一种矿用本安型自组网基站设计

针对灾后矿井下通信链路中断,救援人员信息无法互通的问题,设计1种矿用本安型自组网基站;设备基于SDR平台,采用FPGA+ADIAD9361+本质安全电路的方案,利用无线Mesh网络技术的无线多跳、自组织和强自愈能力,在矿井下供电、通信系统都被摧毁的环境下,能够快速、方便地组建无线通信网络,同时为矿井下的手持终端、矿用布控球、矿用信息记录仪等终端设备提供无线覆盖,实现事故现场与前方指挥部的信息互通。测试结果表明:基站具有自备电源、安全系数高、体积小、质量轻、功耗小等优点,2.4 GHz和1.4 GHz双频段无线组网,多跳能力为视频6~8跳,单跳传输距离大于200 m,单跳传输时延小于7 ms,功耗小于15 W,可连续工作4.5 h,可解决矿山各种事故灾害应急救援过程中遇到的通信问题。

基于改进蚁群算法的农业机器人多田块路径规划方法与试验

[目的]针对丘陵地区因田块碎片化和障碍物影响农业机器人作业的情况,提出一种基于改进蚁群算法和A算法相结合的多田块路径规划方法。[方法]通过无人机构建农田遥感影像,利用栅格法对农田进行环境建模,再进行子区的划分与合并,在蚁群算法中引入区域启发函数,对不同区域内的移动代价作区分,通过人工增加最优路径中的信息素浓度并建立自适应信息素挥发系数,对信息素更新方法进行改进,以此求解作业子区间的最优遍历顺序,利用具有启发式搜索功能的A算法进行子区连接路径规划,最终实现多田块路径规划。[结果]MATLAB仿真试验结果表明,在子区数量为40时,采用改进蚁群算法进行规划的平均路径长度比传统的蚁群算法减少了3.19%,平均迭代收敛次数减少了79.5%;在路径遍历仿真试验中,农业机器人遍历路径覆盖率能达到100%,路径重复率为6.48%。利用农田无人机遥感影像和田间作业参数进行自然环境的仿真试验,进一步验证了该方法的有效性。[结论]本研究提出的方法能有效解决丘陵地区农业机器人多田块路径规划问题,可为丘陵地区农业机器人大面积作业提供路径参考与技术支持。

基于SIP的应急通信调度台设计

针对各应急救援场景中通信网络复杂多样,普通调度台的指挥通信系统相互独立等问题,提出一款基于SIP的应急通信调度台的构建方案;详细介绍了调度台的各硬件模块构成,阐述了SIP软交换技术在方案中的应用。调度台支持接入数字和模拟通信网络以实现语音通信并通过有线和无线的多种宽带通信方式实现多媒体视频通信;基于SIP软交换技术,针对不同应急救援场景下的应急通信需求,提出了全融合通信概念,完成统一指挥调度。

一种矿用本安型腕表设计

为了实现井下便携式实时监测人员的生命体征,及时安排救援,设计了一款矿用本安型腕表。以NRF52840低功耗蓝牙芯片作为控制核心,采用GH3020健康监测IC+MPU6050加速度传感器+NST112x温度传感器作为采集单元,并结合本质安全技术的电源电路设计,实现生命体征数据采集;采用BLE/Wi-Fi结合高精度RSSI技术实现设备位置信号的快速探测;采用Cortex-M4F内核提供高效数据计算,对数据进行压缩、存储和远传。矿用本安型腕表具有集成度高、稳定性好、精度高、低功耗的特点,支持TCP/IP、ANT、Thread无线通信等协议;设备采集数据精度、整机功耗、可持续工作时长等指标均达到产品化标准,并实时显示在PC端,为矿工生命健康提供重要保障。

高蛋白食品对体育运动员骨密度的影响分析

骨密度是衡量骨质健康的一项重要指标,其变化与年龄、性别、饮食习惯、运动情况等存在直接关系。本研究综合运动员日常的训练进度以及营养需求,对高蛋白食品的摄入量进行调整,以期了解高蛋白食品对体育运动员骨密度的影响。

弹性光前传中的功能分割选择与资源分配优化

为了显著提升弹性光前传(EOF)网络的能效,提出了一种EOF中的功能分割选择与资源分配优化方案。该方案通过引入改进的Lyapunov漂移技术,解决了功能分割与资源分配中复杂的时间平均随机优化难题,实现了网络资源的动态高效调配。此外,还深入探讨了天线端口数量扩增与光纤频谱粒度细化对方案性能产生的积极效应。仿真结果表明:相较于传统的基于光前传的云无线接入网(C-RAN),该方案不仅大幅降低了平均功耗,降幅高达70%,而且确保了前传延迟维持在250μs以下,展现了卓越的性能优势。

矿用本安型防爆布控球

在以智能化矿山建设为要求的背景下,针对井下环境复杂、光照轻度差、存在易燃易爆气体、以及矿难发生后,原有的有线视频监控体系会受到破坏等问题。设计出一种矿用防爆型布控球,该设备以高通Cortex-A53芯片作为中央控制单元,采用CMOS图像传感器作为视频采集单元,并配有红外补光。设备采用本质安全电路的电源为设备供电。该布控球具有红外夜视距离远、成像质量高、功耗低的特点。支持TCP/IP、ONVIF、GB28181等协议。可广泛应用于井下安全生产领域。经测试,布控球黑暗环境下可视距离达20 m。

矿用无线Mesh自组网基站设计

针对矿难事故发生后井下通信系统瘫痪、井下救援人员无法与前方指挥部及时沟通和进行音视频信息交互的问题,设计了一种矿用无线Mesh自组网基站。该基站采用无线Mesh自组网通信技术,以FPGA+ARM为控制芯片、AD9361为射频芯片,采用ARM处理系统模块、可编程逻辑模块、射频模块、AXI总线模块搭建硬件平台,最后对电源模块进行本质安全设计。测试结果表明,该基站满足井下的应急通信要求。

磁共振成像定量分析对髋关节撞击综合征的诊断价值

目的探讨磁共振成像(MRI)定量分析在髋关节撞击综合征(FAI)诊断中的应用价值。方法选取2020年1月至2022年12月江西省南昌市洪都中医院收治的70例疑似FAI患者为研究对象,根据患者最终诊断结果分为FAI组(41例)和非FAI组(29例)。比较两组MRI检查参数;绘制受试者工作特征曲线(ROC)分析MRI检查参数对FAI患者的诊断价值。结果FAI组α角(AA)、1点钟方向髋臼前倾角(AV1)、后方髋臼区域角(PASA)大于非FAI组,偏心距(FHNO)短于非FAI组,差异有统计学意义(P<0.05)。MRI影像检查参数联合指标对FAI诊断价值的敏感度为91.17%,特异度为86.25%,AUC为0.913。结论MRI影像检查对FAI的诊断具有较高价值,临床可根据实际情况采用MRI检查,以提高FAI诊断准确性。

应用MRI观察金黄膏配合针灸治疗耻骨联合骨软骨炎的疗效研究

目的探讨应用磁共振成像(MRI)观察金黄膏配合针灸治疗耻骨联合骨软骨炎的疗效。方法选取2019年7月至2023年1月期间南昌市洪都中医院收治的40例耻骨联合骨软骨炎患者为研究对象进行回顾性分析,入院时均予行盆骨MRI检查,均给予金黄膏配合针灸进行治疗,治疗结束后均行MRI检查。比较不同疗效耻骨联合骨软骨炎患者的MRI影像表达,分析MRI对金黄膏配合针灸治疗耻骨联合骨软骨炎患者疗效的评估价值。结果耻骨联合骨软骨炎应用金黄膏配合针灸治疗后,疗效明显;不同疗效患者的MRI影像表达存在明显差异。MRI影像表达对金黄膏配合针灸治疗耻骨联合骨软骨炎疗效的敏感度为91.241%,特异性为87.29%,AUC为0.917,95%CI为0.702~0.928。结论MRI影像表达对金黄膏配合针灸治疗耻骨联合骨软骨炎的疗效有较高的评估价值,临床可根据患者实际情况采用MRI评估该类患者的疗效。

大学生体育运动期间营养配餐的问题与对策

体育运动和饮食对于大学生的健康和全面发展至关重要。科学合理的营养摄入不仅可以提高运动表现,促进身体康复,还能预防运动伤害和促进身体素质的全面提升。本研究旨在深入分析大学生体育运动中存在的营养配餐问题,提出切实可行的结合策略,以期为大学生体育运动与营养配餐的发展提供有益的参考和借鉴。

LEO星座边缘计算网络中的动态计算卸载策略

在卫星边缘计算网络中,当过多用户通过同一信道接入卫星时,产生的同信道干扰会导致边缘计算性能下降。为了解决该难题,在动态环境低地球轨道(LEO)星座边缘计算网络的系统模型下,提出了一种基于随机博弈的多用户计算卸载策略。在考虑用户的自私性、星地信道的随机特性和地面用户接入的动态特性的前提下,从博弈论的角度,将动态环境下地面用户的卸载决策过程表述为随机博弈,证明了所制定的随机博弈等价于具有至少一个纳什均衡(NE)的加权势博弈,并且NE最小化系统开销。为了在动态环境下以分布式方式达到NE,基于随机学习设计了一种智能随机学习算法,以高效达到所提随机博弈的NE。仿真结果表明,与基准算法相比,所提算法能够显著降低同信道干扰和系统开销,并达到接近最优的性能。

脱贫攻坚精神融入高校思政课教学的价值意蕴与实践路径——以“马克思主义基本原理”课为例

脱贫攻坚精神是中国共产党人精神谱系的重要组成部分,将脱贫攻坚精神及时融入高校思政课教学,有利于落实立德树人根本任务,提升高校思政课的亲和力和针对性。针对在融入过程中存在的现实困境,迫切需要加强顶层设计,坚持多维度相结合的原则,深入挖掘脱贫攻坚素材,将理论讲授与生动实践紧密结合,不断创新课堂教学形式,不断巩固拓展脱贫攻坚成果同乡村振兴有效衔接,引领大学生牢记初心使命,立志做新时代好青年。

一种矿用本安型音视频记录仪

设计了一种矿用本安型音视频记录仪。设备基于5G SOC处理器,采用感光传感器+白光/红外激光补光+本质安全电路方案,在低照度、全黑或密闭空间的环境下,能采集、压缩、存储、显示4K高清视频图像,同时将采集的音视频数据进行实时远传;记录仪具有低照度环境下成像质量高、拍摄距离远、功耗小等特点,支持TCP/IP、UDP、RTP、ONVIF、GB28181等协议,除了作为井下信息记录外,还可以辅助应急指挥部及时展开救援行动。测试结果表明:记录仪黑暗环境下图片分辨率为10688×6012,视频分辨率为2560×1440,可视距离达20 m,数据丢包率约为0.068%,时延约为15.85 ms,可实现持续视频摄录9 h或持续视频回传4 h。

矿用本安型应急通信终端在矿下应急通信中的应用

针对矿下各种突发安全事故对应急通信的要求,研究出了一款可以在矿下安全使用的矿用本安型应急通信终端。该终端采用防爆的本质安全型构造,可以在矿下采集音视频信息、视频共享分发以及稳定的信息回传调度,具有独立的通信传输能力,可在矿下稳定工作至少7 h。在背负式Mesh基站的点对点配合下,能够针对矿下复杂的救援环境工作,并且可以实现对矿下情景的全记录。该设备已成功的应用于矿下融合网络应急通信指挥系统中,为矿下应急通信救援工作提供了关键装备,也提高了矿下应急救援的效率。

夯实矸石压缩-固结蠕变成岩过程及等价采高模型分析

目的为了研究被夯实矸石压缩-固结蠕变成岩过程及其等价采高模型,方法以亭南煤业公司1102矸石充填工作面为工程背景,采用理论分析、数值模拟、室内试验、现场实测等方法进行研究。结果结果表明:矸石充填工作面最大控顶距=端面距+截割深度+顶梁长度+架后触矸距离;顶板回转下沉量等于最大控顶距乘以支架后倾角度正弦值;架后可充填空间高度等于采高减去顶板回转下沉量、欠接顶量、架后底鼓量。被夯实矸石在可充填空间内压缩-固结蠕变成岩的4个阶段及可充压缩率分别为骨架调整段(7.42%),缓慢压缩段(5.39%),固结沉降段(0.34%),蠕变成岩段(12.38%)。由该等价采高模型可知,1102工作面4阶段等价采高为骨架调整段0.94 m,缓慢压缩段1.10 m,固结沉降段1.11 m,蠕变成岩段1.48 m。结论通过概率积分法预测、数值模拟和沉陷观测对比可知,1102工作面走向和倾向主断面地表下沉曲线均为碗形。前两阶段地表下沉曲线平缓,后两阶段地表下沉曲线陡峭。

专创融合视角下数控加工工艺课程创新教学模式研究

在专创融合教育理念指导下,探讨数控加工工艺课程的创新教学模式。通过系统整合专业知识与创新创业教育,提出了一种多元融合、五维一体的分层递阶式教学方法。该方法旨在全面提升学生的实践能力与创新思维,培养适应现代工业需求的高素质应用型人才。实践结果表明,该创新教学模式在提升学生专业素养、实践能力和创新思维方面取得了显著成效,为数控加工工艺课程的教学改革提供了新的思路和方法。

基于轻量化YOLOv4对不同遮挡程度成熟番茄果实的识别

【目的】提出一种基于改进YOLOv4成熟番茄果实识别方法,以解决采摘智能机器人识别中广泛存在的因枝叶遮挡而导致识别不准确的问题。【方法】利用深度学习算法,在卷积神经网络YOLOv4算法中引入轻量化模块Mobilenetv2、Mobilenetv3和Ghostnet,对遮挡程度小于35%、35%~65%以及超过65%的成熟番茄果实进行特征提取和识别分析。【结果】3种YOLOv4轻量化模块对遮挡面积小于65%的番茄果实的识别率超过90%。Ghostnet-YOLOv4算法在3种模块中识别率最高、表现最稳定,平均识别率为94.41%,检测速度为0.012 s;该算法对遮挡面积大于65%的果实识别率明显优于其他2种算法。3种算法的识别率均随遮挡程度的提高而下降。【结论】Ghostnet-YOLOv4算法识别率高、速度快,可用于番茄果实的识别,且优势更为明显。本研究可以为采摘机器人的采摘策略提供更好的思路和技术基础。

道地产区阳春砂仁中华蜜蜂访花行为及携粉特征研究

作为我国四大南药之一,阳春砂仁Amomum villosum Lour.具有多重功效和悠久的应用历史。阳春砂仁的道地产区为广东省阳春市及周边地区。长久以来,受制于野生优势传粉昆虫资源匮乏,道地产区阳春砂仁自然结实率低、产量低,已严重影响到当地相关产业可持续发展。本研究观察道地产区阳春砂仁的开花过程及花朵形态,记录访花昆虫种类,并着重分析了中华蜜蜂的访花行为特点和传粉潜能。观察发现,阳春砂仁花朵形态特征不利于自花传粉及一般昆虫传粉,但其花朵散粉量和泌蜜量均较大而有利于吸引昆虫传粉。本研究共调查到4种访花昆虫,分别为中华蜜蜂Apis cerana cerana Fabr.、黑头酸臭蚁Tapinoma melanocephalum Fabr.、果蝇1种Drosophila sp.和欧洲球螋Forficula auricularia L.,其中,中华蜜蜂是主要访花昆虫。中华蜜蜂存在采粉和采蜜两种采集行为,且存在显著偏好性,其更频繁采集砂仁花蜜(平均占比77.4%),而不是花粉(平均占比22.6%),采粉行为具有潜在传粉功能,而采蜜行为则不具有传粉作用。另外,中华蜜蜂虫体各部位在采集过程中都可能携带花粉,但不同部位携带花粉量不同。中华蜜蜂是道地产区阳春砂仁的主要传粉昆虫,但其采集偏好性降低了对阳春砂仁的传粉效能,通过一定措施提高其采粉行为比率,将可能提高中华蜜蜂对道地产区阳春砂仁的授粉效能。

基于实时力值跟踪及RCP的半主动悬架试验系统

为开展半主动智能车辆悬架控制策略方面的验证研究,提出一种可实现减振器实时力值跟踪监测和快速控制原型(Rapid Control Prototype,RCP)的汽车悬架实验平台。基于建立的1/4悬架动力学控制方程和传递函数,分析了悬架的输出特性;为模拟真实车辆悬架的动态输出特性和实时监测执行器的控制力输出特性,开发了可实现实时力值跟踪监测的麦弗逊式1/4汽车悬架实验平台。该实验平台一方面可以依托快速控制原型技术开展半主动悬架最佳控制算法的研究,另一方面还可以基于平台特有的执行器输出力实时跟踪监测功能,开展执行器不确定性半主动控制策略及执行器状态观测器可靠性检验等方面的研究;通过定电流开环实验检验半主动汽车悬架系统的有效性和可控性,通过闭环控制实验分别对半主动悬架系统在半主动智能控制策略验证和悬架执行器阻尼力跟踪估计方面的有效性。