基于NB-IoT的变电站电气设备实时负载监测技术

变电站内多种电气设备同时运行时,实时负载状态监测难度大,若电气设备负载状态异常会影响变电站运行的安全性与稳定性,为此提出基于NB-IoT的变电站电气设备实时负载监测技术研究。设计与调试NB-IoT通信技术,采集电气设备实时负载数据,应用布莱克曼自卷积窗频谱校正算法处理负载数据,基于最大流方法计算电气设备负载的安全裕度,制定电气设备实时负载监测规则,判定电气设备实时负载状态,实现了对电气设备实时负载的精准监测。实验结果表明,应用所提方法获得的电气设备实时负载数据校正误差系数最小值为0.1,电气设备实时负载监测结果与实际负载状态保持一致,充分证实了所提方法的应用性能更佳。

基于HC32L136的液体推进剂泄漏无线监测系统设计

为提高对液体推进剂泄漏的监控能力,提出一种基于多通道气敏冗余的无线式气体浓度传感器组合的液体推进剂泄漏的无线监测系统,减少传统的单通道气敏元件监测传感器因气敏故障存在漏报或误报的不足。利用国产化微控制器HC32L136内置ADC采集2种电化学传感器(偏二甲肼和四氧化二氮)共6路气体浓度数据进行表决运算;RTC周期性唤醒微控制器,透过UART接口由2.4 GHz无线模块将采集的数据传输至手持终端或现场监测报警主机并报警显示,再按相关标准进行标准气测试及环境适应性试验考核。测试结果表明:推进剂泄漏无线监测系统周期性监测2种推进剂气体浓度、电池电量等参数,误差结果在±3%F.S.范围内,声光报警准确,误报率低。该系统具有功耗低、可靠性高、安装方便等优点,为液体推进剂泄漏监测提供一种新的技术手段。

基于HC⁃SR04的多方位车距监测系统设计

为全方位监控车辆周边的距离信息,文中设计一种基于HC⁃SR04的多方位车距监测系统。该系统采用STC89C52RC微控制器作为中央处理单元,功能模块包括车外4个方位超声波传感器测距、声光报警、LCD1602显示、独立按键、温度传感器测温补偿等。在车辆倒车转弯或停车过程中,该系统可以根据路况实时设置报警值,HC⁃SR04检测车辆周围距与障碍物之间的距离,DS18B20检测当前环境下的温度值,并修正超声波检测到的当前环境下的距离。当检测到车身周围距障碍物小于报警值时,单片机控制蜂鸣器发出报警,该方向上的LED点亮,提醒司机近距离有障碍物。测试结果表明:所设计系统在40~110 cm之间可实现精准测距,平均误差不超过2 cm;且预警及时,能够稳定工作,司机在倒车转弯及停车等慢速的情况下可及时发现车身周围障碍物的距离信息,并做出行车判断。

基于顺序注射的水质多参数在线监测系统设计

针对水质监测的预警、预报、溯源的数据量少,建设费用和运维成本高的问题,文中基于顺序注射技术,融合紫外分光光度法的水质检测原理,提出一种微试剂水质多参数在线监测系统,结合模块化布局设计,实现系统的小型化、自动化和智能化。基于故障树分析法建立水质检测过程故障诊断专家系统,实现水质在线监测系统自主故障诊断,减少因故障导致的经济损失,降低运维成本与人员需求。相比于传统的水质监测设备,微试剂水质多参数在线监测系统可同时检测总磷、总氮、高锰酸盐、氨氮等参数,监测仪体积小,长×宽×高为560 mm×420 mm×700 mm,试剂用量小于3 mL,仪器峰值耗电量为4.8 W·h/次。以总磷、氨氮、高锰酸盐为研究对象进行实验,结果表明,所设计监测系统测量精度高、线性度良好,相关系数≥0.989 8,重复性的相对标准偏差(RSD)≤2.552%。微试剂水质多参数在线监测仪符合水质在线监测设备的技术要求,具有应用价值,可为在线监测仪研究提供一种新的设计思路。

基于树莓派的智能交互婴儿床设计与研究

随着社会发展与技术进步,婴儿床的多功能设计与智能化交互逐渐受到关注。为了满足母婴分离状态下母亲或监护人异地远程监控互动和婴幼儿身心健康发展的需求,文中基于树莓派设计一种婴儿监测端与母亲监护端相结合的智能交互婴儿床。该婴儿床以树莓派4B为主控器,在传统婴儿床的基础上添加婴儿温度监控模块、尿湿监测模块、啼哭分析模块、语音播报提醒、音视频互动模块等,并配套智能监护小程序软件实现视频实时监控、远程指令控制、监护消息提醒、采集数据分析等功能,供家长使用。应用测试结果表明,所设计的婴儿床远程交互和体征状态监测效果良好,哭声监测识别精度高,能及时、有效地完成智能陪伴安抚和消息提醒异常警报任务。婴儿床的设计重视情感表达和实践应用,有助于促进安全的母婴依恋关系,保障婴幼儿健康成长。

航空结构多参量监测数据库管理软件设计与实现

航空结构健康监测技术对保障飞行器安全具有重要意义,载荷和损伤多参量监测是航空结构健康监测的重要监测方法。针对多参量监测数据冗余度大、数据量大、无法统一管理等问题,文中采用LabVIEW平台和Access数据库设计航空结构多参量监测数据库管理软件。首先针对软件功能需求设计软件整体架构,定义数据库内容和文件存储体系;然后开发数据库通信、数据管理和监测标定功能模块;最后设计主界面对各功能模块进行集成。结合典型航空金属耳片结构的载荷及损伤监测实验,采用多参量监测数据对软件功能和性能进行验证,结果表明,所设计软件可以统一存储、管理典型零组件结构多参量监测数据,能够为典型零组件结构实际健康监测提供数据支持。

无规律多分布水利全局调度系统设计

水利工程无规律多分布的特点导致调度过程无法准确获得节点反馈信息,调度流量难以满足用户要求,为此,文中设计一种无规律多分布水利全局调度系统。在TCP/IP协议下进行调度参数调节,引入采集器、通信器和UPS装置设计监控中心硬件,通过闸门监测器和水位监测器设计控制站和监测站硬件,选取Fusion-Server 2288H V5型号数据库服务器设置调度中心硬件。其次,建立非线性时间序列,确定无规律多分布模型的内部损失函数,计算损失函数松弛变量,构建全局调度模型。最后,通过调度模型确定调度系数,计算调度安全权重,确定安全等级,建立二维网格,得到反馈信息,实现水利全局调度。实验结果表明,无规律多分布水利全局调度系统能够精准地获得节点反馈信息,调度流量最大可以达到3340 m3/s,调度能力得到显著提高。

基于Python+PyEcharts的“天元”平台维修单可视化系统

为加强“天元”平台各类设备维修信息填报实效性监督,掌握常规气象观测站故障分布及发生规律,设计一种维修单监控和可视化系统。系统后端借助Python强大的数据获取处理技术,实现“天元”平台常规气象观测站维修单接口数据的自动采集、清洗、整理及分析工作;前端运用HTML、CSS、JavaScript,并结合PyEcharts数据可视化组件,实现数据的可视化及展示。系统监控功能实现故障站点维修单是否填报及维修时效监控,能够进一步提高气象装备保障自动化能力;可视化功能实现维修数据的统计分析和可视化展示,为省级业务员制定科学的维修、选型和采购方案提供决策辅助。

基于顺序注射技术的量程自动切换总磷在线监测方法

针对地表I~V类水总磷准确快速测定的需求及总磷水质自动分析仪的技术要求,文中结合顺序注射技术和钼酸铵分光光度法,基于地表水国家检测标准,以水质总磷参数为检测对象,设计一种小型微量原位水质检测仪。该系统主要通过自主设计的消解池结构来达到快速消解、检测的目的。由于在实际水样与行业标准中,总磷含量标准限值分别为0~2 mg·L^(-1)和0~50 mg·L^(-1),故自主设计检测程序,根据检测信号值进行判断,自动调整进液量,设计一种量程可自动切换的在线检测系统,实现30 min内针对不同量程范围的总磷自动检测。实验结果表明:总磷测定量程为0~2 mg·L^(-1)时,校正决定系数为R2=0.995 4;重复性的相对标准偏差RSD为1.32%~2.24%;实际水样相对误差为1.63%~3.31%;当量程为0~50 mg·L^(-1)时,系统重复性误差为3.61%,零点漂移为2.04%,量程漂移为3.39%,直线性为4.33%。所设计系统具有良好的稳定性和可靠性,成本低、功耗低、所需试剂少、体积小,更适用于目前总磷在线监测需求。

基于红外传感器的灰茶尺蠖智能监测装置的设计

针对灰茶尺蠖田间监测存在的统计害虫数量不完全、监测难度大等问题,文中将红外传感器技术、计算机技术和高压电源电击技术相结合,研制一种灰茶尺蠖智能监测系统,研究灰茶尺蠖成虫在茶园的发生动态,实现对灰茶尺蠖成虫田间种群动态的实时监测。提出一种基于红外计数的灰茶尺蠖智能监测装置及平台设计方案,完成单片机主控模块、电源电路模块、高压网电源控制模块、红外传感器监测模块等的设计。田间测试结果表明:高压电源电流阈值设置为80 mA,能防止雨滴、树叶等外在因素造成的计数误差;虫情监测装置对灰茶尺蠖的监测准确率为98.2%,可实时监测田间灰茶尺蠖的种群密度变化趋势。用户通过所设计装置可实时掌握茶园灰茶尺蠖种群数量的动态变化,合理制定综合防治方案,实现茶叶的优质高产。

基于单片机的温湿度监测系统

采用AT89S52单片机和SHT11数字温湿度传感器构成成本低廉的温湿度监测系统。由AT89S52单片机将采集到的数据处理后发送到1602液晶显示器显示,同时当温度或湿度超过设定的上限或下限值时由发光二极管与蜂鸣器产生声光报警。系统结构简单、成本低廉、抗干扰能力强、适用范围广、功耗较低,符合仪器仪表小型化的潮流,为智能化的微型温湿度监测系统的开发与研究奠定了良好的基础。

基于LabVIEW的交通信号灯工作状态智能监测系统研究

针对传统交通信号灯人工监测方式信息反馈较慢、监测周期较长以及自动化监测成本较高、影响原有电路等问题,设计一种基于传感器和LabVIEW上位机开发系统的新型交通信号灯智能监测系统。该系统采用电流传感器与光敏传感器组成的双重监测电路,利用"或"门进行逻辑判断,降低了系统误判率;通过采用霍尔元件及光敏传感器实现了在不改变原电路的情况下可以采集到交通灯的实时工作数据,使系统的安装使用便捷;并减少了故障从发生到解决的时间,提高了监测系统的时效性;基于LabVIEW开发了上位机信息化系统,并设计了信息化流程。经测试,对比传统监测方式时效性差和误报率高的缺点,该系统具有可在10 ms内报警故障的高时效性以及低至0.5%的低误判率的特点,并实现了不改变原有电路的低成本远程信息化智能监测,符合市场的需求。

森林防火监测系统的设计与开发

为了实现森林环境的实时监控,设计由数据采集节点、环境监测终端和环境数据服务器三部分组成的森林环境监测系统。数据采集节点外围拓展温湿度、烟雾浓度、光照强度、火焰等采集模块,各采集节点通过Zig Bee网络将采集到的各项环境数据发送到环境监测终端;环境监测终端选用STM32作为主控制器,将数据采集节点上传的数据进行汇总,然后通过GPRS模块发送到服务器端;服务器端接收环境监测终端上传的环境数据,通过数据融合算法将传感器采集的数据进行融合后对林区三种火灾等级进行输出。测试结果表明,森林防火监测系统运行稳定,能够实现对森林中各环境参数的采集,并实现数据的远程发送、远程报警等功能。

基于PVDF的汽车驾驶员心电呼吸监测系统研究

汽车驾驶员疲劳驾驶是引发交通事故的重要原因之一,根据心电呼吸等生理参数评估驾驶员疲劳程度成为研究热点。基于PVDF压电薄膜的非接触特性和正压电效应,研究并实现了汽车驾驶员心电呼吸监测系统。硬件部分设计了稳定的信号调理和滤波去噪电路,软件部分构建了准确的心跳和呼吸信号分离算法。测试分析表明,系统能稳定可靠地监测心率和呼吸率,有效地预防疲劳驾驶带来的后果,提高汽车行驶安全性。

智能健康监测终端设计与实现

基于嵌入式、3G通信、传感器技术以S3C6410为核心处理器,外围拓展人体体温、心率、血氧、图像等健康数据采集模块,增加GPS定位、3G通信模块,设计智能健康监测终端,实现对人体健康数据的采集和监测与报警。联合医疗数据处理服务器、手机客户端,对智能健康监测终端进行测试和分析。测试结果表明,智能健康监测终端运行稳定,能够实现对人体体温、心率、血氧、图像、GPS等健康数据的采集,并实现数据的远程发送、远程报警等功能。

一种实时心电监测系统设计

鉴于目前医院实时长期监测心电仪的费用高和心电图打印及看图的专业性,设计一种基于单导联的实时心电监测系统。该系统由单导联电极探头、心电信号调理AD8232模块、嵌入式STM32F103VET6单片机、3.2寸触摸屏、蓝牙HC-05模块、锂电池模块、上位手机等组成。调理模块包括仪表放大器、高通滤波器、增益调整器、低通滤波器、基准电压缓冲器、集成右腿驱动(RLD)放大器等,结合数字卡尔曼滤波和迭代滤波方法,有效克服了心电检测信号的基线漂移和低频噪声干扰等问题,从微弱电信号中拾取到有效心电信号。采用整形缩放和阈值设置来提取波形数据的特征,实验测试结果与医院心电测试仪误差在±1%以内。

机场航站楼环境数据集中监测平台设计

为了响应民航局“十三五”节能减排专项项目的号召，设计一种具有较高可靠性，界面友好的航站楼环境数据集中监测平台，来实时监测和存储航站楼的环境数据。该系统的软件以Visual Studio.NET为平台，运用C#编程语言通过TCP/IP远程网络通信协议结合GPRS移动网络，实现上位机对多台在不同采样现场采集设备的远程数据交流，远程指令控制，数据图表绘制和历史等功能。硬件部分以STM32微控制器为核心，集高温度和高精度C〇2浓度采集模块，数据存储模块，GPRS远程通信模块为一体构成智能化环境数据采集节点。将采集节点布置于天津滨海国际机场T2航站楼值机大厅进行采集实验，证明了该监测系统具有较高的精确性和可靠性。

基于BIM技术的节能建筑工程项目进度监测方法

进度监测是节能建筑工程项目管理的控制目标,为了获得更优的节能建筑工程项目进度监测结果,提出基于BIM技术的节能建筑工程项目进度监测方法。首先,设计构建节能建筑工程项目监测三个子系统,利用Reivt软件构建3D节能建筑信息模型,展现节能建筑详细数据;然后,采用BIM技术监测节能建筑工程项目生命周期内的各项信息的创建、共享以及投递等过程。应用分析结果表明,该文方法可有效模拟建筑工程施工全过程,并对施工进度进行实时监测,相对于传统方法,获得更加直观的项目进度计划编制结构和高精度进度计算结果。

基于LoRa技术的档案存储环境监测系统设计与实现

档案存储环境对档案"寿命"的长短起决定性的作用,为加强对档案存储环境监测,进一步做好档案存储工作,结合LoRa无线通信技术的快速演进,设计一种基于LoRa技术的档案存储环境监测系统。该系统采用LoRa网络将采集的温度、湿度、有害气体浓度数据上传到上位机软件,实现档案存储环境因子温度、湿度、有害气体浓度的实时监测。文中详细描述该系统硬件框架和软件框架的设计方法和实现原理,最后基于PyQt开发档案存储环境监测系统上位机软件。测试结果表明,该系统能准确获取档案存储环境数据,可满足档案存储环境监测的需求。

基于NB⁃IoT的水质监测系统研究

为提高水质监测系统的网络覆盖范围,优化数据云存储功能,文中基于窄带物联网(NB⁃IoT)技术,设计一种远程水质监测系统。该系统由终端设备、物联网云平台和北向应用组成。终端设备主要由STM32L431RCT6单片机、BC35⁃G模组及各种水体传感器组成,基于LiteOS物联网操作系统实现温度、pH值、溶解氧、电导率等水质信息的采集,经过滤波处理后发送至华为云平台;云平台管理设备Profile文件及设备编解码插件;北向应用实现数据管理及命令下发功能。经现场测试,系统采集的温度、电导率、pH值及溶解氧4种水质参数的平均相对误差分别为0.28%,1.52%,0.23%,3.45%,各项测量误差均符合标准;数据传输的平均丢包率为0.46%,数据传输稳定性较高,可满足水质监测实时性和精度的要求。