基于改进天鹰的三维室内多层结构定位算法

在面向一些大型商超、医院、教学楼等大规模室内多层结构定位中,针对多层WSN结构的非测距定位问题,提出一种基于改进天鹰的三维室内多层结构定位算法IAODV-HOP算法。首先,为节点划分3类通信半径以细化跳数,同时利用最小均方差和权重因子修正节点的平均跳距。其次,用IAO算法对未知节点坐标进行寻优,通过佳点集策略对种群初始化,解决天鹰算法因初始种群随机分布而导致的种群的质量和多样性难以保证的问题,并且在局部搜索中加入黄金正弦的搜索策略完善种群的位置更新方式,增强了算法的局部搜索能力。通过仿真实验,本文所提算法IAODV-HOP相较于传统3D-DV-Hop、PSO-3DDV-Hop、N3-3DDV-Hop以及N3-ACO-3DDV-Hop算法,归一化平均定位误差分别下降70.33%、62.67%、64%、53.67%,表现出更优的性能,具有更好的稳定性和更高的定位精度。

一种无线监测模块的组网方案设计

针对传统温度监测系统数据统计困难,不支持远程监控和多点同时测试且温度采集系统布线繁琐等问题,提出了一种无线监测模块的组网方案设计,以提高传统温度监测系统数据的通信性能。传统无线测温解决方案主要采用传感器监测温度,并及时上传到接收器,其缺点为数据传输量大、节点多时、丢包率极高。基于物联网技术,本次组网方案设计分为从机机与主机2个部分,从机上可接入6路探头,主机对从机主动发送指令来获取温度数据,实现同时监测多路温度数据,从机在接收主机指令后立即处理内部数据并及时上传。此外,该方案也可以监测上传的温度,设置报警阈值,实现温度智能监测。该组网方案能够降低装置的维护成本,且其使用灵活方便,对于传统传感器是一种补充。

多策略改进麻雀搜索算法优化三维DV-Hop节点定位

为进一步提升传统3DDV-Hop算法的定位精度和稳定性,提出了一种利用多策略改进麻雀搜索算法(MISSA)优化3DDV-Hop的定位算法(MISSA-3DDV-Hop)。首先,采用通信半径分级方法细化多通信半径定位节点的跳数值,提高了最小跳数计算的准确性。然后,利用跳距误差与估计距离误差的加权平均值修正节点间的平均跳距,降低了信标节点与未知节点之间的距离估算误差。最后,采用麻雀搜索算法实现3DDV-Hop算法未知节点的位置寻优,并引入佳点集和发现者-跟随者自适应调整策略,通过建立误差适应度函数和目标函数,增强麻雀搜索算法初始种群的分布性和多样性以及全局收敛速度和局部寻优能力。仿真结果表明,与传统3DDV-Hop、IPSO-3DDV-Hop和IGA-3DDV-Hop算法相比,本文方法具有更高的定位精度,更好的稳定性和更快的收敛速度。

多传感器融合智能温度检测研究

针对精密仪器在特殊环境运行时会产生热量而引起温度升高导致精密仪器寿命缩短、精度降低等问题,提出了一种基于多传感器融合的智能温度检测方法。通过遗传算法优化的多层前馈神经网络智能检测技术应用到恒温箱温度检测中,结果表明:经过遗传算法优化后的多层前馈神经网络得出的温度预测值与温度实际值的变化趋势基本一致,具有较高的泛化能力和鲁棒性。

基于FBG传感器和卷积神经网络的复合材料结构载荷识别研究

复合材料因其优异的性能被广泛应用于飞行器结构(如飞机机翼)中,对作用在复合材料上的载荷进行识别为飞行器的结构设计和可靠性分析提供了重要的保证,在结构的工程应用中具有很高的价值。本工作研究了一种基于光纤布拉格光栅(FBG)传感器和卷积神经网络(CNN)的多点复杂载荷识别方法。在复合材料悬臂梁上布设FBG传感器,利用FBG实际测量得到的应变数据,首先通过支持向量机(SVM)算法对施加载荷的个数进行识别。进一步根据测点排列顺序,再将应变数据转化成矩形图片,经过归一化处理后输入CNN中,实现同时施加多个载荷时载荷的定位和定量,并与反向传播神经网络(BPNN)和梯度提升决策树(GBDT)的预测结果对比。SVM模型识别准确率为99.584%,CNN模型对两点载荷施加位置预测的平均绝对误差(MAE)分别为0.6379 mm和0.5762 mm。结果表明,基于SVM和CNN的多点载荷识别方法是一种有效的方法,可以稳定、准确地识别载荷个数、载荷施加的位置和大小,为飞行器飞行载荷测量提供新的解决方案。

多点土壤温度测量系统的设计与实现

为了实现不同土层温度实时监测,方便研究温度对农作物根系生长的影响,基于计算机技术和传感器技术,开发了多点土壤温度测量系统。该系统以C8051F310单片机位控制核心,利用DS18B20数字温度传感器实现了对10个不同土层温度测量显示、存储、传输等功能。应用结果表明:该系统具有操作简便,监测精度高的特点。

采用ZigBee PRO无线网络技术的导线舞动多点监测系统设计

为实时监测输电导线的舞动状态,在ZigBee Pro Feature set(ZigBee PRO)无线通信技术的基础上提出了导线舞动多点监测系统的设计思想。分析了ZigBee PRO技术在导线舞动监测应用中所需要解决的关键问题,该系统采用分布式测量系统构架,对系统中用于构建无线网络的协调器节点和用于监测舞动的传感器子节点在硬件和软件方面进行了分析与设计,利用三轴加速度传感器实现了对导线舞动轨迹的多点同步监测,为导线张力变化的计算打下了基础。在实验室环境下,针对加速度数据采集精度和通信质量等方面进行了实验,实验结果表明,设计开发的系统软硬件运行正常,组网和传输性能良好,能够满足实时导线舞动监测应用的基本要求。

基于ZigBee的多点温湿度监测系统设计

在对无线传感器及其网络协议技术分析的基础上,设计出一种以Zig Bee为基础的多点无线温湿度监测系统.网络系统采用Zig Bee树状网络结构组网,利用本地传感节点采集温湿度数据,无线传输至Zig Bee协调器,进而通过串口通信传输至PC机服务器进行存储和显示.同时,Android手机利用wifi路由器及Socket通信访问PC机服务器,实现手机端远程温湿度监测.

基于MSP430单片机和DS18B20的多分支多通道温度测量系统远程监控软件设计

文章论述了通过RS-232串口和Intranet网络,来实现对远端的40个温度测量点的监控。系统硬件由TI公司的MSP430F149混合信号处理器和UA7000A网络模块构成。传感器采用数字式温度传感器DS18B20,它将直接得到温度的数字量,结构简单,易于扩展。MSP430F149处理器具有超低功耗和高度集成等优点,利用它构建的多分支多通道温度测量系统功能强大,结构简单,可靠性高,抗干扰能力强。系统客户端软件采用Microsoft Visual C++6.0设计。本监控系统能够很好地完成对4个分支共40个温度测量点的远程实时监控。

基于漏失控制的管网测压点布局方法研究

提出一种城市供水管网水压监测点多目标优化布局方法,通过在现有供水管网中合理布置水压监测节点,有效提高城市供水管网漏失事件识别效率。表征管网节点异常波动的压力残差向量是评估漏失事件的一个重要依据,不同漏失点造成的压力残差向量之间夹角值可以用来表征管网漏失节点的可识别性能。考虑模型输出不确定性造成的影响,引入漏失特征空间理论,漏失特征域能够刻画由模型输出不确定度带来的压力残差向量波动。当两个特征域发生重叠时,意味着两个漏失点的漏失特征十分相近,存在误识别区分漏失点的风险。同时对漏失特征域重叠程度跟漏失特征域重心夹角均值两个目标寻优,确定最优布局方案。本文以某城市供水管网系统为实例展开分析,验证了基于多目标的优化布局方法在科学合理的指导监测点选址工作以及提升管网漏失可识别性能方面的实用性。

基于数字温度湿度传感器的温室多点测量系统设计

介绍了高集成度的温度湿度传感器SHT10的原理、接口电路和工作时序,结合其特点和现代化温室测量系统的具体需要进行了详细的讨论,确定了温室多点测量系统的设计方案,并进一步从软硬件上设计了适合现代化温室应用的温度、湿度多点测量系统,且编写了PC机终端的数据观测和测量点选择控制的界面,为温室集中管理提供了条件。

基于WSN的多温共配冷链信息监测系统开发

为适应多温共配的需求,提高信息化程度,监测冷链配送中温湿度信息。以NRF2401无线通信模块为核心,设计了基于无线传感网络(WSN)的多温共配冷链信息采集系统。系统包括了采集温湿度的传感器节点,组织网络和汇集数据的协调器节点,以及实时监测与数据上传的车载监测终端。对该系统进行了冷链环境测试、传感器节点功耗测试以及通信性能测试。结果表明,网络工作稳定,通信可靠,传感器节点待机功耗为0.28 mA,可以满足多温共配冷链温湿度信息采集与监测的要求。

无线药仓温湿度监控系统设计和实现

针对药品仓储过程中温湿度检测点多、系统运行时间长等要求,采用多微处理器的系统结构设计温湿度监控系统。系统下位机模块由多个温湿度传感器和微功率无线传输模块组成,解决传感器放置限制和布线等问题;PC机作为上位机,采用Lab VIEW作为软件开发平台。上位机通过串行口读取各传感器数据,同时向控制微处理器发送控制命令,控制空调和加湿机的工作;远程客户端通过以太网访问上位机,获取各种数据和控制状态。通过系统的软硬件可靠性设计,解决系统不间断工作的可靠性问题。试验表明:系统温度测量精度为0.01℃,湿度测量精度为0.05%RH,检测点扩展方便。

基于多传感器数据融合技术的应用研究

复杂系统的多传感器数据融合是一门新兴的技术,它通过对来自多个传感器的数据进行多级别、多方面、多层次的处理从而产生出单个传感器所不能获得的更有意义的信息。数据融合在军事领域和民用领域都有很大的发展和应用前景。该文提出了一种基于神经网络融合算法的多传感器数据融合技术,对所采用的数据融合技术用于烧结终点预测进行了详细介绍。通过仿真结果证明,该方法鲁棒性强,准确性高,泛化能力广,具有很强的实用性和推广价值。

粮仓远程多通道测温系统的设计

采用GSM网络技术,并结合虚拟仪器技术,设计了一种新式粮仓远程测温系统,以实现粮食的安全储备。详细介绍了运用数字温度传感器DS18B20进行多通道测温的具体方法。

基于多点测量的传感器稀疏阵列设计方法研究

针对动态称重传感器在重车高速或变速行驶状态下随机误差大,容错率低的问题。以Cebon稀疏传感阵列优化理论为依据,结合多测量点计量方法,提出了一种基于多点计算的动态称重传感器阵列设计方法。该方法不仅能够大幅提高单只传感器的效率,同时能够使并列多排传感器的容错率大幅度提升,为高速公路智能化管理提供了一定的理论基础。

多点感温式液位传感器的研究

液位测量的方法很多,针对传统液位传感器难以实现准确可靠的液位测量,提出了一种多点感温式液位传感器。它是基于发热体在气(汽)体和液体中放热系数差异显著的特点,设计的一种变液位测量为温差测量的传感器。实验表明,研制的多点感温式液位传感器原理正确,结构可行,性能可靠,可承受高温、高压,能够准确地判断出液气(汽)界面,有必要推广到压力容器内应用。

多点测温与长线传输在分布式测温系统中的研究

针对分布式温度测量系统中多点温度测量问题,设计了长线传输电路。详细阐述了利用一个I/O端口连接多个传感器来编制公用程序的方法,以实现多个温度测量的方法,较好地解决了多个I/O口多点测温的设计问题;给出了单总线温度传感器多点测温硬件连接方法,解决了数字温度传感器在长线传输中温度的正确读取以及电路设计的关键问题。

一种双层树型高能效多链路由算法

针对PEGASIS协议算法的单链维护成本高,COSEN协议算法的交叉链和长链多、数据逆传递严重等缺陷,提出一种双层树型高能效多链路由算法(TTEMR)。TTEMR算法把网络节点分为两层,底层将网络节点构造成多条分链,选取主链头和分链链头构造顶层链头链。对成链过程中产生的孤立点进行树型结构化处理以降低数据传递路径长度,优化主链头和分链链头选取策略及成链规则,并对Sink附近的普通节点和链头进行不入链操作以减少数据逆传递。仿真实验结果表明,与LEACH、PEGASIS和COSEN算法相比,TTEMR算法在每轮节点的存活数量、网络的稳定周期和生命周期、每轮剩余总能量及单位链路段平均路径长度等性能方面表现优异。

基于单总线数字温度传感器的单总线多点测温技术

以单总线数字温度传感器DS1820作为测温元件,AT89C51单片机作为控制单元,设计多点温度检测系统,给出了硬件电路和软件流程。测试结果表明:该系统的抗干扰和工作效率均有所提升,并且系统硬件也更加简洁。