一种实时传感器网络协议的设计与实现

针对工业现场监控系统传感器网络的组成和特点,综合传统传感器网络协议的优点,提出了一种独立于开发者和使用者、在应用层又具备一定扩展性的轻量级实时传感器网络通信协议(RTSN),通过建立主/从通信和事件驱动的通信模型,有效提高了系统对实时事件的响应能力.文中详细介绍了系统结构、协议的物理层和数据链路层、传感器节点管理以及事件驱动的通信模型.最后,在3块Cyclone II EP2C35F672C8开发板上实现了RTSN节点模型,从而验证了协议的有效性.     

光纤光栅压力传感器的增敏结构设计与实验研究

基于金属圆筒和高分子材料封装对光纤光栅的应力响应的增敏作用,设计了一种新的光纤光栅传感器结构,推导出了该传感器的压力增敏的数学模型,给出了该传感器的压力灵敏度系数与封装高分子材料参数和结构尺寸参数之间的数学表达式,通过实验测出其压力灵敏度为-5.02×10^-3/MPa,比裸光纤光栅的压力灵敏度（-2.78×10^-6/MPa）提高了1 800倍.对于这种基于金属圆筒和高分子材料封装结构的应力增敏模型,通过调节金属圆筒的尺寸、高分子材料的直径、杨氏弹性模量、泊松比等参数可方便地改变和调整传感器的压力灵敏度,以适应不同的场合.     

一种基于级联长周期光纤光栅的力传感装置

利用光纤布拉格光栅(FBG)具有谱线窄、反射率高的特性和级联长周期光纤光栅(级联LPFG)的边沿滤波特性, 设计了一种基于级联LPFG的力传感装置, 将拉力变化转变为FBG反射谱功率的变化. 在理论上分析了实验的可行性, 用光纤光栅刻写系统制作了符合要求的级联LPFG和FBG, 用光谱分析仪对FBG的反射谱进行了监测. 用光纤功率计对FBG的反射功率进行了测量, 并对测得的数据进行了线性拟合, 其线性相关系数为0.9924, 装置的灵敏度为1.074μW?N-1. 在拉力为0~0.6N的范围内功率与拉力有较好的线性关系. 测量范围和灵敏度取决于级联LPFG透射谱边沿的斜率. 该装置结构简单, 操作方便.     

一种新型免疫传感器阵列检测癌胚抗原和糖类抗原199技术

制备了一种新型的含2个包覆分子印迹聚合物的丝网印刷碳工作电极的电化学发光夹心免疫传感器阵列, 通过该阵列实现了肿瘤标志物癌胚抗原(CEA)和糖类抗原199 (CA199)的近同时免疫分析. 该新型的电化学发光免疫方法将空间分辨技术与分子印迹技术相结合, 为CEA和CA199的复合免疫分析提供了一条简单、低成本、快速和灵敏的途径. 该方法对临床实验中多种蛋白质的近同时测定也显示了较大的潜力.     

一种新型激光环形聚焦系统的研究

本文首次计算了由会聚球面透镜、发散圆锥透镜和会聚圆锥透镜形成的激光环形聚焦光斑的光强分布、特征宽度和光能量集中分布，所得到的光场分布表达式很适合于进行数值计算     

一种由非平面3×3单模光纤耦合器构成的可调分束比2×2单模光纤耦合器

介绍一种可调分束比２×２单模光纤耦合器。该耦合器由一个非平面３×３单模光纤耦合器将其中一对输入榆出端用反馈光纤连接，通过调节反馈光纤的长度来调节另外两输出端的输出光功率比，而成为一个２×２可调分束比单模光纤耦合器。对这一结构所进行的理论分析给出了在给定３×３耦合器特性情况下，分束比与反馈光纤长度之间的关系。数值计算给出了这一调节关系曲线，同时对这一结构进行了初步的实验分析，制成了带无接点反馈光纤环路的非平面３×３耦合器。通过ＰＺＴ调节反馈光纤环路的长度，达到了对两输出端光功率比的调节。实验结果与理论计算的结果基本一致。     

一种高双折射大模场面积的光子晶体光纤

为了解决光纤在大的模场面积、高的双折射、低的弯曲损耗以及单模传输方面的均衡问题,设计了一种具有高双折射的大模场面积光子晶体光纤.该光纤包层由四圈三角晶格圆形空气孔组成,纤芯由矩形晶格椭圆空气孔组成,研究了结构参数对光纤的有效模面积、双折射、泄露损耗、弯曲损耗以及单模传输等特性的影响.数值分析证明,在1.55 μm波长处,通过对光纤参数的调整,可实现4.47×10^-4的双折射,377 μm²的有效模面积,0.08 dB·km^-1的泄露损耗以及0.156 m的可容许弯曲半径.与此同时,通过对参数的进一步设计,可得到1.3~1.68 μm波长范围内的低泄露损耗单模单偏振光子晶体光纤,有效克服了光纤在偏振串扰、偏振模色散以及偏振相关损耗等方面的问题.     

适用于计算机控制的一种新型铂电阻温度变送器电路

改造铂电阻温度变送器使之适用于计算机的采集与控制,进一步提高控温和显示精度,这是目前我国测温控温领域中的迫切任务。本文不仅给出了该变送器的电路,而且给出了具体的测量数据。     

一种聚簇重配置的传感器网络负载平衡算法

根据传感器网络的动态实时性,提出了聚簇重配置负载平衡算法(forced reconfiguration load balan-cing,FRLB).该算法对啦制重配置的系统框架进行了改进,实现了构建阶段和稳态阶段的两种均衡策略.采用一个簇中的节点数和在节点传输距离内的簇头数这两个指标来选择下一簇头;建立了基于契比雪夫不等式的负载平衡的衡量标准来均衡化网络内的能量消耗并减少通信拥塞.仿真分析表明,该算法相比其他网络资源和任务管理算法,能更有效减少热点并提高传感器网络的使用寿命.     

一种新型谱分析仪的设计

本文介绍了基于过零检测谱分析仪的基本原理,讨论了它的工程实现及有关技术指标。这种谱仪回避了A/D转换器的限制,是信号谱估计的一种新理论和新技术。     

硅色敏器件对复色光色差辨识能力的数值分析

对复色光的光谱功率分布和色敏器件光谱响应的实验曲线进行了函数拟合，采用Mathematica 4．2计算了具有不同峰值波长和半高宽的高斯分布的复色光在色敏器件中产生的电流比．计算结果表明，待测复色光的峰值波长和半高宽变化对两种典型的色敏器件的输出信号影响的权重比分别为100：1和10：1。权重比说明色敏器件的输出电流比随峰值波长和半高宽的变化非常灵敏，但两者权重不同，其中峰值波长的变化影响更为显著，是影响复色光颜色变化的主要因素．数值分析的结果表明，硅双结色敏器件对复色光色差有良好的辨识能力．两种器件权重比的差异说明了器件制作工艺与其辨识能力的关系，为器件合理设计提供了理论依据．