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。

基于北斗系统的地表与地下一体式沉降监测新方法

为实现对地质灾害易发区地表沉降与地下沉降的同步、实时、自动监测,研发了基于北斗系统的地质体地表与地下一体化沉降监测新方法。该方法融合了北斗系统、静力水准仪、分层沉降标等沉降监测技术,监测原理如下:在稳定区域设置北斗基准点,在监测区域设置工作基点与监测点;工作基点处的北斗卫星接收机与静力水准仪安装至同一桩上,北斗卫星接收机观测工作基点处静力水准仪的绝对沉降;监测点处的静力水准仪与分层沉降标同轴连接,分层沉降标将深层沉降引至地面由静力水准仪观测;北斗系统与静力水准系统同步采集数据,数据经时间同步后分别得到工作基点和监测点的绝对沉降量。该新方法成功解决了大面积沉降监测中面临的非稳定工作基点校测问题,实现了对地质体地表与地下沉降的远程和实时监测。

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。

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。

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。

基于GIS的灌区土壤投入品残留污染监测预警系统

为了解决工业发展导致的灌区土壤投入品残留污染问题,给出一种基于地理信息系统(geographic information system,GIS)的土壤污染监测预警系统。该系统结合VOC-PF1型传感器、STM32主控芯片和GSM通信模块,实现了高效的数据采集和通信功能。通过反距离加权(inverse distance weighted,IDW)插值法进行空间分析,并设立预警阈值,实现对灌区土壤投入品残留污染的实时监测和预警。实验结果表明:该系统的监测精度高达98%,监测时长最高为49 s,具有很高的实用性和效率。研究结果不仅为灌区土壤投入品残留污染监测提供了有效手段,也为环境保护和农业可持续发展提供有力支持。

医院感染实时监测系统在医院感染管理中改进与应用分析

探讨医院感染实时监测系统在医院感染管理中改进与应用。方法 本次研究对象为本院2021年6月~2022年6月期间所收治的98例ICU重症患者。根据随机方式分成对照组(49例)与观察组(49例),对照组采用人工监测的方法,观察组采用人工+实时监测系统的方法。之后根据两组感染管理情况、感染管理合格率的观察指标可以实现本次探究的目的。结果 从两组患者的感染管理情况来看,观察组采用人工+实时监测系统的方式,整体得出要高于对照组(P<0.05);从两组感染管理合格率来看,观察组采用人工+实时监测系统的方式,整体数据表现要好于对照组(P<0.05)。结论 医院感染监测工作是医院管理的要点,在这项工作中可以引入感染实时监测系统,利用系统优势及时发现感染问题,以提升感染应对效率,促进医院长久发展。

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。

光学表面监测系统辅助摆位功能在特殊体位患者上的应用

目的:探讨放射治疗摆位过程中光学表面监测系统(optical surface monitoring system,OSMS)自动摆位功能与传统体表标记摆位在特殊体位患者摆位精度和时间上的差异。方法:选取20例适合特殊体位放疗的患者,将其随机分为A、B两组,每组10例,A组使用光学表面监测系统自动摆位功能进行摆位,B组使用传统体表标记进行摆位,摆位后分别进行锥体束CT扫描,对获得的扫描图像与计划参考图像进行配准,并得到左右方向(left-right,LR)、头脚方向(superior-inferior,SI)、前后方向(anterior-post,AP)3组平移误差和绕左右方向(Roll-LR)、绕头脚方向(Roll-SI)、绕前后方向(Roll-AP)3组旋转误差。校正摆位误差并实施治疗,在治疗完成后记录下两组患者所用的摆位时间。结果:A组患者配准后LR、SI、AP方向的平移误差和Roll-LR、Roll-SI、Roll-AP方向的旋转误差分别为(0.15±0.07)cm、(0.14±0.04)cm、(0.15±0.05)cm和0.38°±0.14°、0.57°±0.10°、0.55°±0.11°;B组患者配准后LR、SI、AP方向平移的误差和Roll-LR、Roll-SI、Roll-AP方向的旋转误差分别为(0.17±0.04)cm、(0.31±0.07)cm、(0.33±0.09)cm和0.42°±0.15°、0.86°±0.11°、0.81°±0.11°;两两比较其差异,两种摆位方式在y、z、Ry、Rz方向的误差差异有统计学意义(P<0.01),在x、Rx方向的误差差异无统计学意义(P>0.05);A组摆位时间为(135±32)s,B组为(230±40)s,结果差异有统计学意义(P<0.01)。结论:特殊体位放疗患者利用OSMS自动摆位功能可有效提高摆位精度,减少摆位时间,提高工作效率。

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。

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。

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。