基于ZigBee的温室环境无线测控系统

为了实现温室大棚环境的无线、远程实时监控,提出了一种以CC2430芯片为核心的ZigBee温室环境无线测控系统;描述了终端节点、路由节点和协调器节点的硬件组成和软件流程,并应用改进的Cluster-Tree路由算法组成ZigBee无线传感网络,实现数据的无线传输;利用串口通信技术实现无线传感网络与Yeelink物联网平台的通信,管理者可远程登陆Yeelink平台和手机APP查看温室环境信息以及控制节点状态;经实验测试,大棚内无线节点间的通信距离约80米,并且实现了光强、空气温湿度及土壤湿度的监控;测试表明系统构建简单,稳定可靠,为智能农业的设计提供了参考。

基于1N4148玻封二极管的低成本光电计数电路设计

为了实现低成本、远距离地对产品进行计数,设计了一种采用1N4148玻封二极管为光电传感器的光电计数电路.采用2 kHz激光调制光源、二阶高通滤波电路提高电路的抗干扰能力,同时采用半导体激光器作为光发射器件,1N4148玻封二极管作为光接收元件.结果表明,设计的光电计数电路实现了对不同时段产品的计数,验证了1N4148作为新型光电传感器与半导体激光器配合使用的可行性.因半导体激光器价格低廉,电路具有低成本、计数距离远等优点,具有应用前景.

一种适用于单片机的老人跌倒检测算法研究

针对单片机的计算能力和检测系统的实时性,设计了一种可穿戴的老人跌倒检测装置。利用六轴陀螺仪加速度计进行原始信号的采集,将合成加速度和姿态角作为特征量,设计一种基于二叉树支持向量机分类思想的三级检测算法。首先,以合成加速度是否超出阈值作为分类条件,识别样本是否属于剧烈运动;其次,则以合成加速度是否呈现周期性变化和人体是否处于类静止状态(合成加速度在0.8~1.2 g)将样本进一步细分;最后,则通过判断人体的姿态确定老人是否跌倒。当检测到老人跌倒后,利用GPS对老人进行定位,同时利用GSM模块发送报警信息。实验证明算法准确率高、实时性好。同时能够准确定位,并将信息发送出去。

基于ZigBee的光伏电站环境实时监测系统

为了监测和研究环境参数对光伏电站的影响,提出了一种基于ZigBee的光伏电站环境实时监测系统。以CC2530芯片为控制核心实现了传感节点、路由节点和网关节点的硬件电路,且在Z-STACK协议栈基础上,应用改进的Cluster-Tree算法组成无线传感网络。利用网络计算机的Yeelink物联网平台实现上位机监测,科研人员可远程登录Yeelink平台和手机APP查看光伏电站环境状况。经实验测试,该系统实现了光伏电站温湿度、光照强度和气压信息的实时监测,数据可靠性高,且网关节点的数据收包率超过75%。

硫熏中药材快速检测仪的设计与实现

基于可见-近红外光谱技术研制了一种便携式硫熏中药材快速检测仪器,主要由锂电池组、DC/DC变换电路、恒流源部分、光源部分、样品池、微型光纤光谱仪、笔记本电脑等组成.阐述了仪器的构成及工作原理,给出了卤钨灯恒流驱动电路原理图,并详细介绍了其工作原理和实测技术参数.在使用分析纯无水乙醇做溶液情况下,对比了正常/硫熏样品浸出液,硫磺浸出液/无水乙醇的透过率光谱,得出含硫浸出液在715nm和835nm处具有特征吸收峰,可作为硫磺熏蒸样品检测判据.利用研制的样机对正常/熏硫党参、枸杞样品进行了测试,测试结果表明可区分样品是否经过硫磺熏蒸.

用于太阳能电池生产中温度压力检测的仿真实验教学研究

为了将科研项目与实验教学紧密结合,本研究将太阳能电池板扩散生产工艺设备研究方面的科研项目用于单片机控制的温度压力检测课程设计中,深化了电子科学与技术、自动化、电气工程及其自动化等专业的实验教学改革。本课程设计是让学生在完成Proteus仿真实验基础上,进行实物制作及调试,最终实现了-50℃^+1600℃范围内温度检测、0.01~1MPa范围内的压力检测。本实验有助于加深学生对所学传感器原理及应用、单片机原理及应用等课堂知识的理解,激发了学生的学习兴趣。使学生了解了电子产品开发的全部过程。通过单片机课程设计,加强了对学生实践环节的培养,有助于提高学生分析问题、解决工程实践问题能力。

快速检测熏硫银耳系统设计及实验教学应用

银耳被硫磺熏蒸后能够防霉变、防虫蛀,并且鲜艳卖相好。但长期服用熏硫银耳会伤害身体。本项目开发了便携式可见-近红外光谱法快速检测硫熏银耳测试系统,通过对熏硫银耳样品的实验测试结果,得到熏硫银耳中残留的硫磺在715 nm和835 nm处存在明显吸收峰,说明银耳含有硫磺残留,实现了熏硫银耳中硫磺残留量的快速检测。有助于市场现场鉴别熏硫银耳,为加强市场管理提高了有效检测方法。将研究结果用于传感器等课程实验教学后,激发了学生的学习兴趣,有助于工科学生实践创新能力的培养。

风光互补发电综合实训实验教学探索

根据本地区新能源区域经济特点及人才需求,新开设了风光互补发电综合实训实验。主要围绕光伏发电、风力发电、逆变控制开展综合实训。学生自主搭建基于PLC或单片机的光伏发电自跟踪控制、风力偏航控制系统,通过MATLAB软件对控制系统进行仿真实验后,在上位机控制界面进行控制组态,进行实物平台调试和数据测试,通过优化控制算法,获得最佳功率转换输出。实验有助于锻炼学生实践开发能力,为京津冀地区培养新能源方面的高级工程技师应用人才。

深度森林与人工神经网络在光伏出力预测的比较

针对在光伏功率预测中传统人工神经网络预测模型需预先确定结构、对训练样本数量要求高、调参复杂等缺点,应用一种多粒度级联森林的预测模型,并分析了温度、气象因素对光伏功率的影响,以温度、湿度、风速等因素作为输入对光伏输出功率进行预测,对输入数据进行归一化处理,将预测的结果与传统人工神经网络对比,经过多种验证指标对结果评估,表明模型的预测效果和模型结构均有良好的表现。

我国建筑垃圾现状及合理化回收利用建议

上世纪七十年代末期,随着改革开放的深入,我国的城市发展发生了翻天覆地的变化,一幢幢高楼大厦接踵而起。在城市发生变化的同时带来的直接后果是建筑垃圾成倍增长,生态环境遭到破坏。针对这一问题,国外发达国家早从上世纪60年代起就开始研究,成效明显,主要表现是各个国家先后出台了法规、规范及其好的做法。国内个别地区也对建筑垃圾回收利用从2000年前后逐渐开始研究,也不同程度出台了地方性规范,回收处理还不具规模。通过学习借鉴,探讨研究适合我国的建筑垃圾回收利用做法,完善体系,保护环境。

基于开放实验平台的传感器实验课程改革

针对目前传感器实验课程,在现有仪器设备基础上开发了一种基于Arduino的开放实验平台.该平台可开展各种新型传感器的相关实验,并可以进行二次开发及实现多传感器信息融合等,可作为传感器实验教学的有效补充.通过开放实验平台的建设,可以丰富实验教学内容、优化实验教学模式,提高学生的创新思维,还可以服务和提升现有课程的教学水平.

基于改进灰狼算法的最大功率点跟踪

当光伏阵列处于局部阴影状态下时,功率特性曲线呈现多峰状态,原有的最大功率点跟踪方法已不再适用。所以在局部遮阴条件下应用一种改进的灰狼算法,此法将原有算法中收敛因子线性递减方式改成非线性递减,且引入动态权重调整,改进了原算法的不足之处。试验采用Simulink模型仿真,仿真数据在V-SUN-S4000型发电实训平台进行数据测试,结果表明改进后的灰狼算法收敛速度更快,搜索时间更短,且有效解决全局搜索与局部搜索不平衡的问题。

金银花硫磺残留便携式快速检测装置研究

研制了一种以荷兰爱万提斯微型光纤光谱仪为核心的便携测试装置（不含笔记本电脑仅1．5kg）。对产地和加工方法不同的4个未熏硫金银花和2个硫熏金银花，采用无水乙醇冷浸2h得到浸出液，测试了6个样品在400-900nm的可见-近红外透过率光谱。结果表明，经过硫磺熏制的金银花样品吸收峰位置与其他未薰硫样品不同，在715nm和835nm处均存在明显特征吸收峰。对已知薰硫的金银花和硫磺浸出液测试，同样在715nm和835nm处存在特征吸收峰。因此，在715nm和835nm是否有吸收峰可作为金银花是否薰硫的光谱判据。研制的装置有望用于薰硫金银花现场快速甄别。

微型ICP激发源对液体样品中砷与汞的定性分析

将自制微型ICP激发源与氢化物发生器组成实验平台,对溶液中的砷、汞进行了定性分析探索,解决了自制的微型ICP激发源无法测试液体样品的问题。采用硼氢化钠-盐酸体系在氢化物发生器中运用气动型断续流动发生法制取含砷、汞的氢化物气体样品。利用高纯氩作为载气将收集到的样品气体送入微型ICP激发源放电室,在RF功率为12 W,气压为70 Pa的工作条件下起燃后检测到光谱信号,利用Sepcline软件辨识出2条砷(211.30,234.98nm)元素谱线、2条汞(296.73,313.15 nm)元素谱线。实验分析得出了砷、汞检测所用盐酸和硼氢化钠的最佳配比。采用自制微型ICP激发源检测到砷、汞谱线,该激发源可用于液体砷汞样品的定性检测。

射频功率及工作气压对微型ICP激发源光谱强度的影响

利用自制的一种新型基于PCB镀金技术的微型ICP激发源（频率为13.56 M Hz）成功激发空气与甲烷等离子体,分析不同工作气压和射频功率对样品气体的激发效果的影响。数据表明,射频功率处于5~25 W范围内甲烷谱线强度呈增强趋势,10~25 W范围时空气谱线强度呈增强趋势。样品气体流量改变导致压强变化时光谱信号强度是先增强后减弱,转折点为40 Pa。40 Pa之前时谱线信号强度随压强增大呈上升趋势,但是压强轻微的变化导致信号图斜率的变化非常明显,不适于定量分析。40~60 Pa谱线信号强度斜率的变化率较小,适于分析。样品气体定量时,加大载气流量改变压强谱线强度信号的变化无明显规律。由此得出该等激发源激发空气与甲烷等离子体稳定的工作条件：射频功率10~25 W,工作气压40~60 Pa。