基于Apriori多维传感参量沙棘质量监测系统设计

沙棘具有很高的营养价值,常被应用于植物原料提取行业。但由于沙棘品质监测技术的缺失,导致基于沙棘制造的副产品质量难以保证。目前沙棘质量检测主要采用单一的沙棘化学成份含量检测,难以满足对沙棘品质监测的技术需求。从沙棘生长特征出发,利用无线传感网技术和多传感技术对沙棘生长环境的多维度参数进行采集传输,基于改进Apriori(先验原理)对多维传感参量特征关联规则进行数据挖掘,分析标签值,选择出较高的沙棘副产品对应的沙棘生长环境特征数据,挖掘数据特征之间存在的映射关系,作为沙棘溯源质量监测评价的参考规范。基于Spark Streaming实时数据处理技术,构建沙棘质量监测系统。通过映射规则构造条形图直观展示,便于指导沙棘原料的筛选。从沙棘副产品质量监管出发,利用优质沙棘副产品溯源环境数据构建沙棘原料质量监测体系,提高以沙棘为原料的副产品品质监管。

OBE理念下传感器原理及应用一流课程建设

针对工程教育认证对物联网工程专业人才培养目标的要求,依据OBE教育理念,以培养应用型人才和提高学生就业能力为根本目标,从课程体系与内容、教学方法与手段、提升教与学的能力、多元化教学资源配置、流程管理与评价机制等方面,阐述和探讨了传感器原理及应用的一流课程建设,以期能提高学生的综合实践和就业能力,促进应用型本科高校物联网工程专业人才培养质量的提升.

基于物联网与太阳能光伏的智能温室监控系统设计

物联网在农业中有着广泛的应用前景,可以为农作物的生长环境提供精确、实时监测,本文设计了一个基于物联网与太阳能光伏的智能温室监控系统。该系统利用CC2430无线网络节点对采集温室大棚环境参数进行传输,环境参数通过无线传感网络传输到上位机进行显示,并可以通过自动维护机器人对大棚进行维护、管理。经测试,该系统可以准确实时监测温湿度、光照、CO2浓度等变化,并及时调节以保证作物处于最佳生长状态,实现设计的预期目的。该设计物联网应用于农业生产中,提高了现代农业科技水平,在未来信息化农业发展建设中有重要应用价值。

PSO与PCA融合优化核极限学习机说话人识别算法仿真

基于机器学习理论开展说话人识别的研究取得了很大进展,在基于核极限学习机(kernel extreme learning machine,KELM)和梅尔倒谱系数(mel-frequency cepstral coefficients,MFCC)说话人识别研究基础上,通过主成分分析算法(principal component analysis,PCA)对MFCC进行降维优化、粒子群优化算法(particle swarm optimization,PSO)对KELM初始输入参数进行优化开展基于PSO和PCA融合优化KELM说话人识别算法研究。改进后的算法在MATLAB平台上仿真通过,并与MATLAB语音工具箱提供的神经网络和支持向量机说话人识别算法做了性能对比分析。仿真研究结果表明:通过PSO和PCA融合优化改进的KELM,初始输入参数可以任意确定并且不需要迭代更新,并能有效克服因初始权重随机确定导致的性能不稳定,进一步提高分类匹配和运算速度,具有很好的推广应用价值。

基于语义网络的数据湖架构研究

针对数据湖“数据沼泽”问题,本文阐述了数据湖基本原理及架构,分析数据沼泽无法查询到全面准确数据的原因,研究语义网络、知识图谱、语义检索技术,构建基于语义网的数据湖架构。通过基于语义的数据管理方式提高数据检索的准确性及全面性,为业务需求提供高效的数据管理服务,有效解决“数据沼泽”问题。

基于LabVIEW的湿度校准平台

文中基于LabVIEW虚拟仪器平台设计了一种湿度传感器校准平台,主要通过PTC(正温度系数陶瓷)加热器和半导体制冷器控制密闭试验箱内环境恒温在25℃,然后采用7种饱和盐溶液构建标准湿度环境等级,利用18B20温度传感器制作的数字干湿球温度计辅助测量环境湿度和温度。所有数据采集与控制线路通过PCI-6221数据采集卡实现。湿度校准平台具有成本低、用户界面友好、测试校准精度高和功能拓展便捷等优点,有一定科研和实用价值。

太阳光入射角光电检测装置

为了提高太阳能光伏电池的光电转化效率,设计了一种能够自动跟踪太阳光照射角度的双轴自动跟踪系统。设计了4个分布式光敏电阻对比分析各点所受光照强度,设计了电压比较器实时反映太阳方位,设计了H桥电机驱动芯片,驱动两个直流电机按相应的方位角转动,实现实时跟踪。该太阳光入射角光电检测装置结构简单、成本低、灵敏度高,受外界环境影响较低,不仅可以作为演示实验装置,还可以扩展为实用的太阳能发电的自动跟踪系统。

基于LabVIEW可编程电化学脉冲湿法刻蚀系统设计

针对电化学湿法刻蚀硅微加工需求,基于LabVIEW软件开发平台,利用上位机、可编程直流稳压电源PSM-6003、低温控制和LED光辐照等设备搭建了一种新型可编程电化学湿法刻蚀装置。其中基于LabVIEW的PSM-6003上位机控制软件,可以通过图形界面对系统各种参数实时设置,例如刻蚀电压幅值、刻蚀脉冲频率和占空比、刻蚀电流和刻蚀时间以及刻蚀系统的辅助光照和环境温度等,系统各参数监控和动作执行主要利用美国NI公司PCI-6221数据卡实现。该系统成本低、操作简便、可模块化安装,对促进实验室电化学湿法刻蚀微加工设备的研制有重要借鉴意义。

基于LabVIEW的智能农业多通道数据采集系统设计

本设计使用虚拟仪器技术实现了智能农业多通道数据同时采集、存储和管理、报警记录等功能。本设计是虚拟仪器在农业领域监测的一个成功尝试,实践证明虚拟仪器是一种较好的数据采集的工具,能够高效的完成植物生长过程和环境信息的测控任务。

应用于中红外波段的阵列化多孔硅一维光子晶体的制备

首先通过光刻工艺制作了阵列化岛状硅衬底,然后利用交替变换阳极腐蚀电流,通过合理地控制制备参数,适当的热氧化条件,成功地制备了禁带中心位于5μm、6μm、7μm、10μm的阵列化多孔氧化硅一维光子晶体.随后在其表面淀积一层低应力的Si3N4,通过原子力显微镜(AFM)和傅里叶红外反射谱(FTIR)测试证明,沉积Si3N4后该结构仍然具有良好的平整度和较高的反射特性.该阵列结构不但具有较好的隔热和高反射特性,而且岛状的阵列结构可使其与其他器件互联变得简单易行,必将为制备多功能、一体化器件提供有利条件.

基于微生物培养的高精度低成本温控仪研制

基于模块化结构设计,采用STC89C52RC单片机、DS18B20温度传感器、PTC加热器和TEC1-12706半导体制冷片,通过6、9、12 V不同的电压和脉宽调制技术,运用模糊控制算法,实时比较采集到的环境温度值与预设温度阈值关系,智能调节,能快速达到恒温状态,操作简单方便。基于硬件软件化思路,简化复杂电路,降低经济成本,便于维护。实验测试表明,恒温控制精度±0.1℃。

基于单片机的节水灌溉控制系统设计

节水灌溉控制系统是将温湿度传感器采集的温湿度数据进行实时分析,在液晶屏上同步显示温湿度,同时将处理后的温湿度数据传送给计算机由计算机软件进行存储。通过按键设置控制模式、温湿度上下限、是否喷灌,可以很好的实现自动手动切换、设置温湿度上下限、自动报警/喷灌、向计算机发送数据等功能。

基于PIC微控制器的独立光伏快速充电器设计

最大功率点跟踪(MPPT)技术是通过调整光伏电池工作点从而最大化发挥太阳电池效率的一项关键技术。设计了一种具有MPPT功能的独立光伏快速充电器,主电路为Buck电路,控制电路主控芯片选用PIC单片机。MPPT算法采用一种改进型扰动观测法并对其进行了验证,同时对蓄电池进行了充电测试。充电完成时间与充电后蓄电池荷电状态表明所设计的充电器可高效、稳定工作,经过改进,可对远离电网的多种野外用电设备蓄电池进行充电。

硅基光子晶体热释电红外传感器衬底的研制

在借助光刻等微电子工艺手段的基础上,通过控制交替变换的阳极氧化电流成功地制备出了阵列化的多孔硅一维光子晶体,然后在其表面沉积了一层500 nm Si3N4用于改善其表面粗糙度,使该结构更好地应用于热释电红外传感器之中。通过傅里叶红外反射谱(FTIR)测试证明该样品有较好的光学反射性能,探索了将这种阵列化的多孔硅一维光子晶体应用于制备高性能红外热释电传感器衬底的可行性。

基于ARM的温室环境数据采集与控制系统设计

针对露水凝结在温室农作物叶表面,诱发由真菌和细菌引起的疾病,危害农作物的生长现象,采用ARM微控制器为核心,利用DHT11温湿度传感器来接收采集温室环境信息。同时,根据需求通过矩阵键盘设定温湿度额度值,由液晶1602实时监测当前环境变化,数据处理模块对信息进行比较分析,判定是否需进行升降温,加湿或干燥的控制,使得温室能够处在一个适宜农作物生长的恒定温湿度状态。实验模拟表明,该系统能有效工作,在温室大棚内具有很好的推广价值。

基于软件定义片上可编程系统的卷积神经网络加速器设计

针对图像识别领域卷积神经网络(convolutional neural network,CNN)的计算需求,根据CNN的结构特点,设计出一种基于软件定义片上可编程系统(software defined system on chip,SDSoC)的加速器。首先通过修改CNN网络结构文件,选用修正线性单元(rectified linear unit,ReLU)作为激励函数,在虚拟机上训练出卷积神经网络的参数。最终完成一种占用硬件资源少,图像识别时间短和精度高的CNN硬件加速器。实验结果表明,与传统的CPU对比其识别精度提高至80%以上,消耗仅占其4.16%,识别时间从通用CPU的十几秒缩短至毫秒。资源消耗与识别时间都得到了很大程度的降低,为进一步加速提供了参考价值。

基于WSN的低功耗湿地土壤监测系统设计

针对扎龙自然保护区的土壤环境监测需求,采用CC2530PA模块设计终端节点,基于Z-Stack协议栈搭建自组织传感网络,传感器选取土壤湿度传感器、温度传感器以及雨滴传感器,组建低功耗湿地土壤监测系统。系统结合低功耗路由协议和实际环境监测需求提出采集发送端低功耗节点设计的改进算法,有效地减少节点的功耗、传输延迟和丢包率,从而延长整个网络生存时间。

鱼塘冰层智能钻孔机器人设计

本设计是以STC89C52单片机为核心,开发了一种可以通过Wi-Fi通信技术远程控制进行冰面钻孔的机器人。针对北方冬天气温低,湖面和河道会结冰,给捕鱼工作者带来困难和危险这一情况,利用51单片机和改制好的路由器进行串口通信,发送数据包来控制直流电机从而驱动机器人进行移动、钻孔的动作,再利用温度传感器进行空气温度和冰下温度的测量,所测得的数据通过Wi-Fi数据传输到主控制台,就可以得到机器人前方的实时路况。经实验检验,本设计已经能达到实现远程实时控制机器人在冰上的作业目的,降低了冰面捕鱼工作者在冰面上钻孔的危险性,并且大大提高了捕鱼效率,具有一定科研价值和应用前景。

基于“互联网+”创新视阈下的传感器原理及应用教学改革

“互联网+”的教育模式已成为高校教育发展的关键点,但也面临诸多需要解决的问题,而创新始终是教育发展的不竭动力和生命之源.因此,发展“互联网+”创新教育在各课程教学改革中的实践需要进一步深化.基于“互联网+”,分析了传感器原理及应用课程创新教学存在的问题,并提出了该课程的创新教学模式,探讨了提升该课程教学水平的措施.经过实践,采取多元化的教学方式后,学生学习效率大大提高.

学科交叉与课程设计的探讨

将学科交叉的理念引入到课程设计教学中,探讨了多学科交叉课程设计良性发展的条件,并对推进多学科交叉课程设计加强创新研究提出了建议.