基于STM32的浮标及其定日光伏控制系统设计

为了提高海洋浮标对太阳能的利用率而设计了一种定日光伏系统的控制方案,采用STM32嵌入式单片机作为控制核心,结合浮标的特制外形,其太阳能电池板能够始终向着太阳转动,最大限度地为浮标进行供电。所述的浮标特制外形由带有对称肋板的浮标体和透明保护罩组成,提高了浮标的抗变形能力,减弱了太阳能电池板转动引起的反转及左右摇摆趋势。该系统经试验及仿真分析,达到预期目标,运行稳定可靠,有良好的推广应用价值。

基于物联网的蟹种饲料称重投放系统

饲料的称重投放是现代蟹种养殖的重要组成环节,智能化的称重投放装置有助于科学地投喂管理。基于物联网的三层体系结构设计了系统的控制方案,采用STM32嵌入式单片机作为控制核心,压力传感器实时检测饲料的重量,通过增量式PID算法输出PWM方波控制振动电机的振动下料。并设计了上位机监控软件,PC或移动客户端可远程设置投料要求,通过无线通信传输投料信息,录入数据库,进行实时数据显示和历史数据查询。该系统经实测,结构简单,称重准确,运行稳定,可多台装置协同工作,有良好的推广应用价值。

动态ID多因素远程用户身份认证方案的改进

基于动态身份信息ID的远程用户身份认证方案,在保证远程用户身份匿名性及不可追踪性的前提下,可实现远程用户与服务器端的双向身份认证。对Yang提出的基于动态ID的远程用户身份认证方案进行了安全分析,指出Yang方案无法抵御重放攻击、服务器伪装攻击、用户伪装攻击,且不能提供双向认证。针对这些缺陷,提出了一种多因素远程用户身份认证方案的改进,并进行了安全性和效率分析,分析结果表明,改进的方案弥补了Yang方案的不足,且具有较高的安全性能。

电磁振动投饵机工作特性研究

为了解决传统电磁振动投饵机存在的输送效率低、噪声大、工作不稳定等问题,使用二次回归设计建立振动烈度和送料时间关于显著因子的回归方程,并利用MATLAB对振动烈度和送料时间进行了多目标优化,试验结果表明:电压、通电频率、弹簧刚度、气隙会对机体振动烈度和输送效率产生不同的影响。而利用试验设计方法可以准确地描述输入变量和输出响应的函数关系,为电磁振动投饵机的精确设计提供了理论依据。

基于水产品保活运输的多传感器数据融合算法

为了解决水产品保活运输中的多传感器监测数据误差大的问题,提高数据融合的精度,提出了一种多传感器数据融合算法。先剔除某时刻温度传感器采集差异较大的数据,在分批估计的基础上,加入修正因子,构造修正样本方差,实现某时刻各个批次温度融合值权重自适应调节,得到车厢内精确的温度融合值。以乌鳢运输为例进行验证,结果表明:相比于分批估计算法,该算法可更精确地获得水产品的环境温度,以便于更好地对保活温度进行控制,其融合精度更高,稳定性更好。

基于机器学习的无人船目标识别系统研究

针对无人船装置在复杂视域环境下的目标识别准确率低、运算率高等不足,提出了采用OpenCV视觉处理框架,建立基于机器学习的无人船目标识别系统。利用HAAR级联分类器训练算法建立了目标物的机器学习库,通过多组训练目标物对比实验,分析出最大识别率和最小虚警率的关系,及正负样本尺寸和比例对训练时间和精确度的影响,得出参数值的最适设定范围。还通过水面的镜面效应,采用相位相关性法水岸线识别算法,准确地识别出水岸线,提高了水中目标物的识别效率。

一种改进的远程用户身份认证方案

物联网的快速发展给人们的生产生活带来了极大的便利,但是如何保证用户的信息安全是物联网发展中必须解决的一个重要问题。为了解决该问题,必须在增加较低计算量的前提下,提出安全性更高的身份认证协议。对Nikooghadam等人提出的保护用户身份的协议进行了分析,并在此基础上提出了一种改进的远程用户身份认证协议。采用BAN逻辑进行验证,也进行了性能比较与计算效率分析,结果表明,提出的协议在增加较低计算量的前提下具有更高的安全性。

混合电源系统的特性分析与转换效率研究

对于海洋电浮标,提出一种基于太阳能发电的并联式混合电源系统。该结构包括锂电池和超级电容,在锂电池和超级电容之间通过一个双向DC/DC转换器连接。主要对蓄电池的充放电特性进行分析,减少峰值电流对电池的损害,增加电池的寿命和长期的充放电效率;同时对连接电池与电容的DC/DC转换器进行损耗分析,搭建实验,分析数据,得到双向DC/DC转换器效率最高时的电流值,与蓄电池的特性相结合,提高能量的转换效率。

基于北斗通信的河道水质监测系统设计

针对当前水污染监测费时费力的问题,为了实现实时在线检测水质信息,提出了一种基于北斗通信的浮标监测系统,该系统包括浮标体数据采集系统和岸基接收站系统。以新型设计的浮标为载体的数据采集系统,采用STM32芯片,通过RS485协议读取传感器数据后发送并保存至SD卡中;同时通过北斗模块将数据发送至岸基,岸基上位机可远程浏览浮标状态数据、水质数据以及位置信息。整个系统采用太阳能供电方式,以此完成从数据采集、数据保存到数据传输、数据处理。经测试,整个系统运行状况良好,可实现水质自动化监测,达到预期设计要求。

基于物联网的QCM气体检测系统的设计

石英晶体微天平(QCM)具有灵敏度高、稳定性好、成本低等优点,在有害气体检测与分析等领域得到了广泛的关注。针对QCM测量系统设计复杂,易受环境影响等问题;本文在现有研究的基础上,利用新型器件设计了低功耗、高集成度的QCM频率采集与检测方案,降低了环境因素的影响,提高了系统的可靠性。同时本系统利用物联网技术实现了感知数据的长距离无线采集。实验结果验证了本设计方案的有效性与可靠性。

应用于无人船课程教学的水面航行器水样采集装置设计

资源开发导致水域污染问题日益严重,所以水质监测的重要性不言而喻。过去,水质监测以人力执行为主,不仅费时费力,还存在精度低、时效性差的问题,且部分水域人力无法涉及。本文设计出一种无人船,配合相应的水质检测装置和远程网络操作系统替代人力,并对无人船的结构框架和操作平台的设计进行了介绍。主要的软件设计是基于QT软件,可以实现实时显示传感器参数、视频传输、路径显示。通过模拟测试表明,该无人船及其操控平台,可以满足对水域水质检测监控的需求,同时提高了监测效率和降低了人力需求,也可以运用于诸如农业等相关领域,有力地提高了人们的生活质量。

Knowledge Access Based on the Rough Set Theory

During the procedure of fault diagnosis for large-scale complicated equipment, the existence of redundant and fuzzy information results in the difficulty of knowledge access. Aiming at this characteristic, this paper brought forth the Rough Set （RS） theory to the field of fault diagnosis. By means of the RS theory which is predominant in the way of dealing with fuzzy and uncertain information, knowledge access about fault diagnosis was realized. The foundation ideology of the RS theory was exhausted in detail, an amended RS algorithm was proposed, and the process model of knowledge access based on the amended RS algorithm was researched. Finally, we verified the correctness and the practicability of this method during the procedure of knowledge access.

大规模物联网终端密文数据分段小波降噪算法仿真

为有效滤除终端密文数据中的噪声,提出一种大规模物联网终端密文数据分段小波降噪算法。采用周期图谱估计特征提取方法提取不同类型数据的连续谱分量和线谱分量,获取密文数据的噪声特征。通过噪声数据在尺度空间的最大投影构建能量匹配准则,采用结构化小波滤波器组建立与信号能量一致的最优能量匹配小波。并通过波形匹配准则,使用优化函数建立与信号波形相同的最优波形匹配小波,完成大规模物联网终端密文数据分段小波降噪处理。经实验测试结果表明:所提算法能有效降低数据降噪延时,同时能获取较满意的降噪效果。