基于LoRa与蚁群算法的煤矿安全巡检车系统

针对煤矿井下开采与生产中主要依赖人工巡检的安全问题,设计了基于LoRa与蚁群算法的煤矿安全巡检车。该巡检车系统通过搭建LoRa无线传感网络,利用巡检车所应用的多个低功耗传感器,直接采集井下煤矿开采中复杂环境的安全数据,并将收集的数据传送到监测中心。另外,矿井下的环境多变且不可控,基于此通过蚁群算法处理检测超过警戒值的数据,规划巡检的最优路径,使得巡检车传输至监测中心的数据更为可靠。

基于LoRa无线技术的地震应急救援坍塌信息获取

为准确获取到地震坍塌信息,提高救援抗灾能力,提出了基于LoRa无线技术的地震应急救援坍塌信息获取方法。首先分析LoRa无线技术传输系统工作流程,考虑受灾环境多径效应,在LoRa无线系统中使用三边定位锚点,估算坍塌位置节点,得到与实际位置的距离间隔;其次选用三轴高分辨率加速度传感器作为信息获取模块,以无线振动的形式完成信息采集,建立信息获取性能评估函数,提高获取性能,并对获取到的信息幅值采用相位差值算法较正,对得到的坍塌信号频率及相位完成修正,确保可准确的得到受灾区域相关信息数值;最后通过与支持向量机对比获取到的信息数量与准确率、地震区域坍塌类型、及加入其它地形作为干扰因素进行仿真,仿真结果显示,所提方法具有更高的准确率与稳定性。

基于LoRa与CAN通信的液压支架压力传感器系统设计与试验

针对液压支架压力传感器数据处理系统存在的传输距离短、可靠性低、供电电源续航时间短的问题,设计了一种基于LoRa与CAN通信的液压支架压力传感器系统。系统内嵌的CAN通信模块周期性采集液压支架压力传感器数据,由STM32微控制器计算、分析以及逻辑处理后经LoRa通信模块传输至井下液压支架压力监测分站。该系统实现了液压支架压力传感器数据的远距离、高可靠性、低功耗无线传输,避免了复杂布线、维护困难的问题。最后完成了压力传感器系统通信可靠性试验、压力监测数据试验以及能耗试验。试验结果表明:该压力传感器系统的有效可靠传输距离可达300 m,压力传感器监测数据误差小于1%,供电电源续航时间可达141 d,可满足液压支架控制系统要求。

航空发动机加力接通异常故障分析与研究

某型号航空发动机在空中发生禁止接通加力故障,原因是喷口加力调节器上安装的Lo传感器发生故障,导致加力控制系统禁止发动机接通加力。通过故障机理分析准确给出故障原因判断方法和处置方法,并提出相应的排故流程和保障建议。

基于TDOAs与FDOAs的多信号源及感知节点联合定位算法

感知节点存在位置误差与速度误差的情况下,本文采用信号到达时间差(TDOAs)与到达频率差(FDOAs)信息,针对多信号源被动定位与感知节点进行位置及速度的同步优化问题进行了研究.在Sun和Ho前期工作中,只对多个不相关信号源进行了定位,并没有同时给出感知节点位置及速度的优化解,在很多实际应用中,对多个信号源进行被动定位的同时需要对感知节点的位置及速度信息进行优化;本文所提出的算法对前期算法进行了提升,被定位信号源与感知节点的位置及速度可同时较好地达到克拉美罗下界(CRLB);计算机仿真对本文理论推导进行了验证.

天基光学传感器的视线测量误差分析

针对天基光学传感器的视线测量误差分析问题,提出一种基于多因素分析的视线测量误差分析方法。利用目标到光学传感器像平面的转换关系,建立目标观测模型。分析视线测量过程中的各种误差源,从理论上推导地惯坐标系下的视线测量误差与卫星轨道误差、卫星姿态误差、传感器指向误差以及像元分辨率的关系。Monte Carlo仿真试验验证了该理论分析方法的有效性,分析结论可以为工程应用提供参考。

被动多站多目标的测量数据关联算法研究

将视线距离的概念引入到被动多站多目标的测量数据关联,提出了各观察站对于同一目标的视线之间的距离和最短的关联准则,在此基础上,构造了测量数据的快速关联算法。其主要特点是不需要目标位置的任何先验信息,从而克服了由此产生的各种不利影响,为数据关联提供了一条新的思路。最后的仿真结果验证了算法的有效性。

动载体光学图像视轴稳定技术

从传感器视轴稳定技术出发,以机载使用环境为例详细分析了引起视轴不稳定的各种振动源,对视轴稳定原理进行了深入探讨.通过分析传感器分辨率可以看出视轴稳定的作用,并提出三轴角度稳定系统是比较完善的.详细论述了视轴稳定方法,主要是被动稳定和主动稳定方法,并对这2种方法的原理进行全面分析.被动稳定系统主要是弹簧、阻尼系统,可以有效衰减高频振动.主动稳定系统主要是应用陀螺技术进行闭环稳定控制,用于消除低频运动和振动的影响.在实际应用中,常采用这2种方法的组合方法,可以实现秒级的视轴稳定精度.

基于多压力传感器负压波的管道检测法

提出了一种基于多压力传感器负压波的管道泄漏检测方法。该方法运用泵站前端与后端的各个压力传感器接收到负压波的先后顺序,根据此顺序进行合力判断负压波是由管道泄漏引起还是由泵站工况调整引起。该方法能降低系统漏报率、提高系统泄漏定位的精度,并确保系统能够有效运行。

星载光电跟踪关键技术研究

介绍了星载光电跟踪平台的组成与工作原理,对跟踪关键技术进行了研究。分析了星载光电成像跟踪传感器应用技术,给出了星载平台复合轴跟踪系统的两种设计方法,并提出利用激光成像目标反演技术进行目标识别,为星载光电跟踪平台的设计提供参考。

执行空间目标跟踪任务的小型卫星姿态分析

低成本小卫星搭载多种光电传感器以星座方式布局监视网,大大增强了对空间目标的跟踪能力。文中给出了一种适用于低成本小卫星的姿态控制方法,小卫星通过搭载一台天基可见光传感器和一个光谱仪完成多平台识别跟踪目标。光谱仪的视场很窄,通过计算变化的LOS矢量调整小卫星姿态保证空间目标在光谱仪的视场范围内,同时给出了跟踪仿真图。小卫星收集的目标光度光谱数据为后续反演估计空间目标形状尺寸质量和表面材料提供依据。

无线传感器网络数据健壮性传输设计

无线传感器的网络通信机制和节点设计原理基本相同。多种无线传感器网络(WSN)处于同一个区域时,会产生同频率传输干扰。此外,传统的无线传感器网络主要考虑节点成本、体积、网络容量和电池能量等因素,忽略了同频干扰导致的网络数据传输丢包和延时增加的情况。采用乒乓方式,利用无线传感器网络空余时隙以及节点内部剩余存储空间,在不改变无线传感器网络节点硬件的基础上,提升了网络传输性能。当网络出现干扰时,利用内部存储器对无线数据进行缓存。一旦监听到网络空闲,立即将缓存的无线数据进行传输,达到了提高网络带宽利用率、降低丢包和延迟的目的。理论分析和传输试验证明,该方式在不改变硬件条件的情况下,通过状态切换的方式,避开了干扰时段的数据传输,在空闲时隙实现了数据的完整传输。该方式在工业现场监控、智能楼宇、物联网等现场环境方面,具有广阔的市场前景。

基于声学立靶的传感器阵列模型研究

针对小口径炮弹着点安全及自动检测的需求,根据超音速弹丸激波在空气中的传播特性,研究双三角形传感器阵列在10m×10m探测区域的适用性;基于时延法建立了定位数学模型,研究了在约束条件下,利用MATLAB@对等边三角形边长与两三角形最近顶点距离之间比值对定位精度的影响进行了仿真计算,获取了一种较优的布阵方法,有助于提高定位精度。该阵列模型可为声定位系统的总体设计及部件设计提供参考。

基于马尔可夫链模型的井下目标轨迹预测算法

针对井下环境恶劣,信标节点失效时会存在大量盲区,提出了一种基于马尔可夫链模型的井下目标轨迹预测算法,利用现有的无线传感器网络和无线射频识别技术,结合马尔可夫链模型对目标运动轨迹进行预测,并对传统的质心定位算法加以改进,使其适应预测模型,同时减少定位误差,提高定位覆盖率。实验证明:所提算法在百米范围内误差较小,可实现准确定位预测。

基于速度传感器断线时柴油机安保的设计

针对柴油机速度传感器断线故障时安保系统出现的问题进行分析,给出新的解决途径。另外,对于柴油机在停机过程中实际滑油压力下降导致的安保停车报警现象,从不同机型的实际情况出发,设计一种适用于所有机型的报警抑制和解除抑制方案。经过试验,证明了该方案的有效性。

基于LoRa技术的山地智慧农田生态系统

阐述以LoRa技术与无线传感网络为基础的山地智慧农田生态系统设计,通过安卓客户端实时查看农作物生长中温度、湿度、光照等数据,结合大数据分析技术对农作物的环境进行优化。