融合灰狼算法和人工势场法的搜救机器人路径规划研究

针对传统人工势场法应用于搜救机器人路径规划存在的路径规划耗时过长、平滑性差、易陷入局部最小值等问题,通过调整斥力场函数,改善障碍物与搜救机器人之间因斥力较大而造成路径规划时间长的问题。结合灰狼算法机制简单、全局搜索能力强等特点,提出一种灰狼算法优化人工势场法的双层路径规划算法。建立搜救机器人二维(2D)空间模型;通过灰狼算法进行全局路径规划,当搜救机器人检测到正前方一定距离内有障碍物时,运行改进的人工势场法完成机器人避障过程;针对规划路径进行角度约束,进一步保证路径光滑性。不同搜救环境下,与传统人工势场法、灰狼算法以及遗传算法优化人工势场法进行仿真结果对比,验证了所提方法的有效性和优越性,对于提升搜救机器人搜救效率具有重要意义。

基于团簇微观结构分析的离子电活性聚合物驱动特性

首先,对离子交换膜吸附水分子微观过程进行分析,并结合团簇结构揭示离子电活性聚合物的传质动力学特性;其次,基于溶胀理论研究团簇受力情况,依据几何变形特点和变形传质机理建立物理模型;最后,对得到的驱动模型进行验证和分析讨论。研究结果表明:本文模型所得结果和实验结果较吻合。含水量对离子交换膜团簇通道的形成有重要影响,阳离子的迁移以及水分子运动是离子交换膜驱动的主控因素。随着阳离子浓度和水分子浓度增加,静水压力、渗透压力以及静电压力均逐渐增大,渗透压力对离子电活性聚合物弯曲变形起主导作用。

客车超载检测系统设计

超载是客车交通事故发生的一个重要因素,为了减少客车超载情况的发生,采用单片机、红外传感器以及OV7670相机针对客车超载情况设计了一套客车超载检测系统。该系统利用红外传感器和图像检测模块对乘客的上、下车情况进行检测和判断并采用STM32F103ZET6微处理器分析处理,OLED显示屏上显示客车内实时人数。当红外传感器和图像检测模块检测到客车内人数超载时,系统进行声光报警,并对电机限速;当客车内人数低于超载范围时,声光报警解除,电机限速解除,客车正常运行。系统调试后,能够较好地实现客车超载检测,对客运交通安全起到一定的保障作用。

一流专业背景下单片机原理与应用教学探索

为了适应一流本科专业课程建设的要求及推动自动化类专业的可持续发展,对单片机原理课程进行教学改革。课程改革主要以培养学生综合能力为目的,采用多元化教学方法,实现所学知识从会学到会用、用好等转变。教学实践证明,该教学模式可以提高学生的学习兴趣,培养学生的动手及创新能力。

基于SpringBoot的成果需求匹配系统设计与实现

在地方经济发展中,研究成果的转化起到至关重要的作用,提高研究成果的对接,帮助成果转化显得尤为重要。本系统基于SpringBoot框架作为后端底层开发,Vue框架实现前端页面设计。系统分为用户模块和管理员模块,其中用户模块又分为个人用户和企业用户,个人和企业可以在系统中发布自己的需求和成果,也可以查寻其他已分布的成果和需求,并且系统会根据需求成果内容的契合度进行智能匹配,作为参考结果。通过本成果需求匹配系统可以为个人和企业寻找到需要的资源,促进地方经济发展。

S掺杂g-C_(3)N_(4)光催化剂的制备及性能研究

为了提升g-C_(3)N_(4)的光催化性能,采用一步热聚合法制备了S掺杂g-C_(3)N_(4)来改进其光催化性能。利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见吸收光谱(UV)分析了g-C_(3)N_(4)和S掺杂g-C_(3)N_(4)的形貌和功能。研究了g-C_(3)N_(4)和S掺杂g-C_(3)N_(4)对罗丹明B(RhB)溶液的光催化效果。实验结果表明,S掺杂g-C_(3)N_(4)的光催化降解效率由g-C_(3)N_(4)的52.38%提高至90.1%。扫描电子显微镜测试表明构成S掺杂g-C_(3)N_(4)的片层变得更薄且出现了团聚现象,使其比表面积增大。X射线衍射分析表明S掺杂g-C_(3)N_(4)结晶度有所提高。紫外-可见光谱表明光响应由g-C_(3)N_(4)对应的459 nm扩展至S掺杂g-C_(3)N_(4)对应的477 nm,禁带宽度由2.70 eV减小至2.60 eV。表征结果表明,S掺杂g-C_(3)N_(4)光催化活性增强的原因可能是S元素掺杂使其比表面积增大,结晶度提高,光响应范围扩大使得禁带宽度减小,进而使光生电子-空穴对分离加快等。但过量S元素掺杂将导致光催化性能下降,原因可能是过量的S元素掺杂使S成为光生电子-空穴对的复合中心。

核酸检测排队预警系统设计

为减小核酸检测排队过程中相互感染事故的发生,确保核酸检测工作的顺利展开,文中采用单片机以及超声波传感器HC⁃SR04设计一种核酸检测排队预警系统。该系统以小车为载体,搭载2个超声波模块、红外测温模块、预警模块以及通信模块,在超声波传感器的舵机上加入PID算法,使其能够更加精准地控制舵机的转动角度。通过两个超声波反馈的数据以及系统的计算,采集队伍之间的距离数据;红外测温模块主要在小车前行的过程中对指定人员进行体温测量;语音模块和预警模块分别对设定间距和异常体温值进行提醒和预警,并通过通信模块将异常体温数据发送至后台,及时向管理人员发出警报。测试结果表明,所设计系统精度较高,能够代替人力实现核酸检测排队间隔距离提示以及测温预警工作,从而极大地减轻医务工作者的压力,提高核酸检测效率。

隧道防汛监控预警系统设计

下穿式隧道是城市交通中快速通道的重要形式,但在雨季汛期容易发生积水现象,影响交通安全和效率;目前常用的隧道积水检测方法存在测量不准确、反应不及时、维护成本高等;为了实现下穿式隧道水位的实时监测预警,设计了一种基于STM32F103C8T6主控芯片、HC-SR04超声波传感器和nRF24L01通信模块的水位检测系统;从机位负责采集隧道口易积水地区的水位高度,并通过无线方式发送给主机位;主机位负责接收并处理水位信息,并在OLED12864显示屏上显示实时水位及相应警告;该系统具有测量精度高、响应速度快、功耗低、安装简便等特点;实验结果表明,该系统能够准确地测量隧道口易积水地区的水位高度,并在OLED12864显示屏上显示相应警告信息,达到了预期效果;为下穿式隧道积水检测提供了一种新颖有效的解决方案,并为其他类似场景中的水位监测提供了参考。

一种基于LoRa的防冰雹无线通信模块设计

冰雹天气是造成苹果减产的主要原因,而传统防冰雹技术落后,因此,文中设计了一款防冰雹无线通信模块系统。系统以STC89C51为主控器,通过温湿度传感器DHT11对果园内的温湿度进行采集,然后通过LoRa无线通信技术,为避免同一信道干扰以点对点的模式对采集到的数据进行远距离无线传输,通过GPRS模块将采集到的气象数据传送到云服务器终端,以实现远程检测的目的。模块整体测试在果树基地进行,实地测试表明,温湿度采集数据相对误差在5%左右,网络稳定延迟0.05~0.08 s,传输数据误码率几乎为0,信号服务质量满足精准传输要求。数据传输时间平均为487 ms,系统收发模式下最大功率为100 mW,结果表明,该模块具有精度高、稳定性好、功耗低等特点。模块应用于防冰雹系统有利于果园的智能化管理,对果业生产具有很大的促进作用。

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。

一种基于RFID和SIM800C的远程防盗智能门禁与安防系统的设计

为了提高小区管理的数字智能化,设计了一种基于射频识别技术(RFID)和SIM800C的远程防盗智能门禁与安防系统。采用硬软件结合的方法,以STC89C52为控制核心,通过RFID读取用户的IC卡,利用SPI通信协议将IC卡号传输至上位机,以进行用户身份的核对与确认,验证通过后继电器开门。通过MQ-2烟雾传感器和HC-SR501热释电传感器获取烟雾浓度和非法用户闯入的信息。该系统以SIM800C进行无线通信,实现远程短信提示功能。调试结果表明,系统可在1 min内实现声光报警和防盗短信的远程监控,具有成本低、响应快、功能强的特点,有较强的实用价值。

纳米金刚石掺混纳米氧化锌的场发射特性

利用水热法制备了菊花状的氧化锌纳米棒,并进行表征,将纳米氧化锌掺入纳米金刚石中配制成电泳液,超声分散后电泳沉积到钛衬底上,再经热处理后进行场发射特性的测试.结果表明：未掺混的金刚石阴极样品的开启电场为7.3V/μm,在20V/μm的电场下,场发射电流密度为81μA/cm2;掺混后阴极样品的场发射开启电场降低到4.7-6.0V/μm,在20V/μm电场下,场发射电流密度提高到140-158μA/cm2.原因是纳米ZnO掺入后,增强了涂层的电子输运能力、增加了有效发射体数目,提高了场增强因子β,而金刚石保证了热处理后涂层与衬底的良好键合,形成了欧姆接触,降低了场发射电流的热效应.场发射电流的稳定性随掺混ZnO量的增加而下降,要兼顾场发射电流密度及其稳定性,适量掺入ZnO可有效提高纳米金刚石的场发射性能.

基于Proteus的单片机汉字点阵显示电路设计

在嵌入式系统软硬件设计仿真平台Proteus的基础上设计了16×16LED汉字点阵显示电路。硬件电路由AT89C51单片机控制器、LED显示屏行列驱动电路以及LED点阵显示屏3部分组成。通过汉字字模点阵数据批量生成软件来实现汉字点阵,采用汇编语言对单片机进行控制操作。完成了实物电路并在Proteus软件的基础上对结果进行了仿真,得到了汉字点阵效果图。实验结果表明,在单片机显示领域的设计开发中Proteus软件具有重要的实用价值,可以大幅缩短开发周期,节约开发成本。

基于树莓派的无接触智慧电梯设计

传统的电梯产品单一,人梯交互方式亘古不变,新冠疫情肆虐以来,人们在电梯里按键时易病毒感染;而智能化、免接触的电梯可有效阻止病毒传染;选用以Linux作为核心架构的树莓派,通过人工智能、大数据、物联网等领域的运用,开发了一套“免接触式”电梯控制系统;将传统需要手动点击的物理按键替换为具备语音控制、人脸检索、语音合成、NFC近场通信,创建了多种新型的电梯控制方案;并将必要信息通过OLED进行实时显示,继而可在桌面或移动终端进行监控或指令下发;拥有网页、iOS和安卓端操作软件;测试表明,无接触智慧电梯系统功能完善、运行稳定,为社区、公共场所、医院等的民众构建起生命安全防线。

一种基于SWC的数字温度计的设计

SWC是一种将感温元件与模数转换(A/D)集成于一体的新型数字式温度传感器。采用SWC设计了一种电路结构简单、可靠的数字温度计,测试表明,该数字温度计具有测温快速、准确的特点。

UPS的原理与使用

介绍UPS电源的组成、工作原理、分类和特点 ,通过对各种类型UPS电源的比较 ,提出了一种新的直流型UPS供电方案 ,新的UPS电源系统具有良好的扩充性与分布性 ,允许多台小功率电源并联使用 ,共同向一台大容量负载供电 ,容易实现较高的功率因数校正 ,大大减小开关电源对电网的干扰污染 ,有利于实现净化电源的目标。最后讨论了UPS的负载问题 ,提出了UPS的一些使用、维护方法。

西部地区有线电视发展探析

针对目前西部有线电视存在的问题,提出解决方案——农村实行“一般电视网”到“卫星电视的转型”,城市试行数字电视。

旋涂法制备纳米ZnO阴极涂层及场发射性能

采用水热法制备了烟花状的纳米氧化锌,用X射线衍射仪和扫描电子显微镜对样品的结构和形貌进行了表征与分析。然后通过旋涂技术将掺入不同质量的氧化锌沉积到镍衬底上,经过热处理后进行了形貌表征和场发射特性的测试。结果表明:制备的样品是六方纤锌矿结构的花状纳米晶,镍基片上沉积的纳米Zn O涂层具有突出的发射体尖端且分布较均匀;在一定范围内,电流密度随掺杂氧化锌粉末的增多而增大,开启场强逐渐下降。原因是随着Zn O的增加,有效地增强了涂层的电子输运能力,增加了有效发射体数目进而提高了场增强因子。最后,分析了涂层的场发射机制。

立体电视技术进展

电视技术的发展从根本上看就是不断地提高音频和视频质量的过程。电视伴音处理早就进入立体声时代 ,而且随着数字化技术的应用已进入到丽音时代 ,而图像的清晰度虽说有了大幅度提高 ,但仍停留在二维画面上。画面的立体化是电视技术的发展方向之一 ,文章详细介绍了立体电视及其技术进展。