智能无线传感网络关键技术与应用

作为一种全新的信息处理、采集、感知技术,智能无线传感器网络具有灵活性强、维护成本低、检测精度高、容错度高、处理信息量大等诸多优势.近年来,我国科学技术水平的不断进步,使得智能无线传感网络越来越成熟,并开始被越来越多地应用于我国社会各生产领域中.本文针对智能无线传感网络进行简要介绍,分析了其关键技术,并对智能无线传感网络的实际应用进行了探讨.     

红外扫描仪中基于场景的非均匀性校正

红外扫描仪中,存在像元响应非均匀性的问题。分析了基于场景的非均匀性校正算法,和基于神经元网络的红外焦平面非均匀性校正算法,提出了在场景缓变时的校正算法;并结合两者,提出了适合场景缓变时的基于神经元网络的红外焦平面非均匀校正的新算法。仿真证明,新算法具有优异的性能。     

红外激光传输用聚苯乙烯—银—玻璃基体空心波导研究

利用液相镀膜法研制成了性能较好的传输用聚苯乙烯－银－玻璃基体小直径空心波导,波导长度达到1m左右,波导直径为800－1200μm,对于CO2激光（10.6μm）的传输损耗低达1.73dB/m,损伤阈值高于11.2W(17.2W/mm^2)。实验结果表明,聚苯乙烯－银－玻璃基体小直径空心波导适用于医学等领域CO2激光传输的要求,并有望在其他红外波段的激光能量传输中得到应用。     

应用FTIR技术对肺癌疾病的研究

我们运用傅里叶变换红外光谱技术对15例肺癌及其癌旁正常组织进行了测定。结果表明,正常和肺癌组织的FTIR光谱存在着显著差异。主要集中在磷酸单脂和二脂基团,膜脂质末端甲基和亚甲基振动,蛋白质酰胺Ⅱ带和酰胺Ⅰ带及蛋白质分子丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸残基的C-O（H）振动等。实验结果说明,FTIR技术可以成为诊断肺癌疾病的一种快速方法。     

红外检测技术在古玉鉴定中的应用

系统介绍了古玉器鉴定中常用的红外光谱测试方法,其中包括溴化钾压片法、镜面反射法、漫反射法和红外显微镜法.说明了各个方法在古玉器鉴定方面的应用,对比了各种测试方法的优缺点.针对玉石品种的识别、加工磨料残余的识别、古玉沁变物的识别以及蚀变与玉质的关系研究等问题,举例说明了红外光谱测试技术在玉石鉴定中的应用.     

TDI型红外探测器空间校正方法的设计与实现

时间延迟积分(TDI)型红外探测器作为第二代红外探测器,具有更高的温度灵敏度和更大的扫描成像视场.和面阵成像探测器相比,TDI型红外探测器必须在装置中加入扫描机构进行扫描成像,由于TDI型红外探测器光敏元在空间的位置交错排列,为了保证奇偶像元对同一目标成像,这就涉及到扫描方向与探测器奇偶像元空间匹配的问题.以480×6红外探测器为例,详细介绍了TDI型红外探测器光敏元的排列结构、工作方式以及空间校正的原理,给出了空间校正的算法和FPGA实现方法,并通过仿真和实验验证了方法的正确性.     

红外探测器背景抑制读出结构设计研究

长波红外焦平面探测器一般工作在高背景下,信号电流小于背景电流,器件本身暗电流也较大,信号读出时积分电容极易饱和,这都不利于获得理想的信噪比.通过在读出电路输入级中增加电流抑制结构,可有效提高积分时间,改善动态范围和对比度.本文介绍了红外焦平面读出电路中几种典型的背景电流及暗电流抑制技术,依次叙述不同结构背景及暗电流抑制的实现原理,并比较各个结构的优缺点,针对不同电路结构的特点,通过典型电路仿真分析,确定了它们在各种红外焦平面读出电路输入级中的应用范围.     

多移动信标辅助的分布式节点定位方法

为提高移动信标辅助定位算法的定位精度,避免重复扫描待定位节点,提出了一种使用多个移动信标的定位方法。这些信标在遍历网络时保持一定相对位置关系,使用TDoA技术测距并为未知节点提供距离信息辅助其定位。提出了基于最优覆盖策略的2种移动信标路径规划方法。仿真结果表明,所提出的算法具有较高的定位精度,且所使用的移动路径性能较高。     

基于NSST和CS的红外与可见光图像融合

针对红外与可见光图像需要实时融合的特点,提出一种降低算法复杂度的基于非降采样剪切波变换(Non-subsampled Shearlet Transform)和压缩感知域的红外与可见光图像融合算法。利用NSST算法对红外图像和可见光图像分别进行多尺度、多方向稀疏分解,分别得到低频系数和各带通方向子带系数。对低频子带系数采用基于目标特征的加权平均融合规则;压缩感知理论的测量矩阵采用哈达马阶快速沃尔什矩阵,对细节信息保留较多的各带通子带系数进行观测测量,得到更稀疏的各带通子带系数测量值,对此测量值采用基于区域方差选大的融合规则得到融合测量值,运用基于增广的拉格朗日乘子和交叠方向恢复算法对融合测量值进行重构得到近似精确的各带通子带融合系数,最后对低频子带融合系数和各带通方向子带融合系数执行NSST逆变换得到最终的融合图像。实验结果表明,该融合方法不仅可以保证融合清晰度,同时还可以缩短算法的运行时间。     

丙丁烷TDLAS测量系统的吸收峰自动检测

基于丙丁烷在3.37μm处的基频吸收峰,使用相应中心波长的连续带间级联激光器和长光程吸收池,研制了基于波长调制技术的丙丁烷气体检测系统。为自动确定波长调制过程中的锯齿波中心值参数,基于电流与输出光频率的线性关系,通过均匀增加激光器驱动电流获得直接吸收光谱。使用基于洛伦兹线型的拟合算法确定吸收峰值对应电流,使锯齿波输出光以其为中心覆盖吸收峰。实验证明,以拟合结果31.94mA为中心值的锯齿波,在叠加频率为20 000Hz、幅值为0.03V的高频正弦调制波后,系统二次谐波峰值超过100mV。算法全过程不依赖标气和F-P标准具等精密光学器件,可适应实际生产条件下的系统自动定参。