基于Zigbee技术的无线辐射监测系统的建立

基于Zigbee技术的无线辐射监测系统可对众多辐射监测仪的监测数据进行实时采集和统计分析,无需布线,组网灵活。该辐射监测系统包括多台辐射监测仪及上位机监测平台。辐射监测仪负责测量辐射信息,并将辐射测量结果通过Zigbee模块发送出来。辐射监测平台负责接收辐射测量结果,并将数据在监测平台上进行显示和存储。对辐射监测仪和辐射监测系统进行测试,测试结果表明:辐射监测仪可对在环境本底的基础上增加0.1μSv/h的γ辐射给出可靠报警;辐射监测系统可自动进行无线网络连接,整体运行稳定,数据采集准确,可实现对各个辐射监测仪监测数据的实时采集和存储。

一种穿戴式心肺监测系统的设计及其试验研究

目的:设计一种穿戴式心肺监测系统,并通过人体初步试验验证该系统的性能。方法:该系统由数据采集器、穿戴胸衣以及信息管理平台组成。其中,数据采集器以EFM32GG330单片机作为主控单元(microcontroller unit,MCU),其内部主要包括呼吸调制模块、心电调制模块、体位调制模块、无线通信模块(含蓝牙模块和Wi-Fi模块)、存储模块、电源管理模块等。穿戴胸衣采用开衫式结构设计,内侧设计有心电传感器和呼吸运动传感器。信息管理平台采用客户端/服务器(Client/Server,C/S)架构,通过Java/JavaScript实现软件编程。通过人体初步试验,将该系统与医院常规使用的迈瑞IPM10多参数监护仪进行对比,验证该系统监测人体心率及呼吸率的有效性。结果:该系统可长时间连续监测人体的心率和呼吸率,且监测结果与迈瑞IPM10多参数监护仪的监测结果具有很好的一致性。结论:该系统可用于训练或运动中的心肺指标医学监测,为健康管理提供精准的生理信息。

基于Arduino的家居环境物联网监测系统的设计与实现

为给居民提供一个相对适宜的生活与居住环境,通过引进Arduino,开发一种面向家居环境的物联网监测系统。以物联网作为支撑,设计系统友好登录、展示界面,集成开源电子硬件,设计监测系统架构。选择UNO R3 Arduino开源硬件、AITM1000S-CTAITM1100S-B温度传感器作为系统主要设备。在硬件设备的支撑下,采用HTTP技术设计系统通信;采集家居环境物联网监测数据,将数据传输到系统处理中心,清空中心环境变量数据,设计训练条件与家居环境的适宜度评价标准,实现家居环境物联网监测数据的评估与预警。设计对比实验,实验结果证明:该系统可以精准监测到家居环境各项指标的变化,实现环境状态的实时感知。

基于ZigBee和云平台的大棚环境监测系统设计与实现

针对温室大棚环境的实时监测问题,利用ZigBee无线传感网络和GPRS远程传输技术,设计远程监测系统,在云端搭建服务器,采用Spring Boot服务框架,开发Android移动端APP.测试表明,系统能对温室大棚环境进行远程监测和预警,系统运行稳定、部署灵活、便利性好,有利于提高大棚农业管理水平.

基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验系统

为更好地开展矿业安全类专业试验实践教学和培训,培养安全应急一流复合型拔尖人才,设计一种基于Unity3D的矿井火灾监测与防治虚拟仿真试验教学系统。首先,采用3ds Max建立仿真模型,构建矿井火灾监测防治试验系统总体框架;其次,开展外因火灾监测与远程自动控制救灾风门应急处置、内因火灾监测与温控胞衣阻化剂防灭火应急防控等人机交互试验实训;最后,建立综合评测的试验评价体系用于考核评估。结果表明:该试验系统具备虚拟现实沉浸性、交互性、构想性的技术特点,利于打造井下三维虚拟仿真场景,逼真展示矿井火灾演变过程;在试验与实训方面,可以突破传统模式在时间、空间、安全、资源等方面的限制,提供自主学习与多元评价方式。

基于ZigBee的森林火灾预警监测系统的研究

针对森林火灾具有突发性和预防难度大的特点,设计了一种基于ZigBee的森林火灾预警监测系统。该预警监测系统将ZigBee的无线组网技术与无线传感器网络技术相结合,对火焰、湿度、温度、烟雾浓度等参数进行实时监测,并通过北斗短报文系统实现无地面通信环境下的导航、定位、数据采集和传输;同时,该预警监测系统设置了自供给电源模块,可以实现监测的实时性和连续性,大大提升了森林防火智能化程度。

基于农业互联网平台的灌溉监测信息系统研究

为进一步提高我国农作物智能灌溉系统的作业效率,基于农业互联网平台,针对其灌溉监测信息处理环节展开研究。以大数据及SOA平台为核心架构,建立土壤环境参数与灌溉系统数据监测之间的内在关系,完成监测信息的布局设计与精准灌溉作业实现。进行系统在互联网平台下的灌溉试验验证,结果表明:基于农业互联网平台的灌溉监测信息系统改进后,各灌溉模块的功能运转效率得到显著提升,信息监测准确率与系统控制精准度分别提升至95.56%与94.51%,灌溉系统效率相对平台应用前提升了7.79%。所设计的联网平台架构下的灌溉系统整体改善效果明显,是我国向智慧农业方向迈进的重要基础,对于类似智能灌溉装备广泛推广有重要的参考价值。

混流式水稻烘干塔温度远程监测系统设计

针对混流式水稻烘干塔温度难以远程监测的问题,设计了一种基于Python和LoRa技术的温度远程监测系统。系统以STM32F1单片机硬件系统为下位机,通过PT1000温度传感器测得烘干塔温度信息,判断水稻烘干塔干燥状态,并通过LoRa无线模块将状态信息传输至上位机人机界面实时显示。生产试验结果表明:整套系统数据传输性能稳定,传输距离远,数据传输成功率达96%以上,满足复杂工作环境要求,能够实现粮食干燥过程的温度实时监测功能。

基于环境声识别的工业设备状态监测实验系统设计

为了实现低成本的工业设备故障检测,设计了一套基于环境声识别的设备状态监测实验系统。基于Arduino开源硬件开发低成本的智能传感器,并部署限制感受野的深度学习模型RFL-MobileNet。通过在边缘端进行智能数据处理,系统为工厂设备提供了实时且准确的状态监测,以减少传统方法中数据传输到云端所带来的延迟以及数据泄露风险。基于公开数据集和实际数据集的实验结果表明,系统运行良好,电动机故障检测准确率达95.4%。

基于持续扫描式葡萄糖监测系统探讨二甲双胍对青春期T1DM患儿的应用价值

目的基于持续扫描式葡萄糖监测系统探讨二甲双胍联合胰岛素注射液治疗青春期1型糖尿病(T1DM)儿童的疗效。方法2018年1月至2023年5月门诊随访的青春期T1DM儿童99例,48例胰岛素联合盐酸二甲双胍片治疗为观察组,51例单用胰岛素治疗为对照组。比较两组儿童各项临床资料、监测指标及安全性。结果在3个月随访时观察组、对照组平均目标范围内时间(TIR)分别为76.6%±9.1%、65.9%±15.0%,中位高血糖时间(TAR)两组分别为7.0%(3.0%~14.3%)、21.0%(12.0%~29.0%),平均低血糖时间(TBR)两组分别为14.5%±7.1%、10.2%±6.8%,在6个月随访时观察组、对照组平均TIR两组分别为76.0%±8.9%、65.5%±14.3%,中位TAR两组分别为8.0%(3.3%~13.8%)、24.0%(15.0%~29.0%),平均TBR两组分别为14.4%±5.9%、10.0%±6.8%,以上变量两组间差异均有统计学意义(P均<0.05)。观察组两次随访中位胰岛素用量低于对照组。48例观察组患儿两次随访时中位胰岛素用量、中位BMI、平均TIR、平均TBR均高于其基线水平,中位TAR水平低于自身基线水平,以上变量差异均有统计学意义(P均<0.05)。观察组4例(8.33%)出现胃肠道症状,无严重低血糖发生。结论二甲双胍联合胰岛素治疗方案,可以有效提高青春期T1DM儿童TIR。TBR水平增加,并不增加严重低血糖风险,安全性良好。二甲双胍联合胰岛素治疗对青春期T1DM儿童是一种可行的选择。

可穿戴生理信息监测的自供电系统研究

设计与制作了一种应用于可穿戴生理信息监测的自供电系统,利用压电-光电复合能量收集装置采集人体运动时足底的机械能和室内光能。复合能量收集装置以运动鞋为载体,设计了多种结构压电能量收集器固定在鞋底,光电能量收集器粘接在鞋面,收集到的能量存储在超级电容中,同时设计了一套能够定时、按需供电的能量管理控制电路,控制生理信息监测系统每隔20 min上电一次,并且测量结束即刻断电。经测试,光电能量收集装置在室内从早上7点至晚上7点的平均输出功率达到590μW,压电能量收集装置在1.2 m/s的匀速步行状态驱动下的平均输出功率达540μW以上,复合能量输出功率能够稳定在1.124 mW以上,即20 min产电1.349 J。对系统各单元进行数据采集测试以及功耗测试,得出系统一个工作周期耗能1.04 J。从能量收支平衡来看,利用运动机械能与光能复合供电的生理信息采集系统可实现自我维持定时工作,具有一定的应用参考价值。

基于VMD-TCN的水电机组健康状态监测系统设计

针对常规的水电机组运行监测系统以高频振动信号监测为主,低频振动信号监测失误问题较多,影响水电机组正常运行的问题,设计了基于VMD-TCN的水电机组健康状态监测系统。硬件方面,设计了AC102加速度传感器;软件方面,采集水电机组健康状态数据,对水电机组状态信号进行处理,判断机组健康状态。基于VMD-TCN分解水电机组健康状态监测信号,根据采集到的状态信号进行信号频段子模态分解,确保监测精准度。系统测试结果表明:该设计提升了系统的监测效果,系统性能良好。

液压门式起重机受力及稳定性监测系统研究与应用

提出了一种液压门式起重机受力及稳定性预测监测系统。根据实际参数建立了起重机结构起升单元有限元模型,分析起升单元在不同步状态下起重机相关结构的受力情况,使用有限元分析得出的数据训练BP神经网络预测模型,最终结合测量数据来快速获取任意状态下起重机相关结构的受力情况。通过实验验证了该系统的可行性,提高了液压门式起重机的安全监测能力。

软件安全技术在大面积农业监测系统中的应用

基于软件安全加密技术,设计了一种用于大面积种植过程中的农田信息监测系统,并采用传感器技术进行相关环境参数采集,经无线通信协议进行信息数据传输。试验验证结果表明:农业信息监测系统运行过程稳定,能够精确进行农田环境参数的采集和信息反馈,为农田种植过程相关设备的远程控制奠定了基础。

基于数字孪生模型的数字化电网能耗自动监测系统研究

当前使用的数字化电网中,存在感知终端种类较多,对于传统的能耗自动监测系统来说获取的数据传输实时性不足,导致监测结果出现偏差,为此设计一种基于数字孪生模型的数字化电网能耗自动监测系统。系统主要从硬件和软件两方面进行设计:在硬件设计中,根据不同的应用层次,设计系统的总体架构。主要对硬件中的无线通信网络进行搭建,选择基于LoRa无线通信技术的RTU设备作为通信主体。设计LoRa无线开关电路,实现ZigBee设备之间的无线数据传输和交换;软件设计中,设计能耗数据采集主线程,分析数字孪生模型映射交互关系,基于数字孪生模型与实际运行工况之间的映射关系实现能耗指标实时监测。实验结果表明,与传统系统相比,设计得到的检测结果与实际的能耗情况更加相符。

高水头人字闸门实时在线监测系统应用

船闸人字闸门运行频繁,尤其是高水头人字闸门长期在深水恶劣工况下运行,闸门结构安全性不能实时被掌握。为了实时掌握闸门运行状态,保证其安全运行,需要对闸门进行实时在线监测。将实时在线监测技术应用到大藤峡水利枢纽人字闸门上,实现了对高水头人字闸门实时在线监测,确保了闸门安全运行,为船闸实时在线监测提供了成功范例。

基于 LoRa 的多肉植物设施环境监测系统设计

【目的】解决传统多肉植物设施环境监测存在的精度低、实时性差等问题,为设施环境参数调节和多肉植物生产管理提供有力的数据支持。【方法】基于LoRa远程无线通信技术,设计了一款多肉植物设施环境远程监测系统,该系统主要由数据采集节点、数据汇聚节点和云平台等组成,集成了STM32微控制器、温湿度传感器、显示模块和通信模块等,实现了对环境参数的采集;可通过4G无线通信模块将数据发送到云平台,实现了对多肉植物设施环境的远程监测。【结果】将系统置于多肉植物种植设施环境内和空旷地带每隔500 m进行一次测试,发现随着通信距离的增加,通信成功率和RSSI信号接收强度均呈下降趋势。但通信距离为2500 m时,两组数据的丢包率均在10%以下,符合要求。【结论】设计的监测系统能够实时采集环境参数,具有传输距离远、抗干扰能力强和可扩展性好等优点,能够满足多肉植物设施环境监测的需求。

无人机载CeBr3航空监测系统无限大面源探测能力研究

在核设施发生重大事故后,快速获取事故应急区内的辐射水平,对后续应急决策及救援、保护公众免受辐射危害具有至关重要的意义,核应急航空辐射监测是核应急早期快速获取辐射水平的重要技术手段和方法之一,因此核工业航测遥感中心自主研发了无人机载CeBr3航空监测系统。为准确评估该监测系统的探测能力,文章使用蒙特卡罗方法对该监测系统进行了建模,并通过60Co点源对模型的准确性进行了验证。在此基础上,采用全能谱分析、蒙特卡罗及实验相结合的方法获得监测系统对天然辐射单位能谱,并以核事故后地面受到一个新的137Cs放射性沉降场景为例,计算监测系统在不同测量条件下(天然辐射本底、晶体体积、测量高度)对无限大137Cs面源的探测效率及最小可探测活度浓度。通过模拟及计算监测系统对天然辐射本底及核应急人工放射性核素的单位能谱,准确评估了自研的无人机载CeBr3核应急航空监测系统的探测能力,为后续利用该监测系统开展核与辐射航空监测可提供重要理论依据及数据支撑。

车辆变道盲区监测预警系统的开发研究

本文设计一套小型车辆变道盲区监测预警系统,根据小型汽车变道危险级别开发了两级预警的盲区监测系统,系统装车后经过道路试验,证明雷达探测准确度较高,误判率较低,两级报警功能执行效果均较好。

电梯门系统故障在线监测技术研究

本文在分析电梯门系统常见故障现象基础上,选取振动加速度、位移、电流三个物理参数来表征电梯门系统运行状态;搭建的实验平台上设置了振动加速度传感器、红外线位移传感器、霍尔传感器,采集门系统的振动加速度、开关门位移、门机电流三个运行状态数据,并通过人为设置故障,在实验状态下获得典型故障特征数据,并提取了门系统常见故障特征曲线。应用电梯门系统在线监测技术,可实时在线监测门系统的运行,并快速、准确定位门系统故障,实现门系统故障诊断。