基于融合深度学习的物联网传感器应用雾大数据分析

物联网传感器的应用数量急剧增长,产生了大量数据,需要非常有效的数据分析程序。然而,不同的物联网基础设施和物联网传感器设备在发送和接收消息方面存在协议限制,给智能物联网传感器应用的开发带来了障碍,使得现有物联网传感器无法适应其他物联网传感器应用。文中研究和分析了物联网传感器如何为大数据分析生成数据,并强调了智能解决方案的现有挑战。物联网传感器应用需要在雾计算环境中进行大数据分类和分析。提出的雾大数据分析模型和基于反向传播神经网络分析模型相结合的融合模型为潜在的机器通信实践带来了新的挑战。将提出的模型应用于智能城市数据集,取得了较好结果,并在不同的物联网应用环境中比较了不同的深度学习和机器学习算法的性能。

卫星三轴姿态确定系统的光纤陀螺/星敏感器组合技术研究

为了满足卫星三轴姿态确定的精度要求,提出了基于状态估计法的星敏感器和光纤陀螺组合的方案,并设计了相应姿态确定算法。通过仿真证明:此方案能达到高精度卫星姿态确定系统的要求。

机械振动对光纤陀螺的影响及其减小措施

机械振动是光纤陀螺应用过程中无法回避的环境因素之一,如何提高机械振动条件下的精度是光纤陀螺设计和工程应用中必须考虑的内容。对机械振动影响光纤陀螺仪性能机理进行理论分析的基础上,在光纤环圈中引入了"匹配点"的概念,指出在光纤环中"匹配点"的空间位置越近越利于提高陀螺的振动性能,提出了通过采用四极对称缠绕技术是实现"匹配点"最小的一项有效措施,通过实例说明能否很好的控制四极对称绕法精度,对光纤陀螺的机械振动性能有很大的影响;实现了四极对称缠绕技术,很好的抑制了机械振动对光纤陀螺性能的影响。

云雾混合计算改进远洋渔船物联网系统通讯质量

远洋渔船上不断增加的船载智能设备和传感器增大了对网络通讯带宽和流量的要求,目前船岸间通讯的高昂费用和带宽限制成为整个系统的瓶颈。该文在远洋渔船作业系统中引入云雾混合计算架构。研究以云计算为基本架构,采用面向服务的构架,提供可靠和安全的数据存储中心,降低了对用户端的设备要求,利于不同设备间的数据与应用共享;同时,利用船载设备的计算和存储能力,采用雾计算架构的设备固件更新分发机制获取最少必要固件资源后在船载网络内部进行推送和更新,并利用船载传感网络雾计算模型在船载网络内部存储和压缩传感器环境数据,以降低船岸之间的数据通讯量。研究证明,云雾混合计算架构在保证船岸数据信息交互一体化的同时明显降低了对数据通讯带宽的要求,减少了网络流量。在测试期内,开富号各计算节点及传感设备固件更新文件数据量降低为传统架构的15.13%,传感器发往云端的报文数据量降低为传统架构的4.75%。参考卫星宽带流量套餐费用计算(1 MB费用约为10美元,2014年标准),在该时间段内,仅"开富号"一条船舶约节约7 500美元,每年能节约通讯费36 000美元,具有一定的经济效益。研究实践证明云雾混合计算有利于改善远洋渔船物联网系统通讯质量。

雾计算中跨层感知分簇路由协议

传统的以数据为中心的路由协议,往往会导致传感网中出现在大量的"能量空洞"或"热点"现象。为了克服上述现象,借助雾计算理论模型,提出了一种基于雾计算跨层感知分簇路由协议(A Cross-layer-sensing Clustering Routing Protocol Based on Fog Computing,CCRP)。该协议通过跨层映射原理,利用感知事件驱动机制将雾节点映射到传感层,构成功能强大的虚拟控制节点,将传感网分簇路由协议的控制过程上传至雾层,通过雾计算实现事件域节点分布式成簇路由汇聚中心,从而建立以映射雾节点为中心的优化数据聚合路由,取代传感网底层路由中的数据,进一步平衡并减少网络负载。在路由协议优化阶段,利用粒子群优化算法(Particle Swarm Optimizations,PSO)采用无竞争开销方式选举一组最佳节点担任簇首,能有效地均衡全网能量的开销,抑制传感器节点能量的快速消耗,延长了网络生存周期。仿真实验表明,CCRP协议能够有效抑制网络开销的同时还可以高效完成对数据的优化过程。

传感云安全研究进展

通过调研大量的国内外传感云安全的相关文献发现,现有的传感云系统存在一系列严重的安全问题,如不同服务提供商的信誉问题、物理节点耦合漏洞、数据权限管理漏洞等,严重地阻碍了传感云系统的进一步发展。分析了传感云系统存在的安全问题,对比了现有的传感云安全技术,讨论总结了不同种类解决方案的优缺点,提出了未来传感云发展面临的安全挑战。最后,设计了基于雾计算框架下传感云安全的实现方案,为传感云的安全研究带来新的思路。

高分子膜及其在光纤气体传感器中的应用

高分子膜具有制备简单、性能稳定以及与指示剂相容性好等特点,是光纤气体传感器中固定指示剂的优良基质材料。简单介绍了用于光纤气体传感器的高分子膜的特点、制备方法及其性能影响因素,综述了近年来基于高分子膜的光纤气体传感器的研究进展。

前向散射型能见度仪的研制

前向散射能见度仪测量前向散射光强度,确定大气的消光系数,进而获得大气的能见度值。基于上述原理,考虑雾天大气散射特性,研制了一台前向散射能见度仪样机。通过样机室外雾天散射光强测量值与实地能见度值的比较,给出之间的修正计算公式。样机还在外场与国外同类仪器进行了实测数据对比实验。

双轴倾角传感器的设计与实现

光纤陀螺(FOG)寻北仪是利用FOG在相对地球静止时感测到的地球自转角速率在光轴上的分量特性而设计的寻北系统。固定陀螺的基座不水平时,对寻北精度会产生较大的影响。为了检测基座平面的姿态角,并对陀螺的输出值进行补偿,研制了高精度的双轴倾角传感器。该倾角传感器采用双轴石英挠性加速度计作为检测元件,通过采样加速度计在相差180°的2个方向上的输出值,精确地解算出基座平面的姿态角,并消除了加速度计偏值的影响。系统简单,容易实现,且达到了较高的测角精度。

基于雾计算的可信传感云研究进展

云计算技术与无线传感器网络结合所产生的传感云(sensor-cloud)系统已经逐渐成为研究的热点。传感云在云计算平台的支撑下扩展了传统传感网的服务能力。对目前主流传感云系统进行了充分调研,总结了传感云系统的特点和发展规律,发现系统中存在的可信问题将直接影响到上层数据保护和应用;揭示了已有方案难以提供可信传感云服务是因为底层无线传感网能量不足、计算能力弱、易故障等,以及云计算模式缺乏对底层传感器节点和数据的直接管理等;构建了基于雾计算模式的可信传感云实现框架,设计了可信评估、可信数据收集、可信存储等关键技术,也为后续研究提出可供借鉴的新思路。

一种简易雾霾检测仪的研究

介绍了一种新型雾霾检测系统的设计思路、设计原理、结构组成以及技术指标和应用前景等。该雾霾检测系统采用分布式测量方法,并通过计算机对数据进行接收和处理,结合手机APP实现对区域环境内的雾霾浓度监测。该系统以实用、快捷、低成本为设计初衷,可在愈发严重的雾霾天气下实现对某区域内雾霾浓度的快速、准确测量。该实验装置也是对AVR单片机的实例应用,学生可应用该实例提高对单片机的应用能力和编程能力。

基于物联网和雾计算的温室智能感控系统设计

为解决当前农业产业基地温室大棚分布范围广、传感器配置不完备、监测数据准确率低、自适应调节能力差等问题,设计物联网(IoT)温室智能感控系统,提出在分布式温室环境感控系统中应用雾计算的方法并设计智能温室物联网的雾计算模型。设计研发温室环境智能感控终端设备,选用ATmega328PAU MCU核心控制器自主设计研发采集终端Arduino主板,与以ARM Cortex-A53为核心控制器设计的控制终端结合,实现温室环境信息智能感控、终端自诊断及雾计算功能。实验结果表明:设计的温室智能感控系统性能稳定、精度高,具有一定的应用与推广价值。

保偏光纤技术进展及发展趋势

文章阐述了保偏光纤(PMF)的基本原理和制造技术,分析了国内外PMF的技术进展及PMF的发展趋势.

柜式空气净化器硬件电路设计

描述的柜式空气净化器应满足人们日常生活中对空气质量的要求;要使柜式空气净化器能够检测空气的质量并且净化空气,从而达到提升空气质量的目的。将整个系统的电路设计分解成若干更加细致的功能模块。描述了柜式空气净化器采用的VFD显示器的静态和动态控制原理,最终采用动态控制原理控制VFD显示器;另外描述了柜式空气净化器检测传感器的电路设计、实验以及最终的效果测试。制作成功之后的电路能够通过实际检测,完成设计任务,能够完全控制柜式空气净化器。

CCD星敏感器辅助光纤陀螺在线标定技术

首先建立陀螺在线标定模型,然后以电荷耦合器件星敏感器输出的姿态四元数和陀螺输出的载体相对于惯性空间的姿态四元数构造量测量,采用模型预测滤波与扩展卡尔曼滤波相结合的方法,将部分陀螺误差项作为模型误差,在线实时估计并修正系统模型,提高了状态估计的精度,最后对该算法进行了数学仿真。仿真结果表明,该方法能有效地完成陀螺在线标定,标定精度和速度明显优于传统方法。这种在线标定的处理方法在实际使用和维护中具有极大便利。

智慧健康研究综述:从云端到边缘的系统

智慧健康是基于物联网的环境感知网络和传感基础设施的实时的、智能的、无处不在的医疗保健服务.得益于云计算、雾计算以及物联网等相关技术的快速发展,关于智慧健康的相关研究也逐渐步入正轨.近年来对于智慧健康的相关研究,主要从云端和边缘这2个主要方向展开,其中包含了云、雾计算,物联网传感器,区块链以及隐私和安全等相关技术.目前,在云和智慧健康的研究中,关注点在于如何利用云去完成海量健康数据的挑战和提升服务性能,具体包括健康大数据在云中的存储、检索和计算等相关问题.而在边缘,研究重点转变为健康数据的采集、传输和计算,具体包括用于采集健康数据的各类传感器和可穿戴设备、各类无线传感器技术以及如何在边缘处理健康数据并提升服务性能等.最后,对典型的智慧健康应用案例、区块链在智慧健康中的应用以及相关隐私和安全问题进行了讨论,并提出了智慧健康服务在未来的挑战和机遇.

山区微尺度环境探测参数拟合“瘴气”曲线

无线探测网络(wireless sensor network,WSN)可以方便采集复杂微环境物理参数,通过对多参数曲线拟合,形成描述微环境的拟合参数集与拟合参数曲线。研究通过具有单向对流通道的山地微环境的WSN多参数连续探测,揭示了微环境的微颗粒搬移过程。山区微环境不同空间存在的植被残屑、花粉等有害粉末与山地团雾混合后,通过对流与山风等微环境气象形成的物质搬迁。当搬迁物质在低地空间产生物质沉积,成为山区瘴气等灾害动因。实验通过沿通道部署多参数WSN,通过对团雾的识别与颗粒密度(搬迁物质)峰值曲线拟合,证实了这种上团雾的迁移规律,部分证实了历史上瘴气存在与影响。

传感用光纤光栅写入技术的研究和发展

为克服目前传感应用领域借用传感性能并不优异的通信用光纤光栅的不足 ,在总结传感用光纤光栅制作技术的特点和要求基础上 ,对近年来传感用光纤光栅的制作技术进行了系统回顾 ,具体分析了耐高温、高机械强度、增敏 /去敏等常见传感用布喇格光纤光栅的写入技术以及紫外曝光、机械变形、红外激光逐点写入等传感用长周期光纤光栅的制作方法 ,最后对传感用光纤光栅制作技术的发展方向进行了预测。

用于光纤陀螺温度补偿的传感器试验研究

分析了温度测量在光纤陀螺试验中的重要性以及传统温度测量方法的局限性,提出并设计了一种实时性好、精度高的温度传感器电路。对其工作原理、适用范围、主要元件的性能以及其在电路中的作用作了详细的分析,并阐述了该传感器电路用于光纤陀螺温度试验的优越性。经试验验证:该温度传感器电路具有良好的线性、重复性以及实时性,完全可用于光纤陀螺的温度补偿试验以及精密温度控制系统。

LED汽车灯具防雾装置设计及应用

LED作为第4代照明产品凭借节能环保的优势逐渐应用于汽车照明领域,然而,随之而来发现LED汽车灯具起雾现象普遍存在,既影响了车灯的照明效果又影响车灯的使用寿命,严重威胁了人们的出行安全。因此,本文提出一种基于湿度传感器、加热片和纳米涂层的双重防雾设计装置,尽可能地减少灯内的水分,保证车灯使用寿命。该装置结构明显提高LED汽车灯具的防雾能力,促进中国汽车工业的迅猛发展。