基于Sentinel-2多光谱遥感影像的小浪底水质反演

多光谱遥感技术可根据遥感波段信息反演水质参数,降低监测成本,提高监测速度和质量,为大范围水环境监测提供了一种新的方法。通过分析小浪底水库的Sentinel-2多光谱影像以及采样点实测水质数据,建立了最佳光谱波段的水质参数反演模型,对小浪底水库的化学需氧量(COD)、总磷(TP)、总氮(TN)和氨氮(NH_3-N)进行了遥感反演,验证了反演模型的精确度和稳定性,并反演了各水质参数的空间分布规律。结果表明:在4种水质参数反演模型中,COD模型精确度和稳定性最高,其次是TP、TN,最低的是NH_3-N,水库出水口和部分边缘COD质量浓度较高,水库中心TN、TP和NH_3-N质量浓度高于边缘处。

常压等离子体化学气相沉积制备UHMWPE/SiO_xC_yH_z锂离子杂化隔膜

采用常压等离子体化学气相沉积(APECVD)方法裂解六甲基二硅氧烷(HMDSO),在高强高模聚乙烯(UHMWPE)隔膜表面进行沉积,形成双面微纳米颗粒膜涂覆的UHMWPE/SiO_xC_yH_z杂化隔膜,并分别通过扫描电子显微镜(SEM)、衰减全反射傅里叶变换红外光谱(ATR-FTIR)、热性能测试方法等,研究了不同O2/HMDSO流量比对杂化隔膜结构与热性能的影响.研究结果表明,沉积薄膜为具有一定结晶特性的SiO_xC_yH_z微纳米颗粒薄膜,具有较好的多孔特性及与UHMWPE隔膜纤维的黏结.随着O2/HMDSO流量比的增加,在颗粒薄膜的亲水性、透气率及对隔膜的覆盖率提高的同时,明显地改善了杂化隔膜的耐热收缩性能,120℃下热处理30 min,热收缩率仅为2%左右,在具有较高耐热性要求的锂离子动力电池隔膜方面具有很好的应用前景.

基于改进演化算法的自适应医学图像多模态校准

医学图像校准是医学图像融合的前提和关键,需要从校准的两个方面进行改进。将图像梯度场矢量和像素强度信息相结合作为图像提取的特征空间,尽可能多的保留图像空间信息,提高图像校准精度,因此文中提出了一种新的多模态校准方法。并用改进演化算法作为搜索策略,自适应调节演化因子,同时采用二进制数对变换系数进行染色体编码,搜索具有全局最优的变换系数,克服普通搜索方法容易陷入局部最优的缺陷。实验表明,该方法快速准确的实现了医学图像的校准,同时给出了这种方法的模型和过程。

物联网RFID实践教学创新模式研究

文中介绍了侧重不同学科建设的物联网RFID实践教学体系,提出了物联网工程专业RFID课程实践教学开展的创新模式,并以RFID基础理论结合应用系统实例,从基础理论验证、硬件设计、软件设计和应用系统集成方面对RFID事件教学体系进行划分,说明了该模式的思路和具体实践内容。该实践教学创新模式的开展,提高了物联网专业学生的实践能力,奠定了物联网创新型人才的培养基础。

基于LabVIEW的阿贝4F系统成像实验的仿真设计

利用LabVIEW软件设计了在阿贝4F系统成像过程中的各个环节,利用生成的二维光栅作为物面图像,之后利用傅里叶变换得到频谱,再通过滤波器对频谱信息进行处理,最后通过傅里叶逆变换得到像面图像。在生成的二维光栅与二维滤波器的设计与仿真中,可方便操作和控制光栅与滤波器的类型和大小,对理解频域与空域图像的对应关系起到了积极作用。

一种新的RFID弯折偶极子天线优化策略

无源RFID标签的性能主要取决于其天线。弯折偶极子天线由于小型化的特点,广泛应用于超高频RFID标签。提出一种新的RFID弯折偶极子天线优化策略,将改进的演化算法应用于偶极子天线结构参数的优化,采用二进制数对各参数进行编码,搜索具有全局最优的结构参数,克服了普通搜索方法容易陷入局部最优的缺陷,并结合HFSS进行仿真。结果表明,该优化方法和仿真结果一致,可以快速确定弯折偶极子天线的结构参数。

一种改进的快速医学图像分割方法

为了确定医学图像的最佳灰度直方图熵,提出了一种基于改进演化算法的快速分割方法,能够自适应调整交叉和变异概率,既保证了种群的多样性,又克服了传统演化算法局部最优、收敛过快的缺点。搜索到的最佳阈值不仅比传统演化算法稳定性好,还有效地缩短了搜索时间,快速地实现了医学图像分割,而且分割后的图像可读性强。实验结果表明,该方法速度快、分割效果好。

多场耦合非热平衡低温等离子体与微纳米结构材料的相互作用

低温等离子体是制备微纳米材料和调控其结构特性的最重要方法之一,其中材料结构及特性的改变是等离子体电磁场、热场、化学场等多场耦合综合作用的结果.本文系统而简要地回顾了如下主要内容:电源的频率及其调制、施加方式对等离子体放电特性与稳定性的影响;大气压等离子体物理化学反应动力学;等离子体场对微纳米颗粒的聚集态结构与运动的调控、以及对沉积薄膜微纳米结构的影响.总结并得出如下主要结论:放电频率、脉冲调制功率、容性或者感性耦合方式、单体种类、基片温度等对等离子体活性粒子成分与特性具有主要影响,在kHz~MHz范围可以实现稳定放电和微纳米颗粒制备和薄膜沉积;微纳米颗粒/颗粒膜结构形貌随时间和空间而发生动态变化;低温等离子体多场调制可以快速实现微纳米颗粒的结晶,并调控微纳米颗粒的成分、尺度、带隙、晶型、晶面比例及其形貌特征;引入微颗粒可以在鞘层位置悬浮形成规则的二维等离子体晶格与无序的等离子体非晶,在介观尺度研究复杂系统的结构与动理学过程.

河南省物联网产业发展模式构建研究

物联网合理的产业发展模式对促进新兴产业的发展意义重大,文章分析了河南省物联网产业发展现状和产业模式,结合河南省经济特点,构建了河南省特色物联网产业发展模式,给出了模式构建的对策和建议。

常压等离子体对柔性多孔材料表面处理均匀性的研究进展

柔性多孔材料在当今众多前沿科学与技术领域发挥着重要作用,其表面改性将进一步赋予其多样和优异的表面性能,拓展其在功能和智能可穿戴等领域的应用.常压等离子体技术由于低温、低能耗、高效、环保、低成本、不改变材料本体特性、易于实现卷对卷制备等优势,在应用环境、样品材料选择上展现出良好的适应性,在低熔点柔性材料大面积低成本表面处理方面具有很好的应用前景和研究价值.本文综述了近年来常压等离子体柔性多孔材料表面改性的几个实例及在新材料、新能源、环保、生物医学中的应用.探讨了柔性多孔材料常压等离子体均匀处理所遇到的稳定性及渗透性的问题与挑战.综述了本课题组在常压等离子体稳定放电、卷对卷常压等离子体多孔介质处理及内部渗透性和均匀性方面的研究工作,介绍了本课题组在常压等离子体纳米颗粒膜沉积动力学及膜结构调控方面的突破和思路.常压等离子体柔性多孔介质表面处理技术走向应用仍然存在诸多挑战,需要结合常压等离子体的放电方式及特性、处理材料的结构及加工特性、等离子体和材料的相互作用等来进行综合考虑,才能提供合理可行的解决方案.

无线传感网络Multi-hop HEED协议研究与仿真

路由协议是无线传感器网络中的关键技术。通过对路由协议的研究和优化,可以提高网络连通性,增强容错性以及降低能耗等。为了保证网络生存时间、平衡全网节点的能耗,本文基于单跳HEED分簇算法,提出了一种多跳改进算法——Multi-hop HEED算法。此算法分为两个阶段:首先为HEED分簇阶段,根据HEED分簇算法完成分簇、选取簇头并完成簇内通信,然后节点可选择进入休眠状态;第二阶段执行多跳,依据自身所处的网络等级,簇头由外向内逐层向Sink节点传递数据。并对此算法进行了仿真分析。

常压共面介质阻挡放电对聚乙烯隔膜表面改性研究

共面介质阻挡放电是工业上非常有发展前景的材料表面处理技术,采用常压CDBD在六甲基二硅氧烷(HMDSO)/O_(2)/Ar混合气氛中产生低温等离子体,动态连续对聚乙烯(PE)隔膜进行表面改性,通过扫描电镜、衰减全反射傅里叶红外变换光谱、X射线光电子能谱、水接触角和热收缩率测量分析,研究了常压等离子体处理前后PE隔膜的表面结构和性能的变化。结果表明,在较低的放电功率和短时间的等离子体处理下,PE隔膜表面沉积了SiO_(x)C_(y)H_(z)纳米颗粒薄膜,纳米颗粒沿着纤维呈絮状沉积,并不堵塞隔膜孔隙,同时引入Si(CH_(3))_(x)、Si-OH、COOH和C-OH等基团,极大地提升了PE隔膜表面润湿性和耐热性能,隔膜的热收缩率最低为0.5%,水接触角为24.4°。

常压连续等离子体制备长效亲水锂离子电池隔膜

基于常压连续等离子体增强化学气相沉积法,在聚乙烯隔膜上沉积含Si杂化纳米颗粒膜。采用扫描电子显微镜、红外光谱仪、X射线光电子能谱仪和光学接触角测量仪等仪器对隔膜的表面形貌、化学结构和亲水性等性能进行表征;使用电化学工作站对组装电池进行阻抗测试。结果表明:隔膜表面有杂化纳米颗粒紧密黏附,其成分为SiO_(3.5)C_(1.1)H_(x);涂层样的水接触角从121°降至22°左右,该接触角保持30 d无明显变化;经120℃热处理1 h后,透气性基本保持不变,符合锂离子电池组装过程对隔膜的要求;原样组装电池的电荷转移阻抗值为81.69Ω,而涂层样组装电池的阻抗为64.51Ω,说明电荷的传导性能得到提高。常压连续等离子体增强化学气相沉积方法可有效应用于长效亲水聚乙烯电池隔膜制备,在高性能锂离子电池方面拥有巨大的应用前景。

黄河流域生态环境监测WSN路由优化方法研究

无线传感器网络(WSN)被广泛应用于黄河流域生态环境智能监测,传感器节点能耗和寿命是无线传感器网络路由选择面临的关键问题。为了降低路由选择过程中的节点能耗,防止节点过早死亡,将演化算法应用于WSN路由选择优化,在传统优化算法的基础上进行改进,将改进的自适应演化算法应用于路由选择优化,并随机选取黄河流域100个节点的WSN拓扑结构模型验证本算法的有效性。结果表明:改进算法和传统演化算法、蚁群算法相比,在无线传感器网络路由选择优化中,有效降低了传感器能耗,缩短了算法收敛时间,延长了WSN寿命,增强了连接可靠性,实现了黄河流域生态环境实时监测保护。

一种物联网水质监测云系统设计与实现

为实现智能环保系统的水质监测功能,文中设计实现了基于STM32和阿里云的水质监测云系统,能够对水样的温度、浊度、pH和TDS参数进行连续、自动监测。数据实时自动上传云平台,用户可在阿里云物联网平台查询实时监测信息,克服了传统水质监测系统中数据采集周期长、实时性差等缺点,具有一定的创新性和应用价值。

介质阻挡放电电压对聚酯织物放电特性及表面减反射效果的影响

在不同外加电压条件下,研究介质阻挡放电的特性及外加电压对聚对苯二甲酸乙二醇酯织物碱减量辅助刻蚀和减反射效果的影响。研究发现,聚酯织物的放入可明显降低介质阻挡放电的峰峰值电压。在12kV放电电压下,聚酯织物的介质阻挡放电电流峰基本为单脉冲放电;在25kV放电电压下,聚酯织物的介质阻挡放电电流峰为多脉冲放电。在25kV放电电压下采用10min的等离子体和3min碱液对聚酯织物联合处理后,织物的纤维表面可形成更为密集的1.3μm左右的凹孔及纳米级凸起结构,在450～700nm可见光波长范围内聚酯织物的反射率下降2.5%～4.5%。结果表明,高电压下等离子体产生的丝状放电对聚酯织物碱减量具有明显辅助增强效果,通过对放电电压和放电时间的调控,可以调控等离子体联合碱液处理织物的纤维表面结构及聚酯织物对不同波长可见光的反射率。

连续硅基杂化隔膜涂层对锂离子电池性能的影响

通过卷对卷连续常压等离子体增强化学气相沉积(atmospheric pressure plasma enhanced chemical vapor deposition,AP-PECVD)法,对锂离子电池聚乙烯(PE)隔膜进行涂层,制备了硅基杂化纳米颗粒涂层隔膜。通过衰减全反射傅里叶变换红外光谱仪(ATR-FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)和光学接触角测量仪对不同功率密度下涂层隔膜的物化性能进行表征,组装了LiFePO4/Li扣式电池并对其电化学性能进行测试,研究了100次循环后隔膜的表面特性。结果表明:纳米颗粒涂层隔膜含有-COOH、-OH、Si-O-Si、Si-OH等极性亲水基团,可显著降低电解液的接触角,提高润湿性;涂层隔膜的欧姆阻抗(Rs)和电荷迁移阻抗(Rct)显著降低,电导率增加。不同功率密度下的涂层隔膜能显著提高隔膜的物化性能和电池的电化学性能,但涂层隔膜的性能和功率密度之间并不呈正相关的关系,0.83 W/cm2功率密度下的涂层隔膜展示出更优的物化性能和电化学性。1C倍率100次循环后,未处理隔膜和涂层隔膜表面的孔隙都有一定程度的减小且Rs有所增加,但相对未处理的PE,涂层隔膜的颗粒与隔膜表面结合较好,孔径的减小和Rct的增加较少。

24 V/20 A磷酸铁锂电池管理系统的软件设计

磷酸铁锂电池作为一种新型的锂离子蓄电池,具有高容量、高输出电压、良好的充放电特性,但也存在着电池组一致性、电池过充等问题,因此在实际使用中需要配合电池管理系统(BMS)对其进行管理和保护,以发挥其最佳性能。文中设计了一款具有24 V/20 A输出功能的磷酸铁锂电池电源管理系统,利用模块化的设计理念,采用MAX17830的硬件架构对电池组进行数据的采集,并使用RT-Theart嵌入式操作系统进行任务管理。其主要研究内容是磷酸铁锂电池管理系统的软件设计及系统平台测试。

物联网RFID多标签识别防碰撞算法研究与实现

物联网RFID多标签识别防碰撞算法对系统的识别效率和稳定性至关重要。为了解决多标签识别的碰撞问题,对ALOHA及其改进算法进行了仿真分析,给出了不同时隙长度时标签数目与系统吞吐量的关系,提出了一种自适应动态调整帧长的防碰撞算法。仿真结果表明,随着标签数量的增加,自适应动态调整时隙长度的防碰撞算法吞吐率明显优于固定时隙算法和传统动态时隙算法。

超声楔焊金属键合物形成机理研究及模型构建

超声楔焊金属键合物的形成对半导体器件焊接质量至关重要,为分析金属键合界面形态演化及焊接参数对金属键合物形成的影响,研究了超声楔焊金属键合界面的形态,以及不同焊接参数对键合物形成的影响,分析了金属界面形态及键合物的形成机理,并给出了理论模型。实验表明:界面形态和键合物的形成与焊接参数功率、时间和压力有关,该理论可用于超声楔焊质量优化。