机为核心进行设计,实现与上位机实时通信,同时对当前异常信息量进行显示并产生报警信号,为技术保障员快速发现故障提供可行的依据;系统的实现不仅提高了自动气象站故障的快速响应,同时也为其它气象探测设备的监控提供了参考。     

基于DSP的实时数字图像处理平台

以TI公司TMS320C6711DSP为核心处理单元,设计了一套实时图像处理系统。该系统可以满足远程监控、电视电话等诸多实时视频/图像处理的需求。从视频采集模块、图像处理模块和视频输出模块对整个系统的构成和设计进行了描述,分析了系统设计时的各个关键技术环节。使用了许多图像算法对系统的性能进行了实验,证明该系统完全可以完成常用算法的实时处理。     

基于多尺度的人体ECG信号质量指数谱分析

提出一种多重分形质量指数谱曲率和面积的概念,Cantor集的验证结果证明该两个参数在探测混沌时间序列复杂性方面是完全有效的.引入多尺度的分析方法,详细研究了不同采样频率和数据点下健康人、心肌缺血患者和心梗患者心电图(ECG)信号的质量指数谱,并与其他非线性参数进行了比较,期望从不同个体间的这种差异,获得区分健康人及有疾病人的非线性特征值.分类指标和单因素方差分析(ANOVA)检验结果表明,该方法达到了最好的综合区分效果.这一结论在早期诊断和临床应用方面具有一定的价值. 关键词： ECG 多尺度 多重分形 质量指数谱     

导模共振效应光子晶体滤波器光谱检测稳定性的研究

由于光子晶体滤波器带宽窄和高灵敏度的特点,检测抗体含量极限可以达到ng·mL-1。可以应用于生物传感器监测生物大分子内部反应过程。一维光子晶体滤波器作为生物传感器换能元件将生物信息转化为可检测的光电信号信息,主要反应在光谱仪测得共振波峰所在波长的变化。精确测试时,检测传感系统的稳定性是首要考虑的关键因素。稳定性决定实验数据的有效性。该工作对所制备的基于导模共振效应的一维光子晶体滤波器结构进行形貌和光谱测试,介绍了实验室所搭建的实时检测传感系统。由于系统集成度、 耦合损耗等因素的影响,光谱信息出现一定的噪声信号。因此,重点提出利用Lab VIEW编程实时监控光子晶体滤波器共振波峰值随时间的变化,由光谱变化情况来反应本套检测系统的稳定性和测试数据的有效性。同时这种实时监控程序也可用来监控其他基于导模共振生物传感系统的稳定度。该检测系统由于震动,光源抖动等问题产生的共振峰值漂移为0.25 nm,通过与模拟计算结果比较可以判定系统稳定性可以达到试剂检测的要求。     

Signal reconstruction in wireless sensor networks based on a cubature Kalman particle filter

For solving the issues of the signal reconstruction of nonlinear non-Gaussian signals in wireless sensor networks(WSNs), a new signal reconstruction algorithm based on a cubature Kalman particle filter(CKPF) is proposed in this paper.We model the reconstruction signal first and then use the CKPF to estimate the signal. The CKPF uses a cubature Kalman filter(CKF) to generate the importance proposal distribution of the particle filter and integrates the latest observation, which can approximate the true posterior distribution better. It can improve the estimation accuracy. CKPF uses fewer cubature points than the unscented Kalman particle filter(UKPF) and has less computational overheads. Meanwhile, CKPF uses the square root of the error covariance for iterating and is more stable and accurate than the UKPF counterpart. Simulation results show that the algorithm can reconstruct the observed signals quickly and effectively, at the same time consuming less computational time and with more accuracy than the method based on UKPF.