A Simple Model for On-Sensor Phase-Detection Autofocusing Algorithm

A simple model of the phase-detection autofocus device based on the partially masked sensor pixels is described. The cross-correlation function of the half-images registered by the masked pixels is proposed as a focus function. It is shown that—in such setting—focusing is equivalent to searching of the cross-correlation function maximum. Application of stochastic approximation algorithms to unimodal and non-unimodal focus functions is shortly discussed.

线上线下混合式“金课”建设路径探析——以传感器原理及应用为例

传感器原理及应用是很多理工科专业的重要专业基础课,在信息获取与处理方面对培养学生分析问题和解决问题的能力具有重要作用。课程持续进行教学内容和教学方法改革,充分运用现代化教学手段,实现产学研深度融合,形成线上线下混合式教学模式,打造课程的高阶性、创新性和挑战度,为国家级一流课程建设提供参考。

一维结构可穿戴柔性传感器研究进展

随着智能可穿戴技术的发展,人们对智能化、多功能、易携带的可穿戴设备需求日益增长,可穿戴柔性传感器受到广泛关注并逐渐成为柔性电子领域的研究热点。一维结构柔性传感器具备优异适形性、高集成度和性能稳定等优势,有助于开发高性能、可连续生产、多场景应用的可穿戴柔性电子产品。文章分析了用于一维结构穿戴柔性传感器的导电敏感材料和柔性基底材料,对一维结构穿戴柔性传感器的制备工艺进行划分,从表面涂层、纤维制备以及结构变化方面总结了各种一维结构穿戴柔性传感器的设计和应用。文章讨论了一维结构柔性传感器当前研究中需要突破的工作,对其在可穿戴应用领域的发展前景提出展望,为相关可穿戴柔性器件的研究提供理论价值和工程参考意义。

电阻式柔性触觉传感器的研究与医养健康领域应用现状

近年来,可穿戴智能系统的进步对柔性压力传感器提出迫切的需求。其中,电阻式柔性触觉传感器因其原理简单、易于加工、集成效率高等特点得到了迅速发展。但是,如何实现传感器在宽压力监测范围内,具有高灵敏度仍是研究者们要面临的挑战。为了解决上述问题,除了选择先进的功能材料和合适的衬底材料,优化传感器结构也是一个重要的研究方向。本文立足于传感器件的结构设计,分别介绍了一维的纤维纱线传感器件,基于表面微结构、纳米结构构筑的二维平面传感器件及具有空间结构和高空隙的多维立体结构传感器件,通过以上结构设计实现了传感器件性能的提升,最后分析了其在医养健康领域的实际应用进展。

一步法制备荧光开启传感器检测BRCA2

筛查乳腺癌易感基因2(BRCA2)基因突变对于乳腺癌患病风险评估、发病检测、早期诊断及基因治疗均具有重要临床意义。现有乳腺癌基因传感检测方法大多需要复杂的处理过程,成本较高且对单碱基突变识别能力较弱。为简化基因传感器制备过程,提高其应用可能性,文章通过DNA分子发夹结构设计,一步实现了BRCA2的检测。其中分子发夹茎部含BRCA2互补序列,茎与环连接处标记四甲基罗丹明荧光基团(TAMRA),环部5个G碱基通过光诱导电子转移猝灭部分荧光信号,降低背景荧光信号;待测BRCA2序列与发夹茎部序列竞争结合,发夹结构被打开,荧光信号上升,测量上升的荧光信号强度即可实现一步法定量检测靶基因。优化实验结果表明,分子发夹浓度不同时,传感器检测范围不同。当分子发夹浓度为150 nmol·L^(-1)时,对BRCA2的线性检测区间为1~50 nmol·L^(-1);浓度为300和600 nmol·L^(-1)时,线性检测区间分别为1~100和1~200 nmol·L^(-1)。三种浓度传感器检出限分别为0.54、0.72和1.81 nmol·L^(-1)。此外,传感器对BRCA2的特异性检测较为突出,尤其对单碱基突变的识别能力较强。该方法制备与检测过程简单且特异性突出,不仅可用于乳腺癌高危人群的早期筛查,还可拓展应用于其他种类的基因检测,为基因传感器的推广应用提供一种制备简单、操作便捷的新方法。

基于STM32与ZigBee的气象站多合一传感器仿真仪设计

针对气象部门基层台站存在的缺乏新型自动气象站技术保障实训实操平台的问题,以及新型自动气象站数据采集器故障排查、上电检查及现场核查业务需求,基于提高业务人员技能及新型自动气象站维护保障业务时效性的目的,设计开发基于STM32芯片的新型自动气象站多合一传感器仿真仪。多合一传感器仿真仪具有仿真温度、湿度、气压、风向、风速、翻斗雨量、蒸发传感器输出信号的能力,配套基于ZigBee无线组网技术的触摸屏控制器,可实现多部仿真仪输出参数的无接触式同步设置,其电参数与业务设备兼容,能够与仿真采集器或业务设备组合使用。仿真仪操作简单、成本低廉,目前已在内蒙古自治区大气探测技术保障中心实现业务应用,应用结果表明,仿真仪能够稳定可控地模拟传感器信号,满足设计需求,具有推广使用价值。

金属电阻温度系数测定的实验技术改进

实现准确控温是金属电阻温度系数测定的关键。本文基于PTC加热片、单片机、温度传感器、金属空腔等组成温制装置,实现对漆包铜线的加热、控温和测温,改进后的实验装置温控准确,实验数据线性性好,线性相关系数R 2达到0.999以上,且更接近于理论值。

基于半监督学习的无线传感网离群值检测算法

在无线传感器网络中,如何短时间内消除离群值并获得干净的数据集是一项重大挑战。当收集的数据集没有标签时,离群值检测算法中的参数应该是自适应调整的,而不是提前设定。为了解决这个问题,提出了半监督一分类支持向量机算法(SOCM),该算法将最近邻算法(KNN)与OCSVM算法相结合,并根据最近邻的数量自适应地计算参数。由于SOCM算法可能会消耗大量的计算资源,进一步引入XGBoost算法替代OCSVM算法来形成SXBT算法。XGBoost用于形成弱分类器并自适应地调整权重以构建强分类器,从而实现离群数据的分离。仿真实验表明:SOCM算法的准确率接近96%,SXBT算法具有与SOCM算法接近的性能,但运行时间低于SOCM算法。

半主动悬架改进单传感器控制策略研究

多数半主动悬架控制策略中将悬架振动速度信息作为判断依据,实际应用中往往通过加速度积分来获取速度信息,而在积分过程中存在的积分误差会导致控制效果不理想。针对上述问题,基于实车数据分析积分误差对半主动悬架控制策略造成的不利影响,并提出一种基于IIR滤波器的改进单传感器控制策略。该策略避免使用存在误差的积分算法,同时将开关型的单传感器控制策略改进为连续型控制策略。在1/4半主动悬架模型上进行仿真分析。结果表明,改进单传感器控制策略与理想状态下的单传感器算法优化效果相近,能够实现全频域上的优化。

一二次融合三相智能电流电压一体化传感器的监测优化

智能电流电压一体化传感器工作时,特征信息的线性输出与非特征信息的动态限制是一二次融合的物理本质,影响一二次融合的主要因素为复合误差、时间常数、结构对称性以及相邻元件的电磁干扰。提出聚类关联方法,对技术参数、保护参数和零序参数进行优化,测量保护电流、零序电流比值和复合误差,并验证计算结果的准确性,记录测量时间。结果显示聚类关联方法对测量保护电流、零序电流比值以及复合误差的计算准确性大于90%,计算时间短于10 s,显著优于以往的参数关联方法,满足一二次融合要求。

基于集成传感器实现“一键构图”功能装置的开发与应用

目前,我国的配电网智能化水平相对较低,造成配电运维人员工作效率低、杆塔位置不清晰等问题。基于此,设计一种基于集成传感器的“一键构图”功能装置,实现动态生成电网连接图、自动更新新旧杆塔信息、实时检测杆塔环境等,有效降低配电运维人员日常工作复杂度,提高现场巡视、隐患排查、到岗到位等工作效率,保障电网安全可靠运行。

基于选址机制与深度强化学习的WRSN移动能量补充

无线充电已成为彻底解决无线传感器网络能量受限问题最有前景的技术之一。针对传感器网络应用场景中的高能量补充需求,提出一种基于选址机制与深度强化学习的一对多充电策略MSRL,利用带权集合覆盖问题求解移动充电装置(MC)的近似最优充电驻点集;基于Dueling DQN算法,综合考虑传感器的能量消耗率、地理位置、剩余能量等因素确定MC访问充电驻点的顺序。通过捕捉充电动作在时间序列中的关系,使用奖励反馈评估充电决策的质量,自适应调整充电路径,实现MC充电调度的优化。进一步对Dueling DQN算法进行改进,利用Gradient Bandit策略提高奖励值高的样本被采样的概率,加快算法训练速度。大量仿真实验结果表明,MSRL策略不仅可以显著减少传感器节点的死亡数和网络平均能量消耗,延长网络的生存时间,并且优于其他比较方法。

近场声压法在定位柴油机故障中的应用

在柴油机的故障诊断中,常采用多个传感器测取柴油机的多个信号,如:振动信号、油压信号等进行分析判断各缸工作状况,所需设备复杂,数据处理繁杂。而本文提出了只用一个声压传感器就可定位并分析各缸的工况,较之以往的方法简单易行。

基于一类支持向量机的传感器故障诊断

提出了一种基于一类支持向量机的传感器故障诊断方法,它利用相空间重构技术将传感器本身获取的相关时序数据转化成矢量,再用一类支持向量机来训练正常行为模型,进而通过发现数据异常来进行故障诊断。通过连续输入测量数据,它还可以实现在线诊断。仿真实验表明:该方法在诊断传感器故障方面有良好的性能。

声表面波传感器中单端谐振器的匹配电路仿真

声表面波(SAW)传感器主要通过SAW延迟线及谐振器对各种物理量进行敏感。由于谐振器有很高的品质因数(Q),SAW谐振器特别适合无线无源测量。为了能有效地对无线信号进行应答,必须建立相应的匹配电路。基于SAW单端谐振器的等效电路,对单端谐振器的匹配电路进行仿真,并分析了匹配电路元件对谐振器频率特性的影响。仿真结果表明,在匹配电路中,电容对谐振频率的影响显著。

数字化粮情检测智能温湿度传感器

为满足粮情测控系统实现全数字化的要求,研制出一种基于一线总线的粮情检测智能温湿度传感器。提出了以简单硬件电路结构为基础,通过软件补偿与校正技术提高传感器测量精度的方法。测试结果表明。

无线传感器网络中基于邻居节点信息的溯源追踪策略

在无线传感器网络中,被俘获的恶意节点可以发动虚假数据注入攻击,即不断发布虚假数据耗尽网络资源,为应对此类型攻击需快速追踪定位到攻击节点,提出一种基于邻居节点信息的溯源追踪策略.在本策略中,每个节点保存两跳邻居节点信息,通过单向链密钥对发送数据包节点进行认证,避免了恶意节点伪造其他节点身份发送数据,相互通信的两个节点及其共同邻居节点记录接收到的数据包特征信息,当网络中存在虚假数据注入攻击时,因途中转发节点的邻居节点都存储有数据包的特征信息,Sink节点可以依据此类信息逐跳溯源追踪至攻击节点,因为利用了传感器节点的部分存储空间,本方法不需要收集大量攻击数据包便可定位攻击节点,同时,本方法的特性保证了溯源追踪过程不受路由变化的影响,更加健壮.理论分析和实验结果都表明该策略不仅能以较高的效率定位到恶意节点,而且能容忍路由的动态变化且能够应对合谋攻击.

高精度数字式单线温度传感器DS1820的使用

介绍了高精度数字式单线温度传感器ＤＳ１８２０的内部结构、工作原理以及通过８０Ｃ３１和ＤＳ１８２０构成高精度多点单线温度测量系统的硬件和软件。

一种基于加权处理的无线传感器网络平均跳距离估计算法

定位技术是无线传感器网络的关键技术之一,传统DV-Hop定位算法只考虑了最近一个锚节点估计的平均跳距离值,而单个锚节点估计的平均跳距离值无法准确地反映网络的实际平均跳距离。本文提出了一种基于加权处理的平均跳距离估计算法,考虑多个锚节点估计的平均跳距离值,根据距离未知节点的跳数进行加权,使网络平均跳距离的估计更加准确,从而提高定位精度。仿真结果表明,与DV-Hop算法的平均跳距离估计算法相比,本文算法更准确地估计平均跳距离,降低了均方根误差,并提高了定位精度。

基于单类支持向量机的冷水机组温度传感器故障检测

冷水机组系统中,温度传感器出现故障会严重影响机组工作效率及使用寿命。针对冷水机组温度传感器偏差故障,本文提出一种基于单类支持向量机(one-class support vector machine,OC-SVM)的故障检测方法,采用冷水机组正常数据建立OC-SVM模型,通过十折交叉验证法获得模型优化参数。分别采用工程实测数据和实验数据(共4组)对该方法进行了验证,结果表明:基于OC-SVM的方法能有效检测出4组冷水机组的温度传感器偏差故障。其中对于螺杆式冷水机组(数据集Ⅰ)的故障检测效果明显,当冷冻水侧温度传感器偏差故障幅值绝对值大于1℃时,检测效率达到100%。