基于智能手机的免疫分析检测系统研究与应用进展

智能手机的出现给人们的生活方式带来广泛变化的同时,也为科学技术的拓展和应用提供了新的研究平台。技术人员将免疫分析方法与智能手机传感技术结合,开发了多种基于智能手机的生物样本分析检测传感系统,促进了免疫分析方法在POCT领域的应用。该研究基于所用传感器和检测对象的差别从基于摄像头的光谱仪、基于摄像头的酶标仪、基于摄像头的试纸条阅读仪以及基于环境光传感器的分光光度计4个方面概述了智能手机在免疫分析领域的研究与应用情况,简要讨论了目前智能手机应用于免疫分析的一些局限性,并对智能手机传感系统的未来适用性进行了展望。

人工智能在新型电力系统智能传感、通信与数据处理领域应用

新型电力系统以清洁能源为主体,借助海量数据和计算技术实现电源与负荷间的动态平衡,其核心特征是系统的可观、可测、可控。人工智能作为重要技术支撑,能够在能量流和信息流深度融合的基础上,提升电网智能感知水平,优化通信网资源利用和系统数据处理能力。该文主要介绍了新型电力系统的形态、特征和机理,强调了在新形势下的电网数字化转型迫切需求,并对人工智能技术在电力传感、电力通信和电力大数据处理领域的研究现状和应用情况进行梳理分析,探究其促进新型电力系统各环节电气量、状态量、环境量的全面感知、即时通信与数据分析,有力支撑电力高级应用。最后对人工智能技术在新型电力系统建设中面临的挑战进行了总结和技术发展展望。

光纤传感在公路隧道智能通风控制系统中的应用

在公路隧道智能通风控制系统中,交通流量信息是系统控制和调节风机的重要参考依据,目前常用的地感线圈或视频检测交通流量方式在公路隧道中存在一定的应用局限性。本文利用分布式光纤测振系统,实时采集交通公路隧道沿线的空间连续的振动信号,并从中判断和分离出各辆车的行驶振动信号。旨在通过对交通公路隧道的车流检测和车速检测,实现对公路隧道内车流量的统计以及拥堵状态判断,可以更为准确地检测交通隧道内车流的数量以及速度信息,实现对公路隧道内通风系统的智能控制。

基于智能传感技术的输电线路跨越架环境监测与预警系统研究

本文针对输电线路跨越架环境监测与预警系统展开研究,旨在利用智能传感技术提高输电线路跨越架的安全性和可靠性。通过对传感技术在输电线路跨越架监测领域的应用综述,针对目前存在的问题和挑战,设计了一种基于智能传感技术的跨越架环境监测与预警系统,包括传感器的选择、布置方案以及数据采集与处理方法。随后,利用实验和仿真方法对系统验证和评估,结果表明该系统能够有效监测输电线路跨越架的环境参数,并实现对潜在风险的预警。讨论系统的优势和局限性,并提出未来的研究方向。本研究为提高输电线路跨越架的安全管理水平提供一种新的技术手段,具有一定的理论和实际应用价值。

论曳引式施工电梯智能传感系统的研究

该研究以曳引式施工电梯智能传感系统为对象,并通过试验对其进行验证。试验结果表明:该改进系统在实时监测,数据处理及预警响应等方面均显示了优越的特性,有很高的应用价值及推广前景。通过实时监测与预警,本系统能够有效地提高施工现场安全与稳定,减少事故风险。展望将来,系统可望在智能化升级,物联网集成,传感器融合及可扩展性与模块化设计等方面达到不同施工现场要求。

基于多源传感技术的铁路货运智慧监控模拟实验系统设计

在“新工科”教育背景下,为进一步丰富和优化铁路货运实验教学内容,设计了基于多源传感技术的铁路货物运输智慧监控模拟实验系统,即使用多源传感信息技术对货物运输环境和货物运输状态进行监测以及预警。结合OBE教育理念开展教学改革实践,提出提高学生综合能力的教学和评价方法。学生能对铁路货物运输的全过程有更为深刻的认识,提升对货物运输系统的操作能力,为今后从事铁路货运工作打下坚实的基础。

基于TMR器件的弱磁传感系统设计

小型化高性能磁传感系统在磁异探测、航空航天、生物磁测量等领域具有重要的应用前景。传统磁传感系统因体积大、功耗高等原因难以搭载于无人机平台,而隧道磁电阻(TMR)器件是构建小型磁传感系统的理想选择。该文在分析TMR器件磁滞特性及其灵敏度与工作点关系的基础上,提出一种通过稳定TMR器件工作点来实现磁滞补偿的方法,通过建立磁场反馈补偿回路并采用自适应磁场补偿算法,大幅提升磁传感系统的性能。测试结果表明所设计的磁传感系统的测量范围为-10000~10000 nT,线性度为0.016%,噪声水平为0.39 nT/√Hz@1 Hz,带宽为60 Hz,可以满足水下磁异目标探测等应用需求。

新型电力系统设备状态监测与故障诊断传感芯片关键技术与展望

随着新型电力系统的建设与发展,电力关键设备运行环境发生改变,运行过程也面临更多风险。电力关键设备的状态监测和故障诊断技术是其正常运行的保障,但目前仍存在不足。集信号采集、数据分析、信息传输功能于一体的传感芯片将能够实现在线、实时、准确的关键设备状态监测和故障诊断。文中从面向新型电力系统的设备状态监测和故障诊断传感芯片的基本概念出发,综述了传感芯片的传感采集、信号处理、数据分析及信息传输4项关键技术的发展现状,指出关键技术面临的挑战。最后,展望了未来电力关键设备状态监测和故障诊断研究方向。

基于电磁耦合传感的小口径管道缺陷检测系统研发

石油和天然气管道在全球能源基础设施中发挥着至关重要的作用,管道在线内检测(ILI)技术是检测和评估管道完整性的重要工具,然而,它面临着诸多检测挑战,如不同类型缺陷的检出局限。该文提出一种基于电磁感应和永磁体复合磁化机理的新型ILI传感内检测系统。首先,提出一种可产生轴向漏磁场和周向均匀交流磁场的新型磁环结构(MRS);其次,通过添加永磁体磁化结构,优化励磁结构配置,增强管壁穿透能力和磁通强度;同时,在保证内检测器在小口径管道内安全通过下,克服单一技术限制,提高对浅表层缺陷和较深埋深缺陷的检测能力。为评估所提出的MRS系统的可行性,开展了管道牵拉测试,RMS与永磁铁励磁结构的最优配置,实现对深度0.81 mm表面浅缺陷和埋深4.1 mm的亚表面缺陷检出;最终,通过有限元仿真和实验以及牵拉测试有效验证了所提方法的检测能力。

智能传感教学平台能源管理系统设计

智能传感教学平台以能源管理分散控制系统为核心,阐述了智能传感教学平台能源管理系统结构组成,针对软硬件需求对系统的采集和数据传输进行设计,利用智能传感器把生产过程中的相关数据采集并传输到组态软件,通过建立数据系统,通过NT6000能源管理系统可以实时监控、分析设备运行状态,实现能源集中管理,降低企业能源消耗成本。

基于无线传感网及边缘网关的智慧农业大棚监控系统设计

在不断发展的物联网、大数据及云计算等技术的交叉融合下,基于无线传感自组网及边缘网关,应用边缘计算,设计实现了一种智慧农业大棚监控系统。系统设计基于物联网架构,传感层以CC2530芯片为核心分别构建了传感型采集节点和控制型节点;采用正三角形网格的节点部署方案,高质量实现了无线传感网构建。边缘网关以STM32F103ZET6 MCU为核心,一方面负责与无线传感器网络中的各节点进行数据通信,完成边缘计算并对网络中的节点进行管理和控制;另一方面通过WiFi、4G/5G等通信模块进行数据的无线传输,把采集到的数据封装处理打包传输到服务器端,实现边缘网关作为连接传感节点与服务器监控中心的相应功能。应用层通过EMQTT服务器和Node-RED搭建云平台构建,用户可以通过PC端、手机端登录数据处理中心的WEB服务器,实现对物联网设备的控制及环境的监测。

低碳园区智能感知系统优化配置设计方法

针对目前低碳园区具有规模较大、信息分散、数据采集成本较高的问题,本文提出了一种智能感知系统的多目标优化配置方法。基于提出的智能感知系统结构,以传感网络节点覆盖率最高为目标进行节点选址;同时以投资成本、故障损失成本和运维成本最小为目标,建立数据采集设备优化配置模型。采用量子遗传算法求解多目标优化模型,结合工程实际,以获得传感网络覆盖率和经济效益最大化的配置方案。最后通过算例分析验证所提出的基于量子遗传算法的智能感知系统多目标优化配置方法的有效性。

面向压电能量收集的传感器系统设计

为解决无线传感器系统供电受限问题,设计了一种基于压电效应的能量采集系统。该系统由能量收集模块、能量管理模块和无线传感模块组成。通过收集环境中的低频机械振动能量并将其存储到储能元件,实现为传感系统供电,其中能量管理模块采用升压芯片BQ25570,它将输入端电压升高至3.3 V并存储在储能元件为整个系统供电。实验结果表明,设计的无线传感器自供电系统能够在一定条件下实现能量的采集与利用,一定程度上延长了系统的工作时间。

基于时间分布特征的传感式蚊子分类监测系统

近年来,蚊虫的滋生对人们的身体健康和生活质量产生了极大的影响。为抑制蚊子的过度滋生与蚊虫疾病的广泛传播、对区域内蚊虫群体数量进行针对性地把控,设计了一套基于时间分布特征和光电传感器并对蚊子进行分类计数的监测系统。该系统主要由捕蚊机械结构、蚊子数量特征光电监测装置和数据处理云服务平台三部分构成,通过物联网技术与用户的终端相连,对捕获蚊虫的数据进行多元分析、分类存储、可视化呈现,以便更好地开展蚊虫消杀与疾病防控工作,在蚊虫消杀、疾病防控等领域具有一定现实意义。

电动车电机驱动传感系统集成故障诊断策略

电动汽车电机驱动系统中传感器系统的传统故障诊断方案需要额外增加硬件成本和安装空间,提出一种基于解析冗余的电动车电机驱动传感系统集成故障诊断策略,而无需额外的检测传感器。将车辆动力学的高级故障诊断与电机系统的低级故障诊断相结合,从而获得具有强鲁棒性和稳定性的集成故障诊断策略。针对高级故障诊断,分析被诊断的传感器和车辆动力学残差之间的相关性,并借助实验分析验证了所提策略的有效性。针对低级故障诊断,利用奇偶方程对电流传感器和位置传感器进行故障诊断。最后将高级和低级故障诊断相结合实现双重监控,对故障因素进行具体分类,并通过系统性能分析来区分故障,进一步增强了诊断策略的鲁棒性和稳定性。

基于复合纳米振子系统的光学质量传感

提出了一种基于金刚石氮-空位(NV)色心-悬臂梁复合纳米机械振子系统,该系统将金刚石NV色心镶嵌在悬臂梁底部,再通过悬臂梁振动形变产生的应力与金刚石NV色心中的自旋电子相互作用实现耦合;进而利用光学泵浦-探测技术研究了该系统的相干光学特性。首先,基于该复合系统的探测吸收谱,提出了一种测量纳米机械振子频率的全光学方案,在红边带的条件下,可通过观测吸收谱中两尖峰的分裂宽度从而确定自旋与纳米机械振子的耦合强度。其次,由于金刚石NV中心电子自旋具有较长的相干时间,因此进一步基于该复合系统提出了一种室温下全光学质量传感方案。

基于激光传感技术的电缆管道测绘仪器自动化控制系统

电缆管道测绘仪器为电缆敷设提供相关分析数据,该文设计基于激光传感技术的电缆管道测绘仪器自动化控制系统。利用激光传感技术获得电缆管道测绘仪器在电缆管道内的测距结果,依据电缆管道内的测距结果建立电缆管道测绘仪器伺服驱动器的PID控制方程,实现电缆管道测绘仪器的伺服控制,并去除激光偏振带来的相位差,补偿相位漂移,实现电缆管道测绘仪器激光偏振控制。实验表明,该系统不仅可有效测量电缆管道内测绘点距离,还可有效控制电缆管道测绘仪器伺服电机,并对电缆管道测绘仪器的激光偏振进行控制,应用效果较为显著。

基于改进神经网络的TMR磁传感系统温漂校准方法

由于环境以及自身元件的发热等因素的影响,TMR磁传感系统实际工作温度会发生一定程度的波动。随着温度的升高或降低,TMR磁传感系统的实际输出会产生一定的误差,出现输出的温度漂移现象。为了抑制温度漂移对TMR磁传感系统的影响,采用反向传播(BP)神经网络对系统输出的温度漂移现象进行补偿,并利用遗传算法(GA)对BP神经网络进行优化,通过对补偿前后数据的对比,使TMR磁传感系统的输出温漂大幅下降了2个量级,得到了较为理想的效果,提升了TMR磁传感系统的性能和可靠性。

智能手机的图像传感器及其应用

智能手机轻薄化的要求越来越高,摄像头模组封装环节的重要性也日益凸显。摄像头已经广泛应用于各类电子产品中,尤其是手机、平板等产业的快速发展,带动了摄像头产业的高速增长。手机厂商在不断进行手机差异化设计,而手机像素升级就是很好的差异化方向。

智慧园区无线传感网络能量均衡覆盖优化系统

针对传统LEACH协议存在数据传输效率较低以及节点能量分布不均的缺陷,文中从功耗和效率层面出发,提出了一种无线传感网络能量均衡覆盖优化系统。对于节点能量分布不均的问题,设计了由剩余能量因子与距离因子所组成的系统权重因子,并根据该因子及竞争半径来选择簇头。同时基于遗传算法提出了一种单链多跳路由协议,进而提升了系统的功耗水平,解决了数据传输效率偏低的问题。以某智慧园区为模型进行的实验测试结果表明,所设计系统的存活节点个数、系统剩余能量以及数据包接收数量这三个指标均大幅领先,充分说明了改进后的算法能够有效减少系统的能量损耗并提升节点的利用率,使其可以存活至1200轮,从而延长整个WSN系统的运行周期。