基于分簇技术的水下声传感器网络的时钟同步研究

时钟同步是水下传感器网络节点协作的必要条件;不同于陆地传感器网络,水声信道具有随机的时频变化,声信号传播速率低,具有很大的时延;文章首先研究了水下传感器网络的分簇技术,在分簇的传感器网络中,实现了适用于水下的发送端—接收端的同步协议;通过MATLAB,利用水下声传播特性公式,对水下传感器网络的时钟同步能耗与同步精度之间的关系进行模拟仿真;最后得出了基于分簇技术的时钟同步技术能耗低、精确度高,证明了文章的研究意义。

水下传感器网络中的多路径路由技术研究

水下声信道是一种复杂信道,由于各方面因素影响,在数据传输过程中,水下传感器网络数据链路层会有可能产生随机中断。研究了一种虚拟汇聚节点的多路径水下传感器网络路由技术,在随机布设的传感器节点中选取了缓存节点,并创建了局部的汇聚节点,通过多路径的路由技术,有效减少了网络吞吐率受链路中断的影响,并且避免了汇聚节点处的数据冲突。通过网络的冗余性,增强了网络稳定性、鲁棒性。

基于图像处理的零件尺寸测量研究

提出了一种基于图像处理的机器视觉的非接触测量方案,力求把非接触测量手段与零件尺寸测量问题更有效地结合起来。采用了超分辩率重构技术消除噪声以及由有限检测尺寸和光学元件产生的模糊,从图像中获得更多的细节和信息。利用最小二乘回归亚像素边缘检测技术进行边缘定位及角点提取。基于CCD摄像机采用线性回归法进行摄像机的标定。最后,实验分析和比较了基于图像处理的零件尺寸测量的应用效果,表明了该算法的实用性且提高了测量精度。

直序扩频系统中扩频码同步技术的研究

针对扩频通信中伪随机序列的快速捕获问题,文中提出了扩频信号快速捕获方法,来解决低信噪比条件下伪码序列的捕获问题。首先对直接扩频通信系统的基础理论做了探讨,而后重点研究了两种基带扩频信号同步捕获方案——序列相位搜索捕获法和不连续相位滑动相关法,序列相位搜索捕获法主要适用于m序列码周期较短的情况,而不连续滑动相关法则克服了连续相位滑动相关法的码捕获时间较长的缺点,并在Altera公司的Quartus Ⅱ的软件平台上,利用VHDL语言实现了这两种方法。

一种地下爆破震动信号检测及处理系统的研究

采用软硬件结合的设计手段,设计了一种用于地下爆破震动信号检测及处理的系统;系统硬件部分由传感器、存储器、USB等部分组成,负责采集原始震动信号;软件部分是以LabWindows/CVI为平台的虚拟示波器,不仅具有传统示波器的功能,还能完成对震动信号不同方向轴的分量进行合成、滤波、提取震动信号初至波时间等数据处理与分析;实验结果证明,在20m*20m*3m浅层区域内,系统能够无失真的获取地下多维震动矢量信号,并能够对震动信号进行处理显示,达到了预期的目标。

基于LMS算法的智能天线波束形成技术的研究

在对智能天线波束形成相关理论研究的基础上,重点研究了LMS自适应滤波算法,并借用Matlab仿真平台,研究信号进入阵列以后,利用LMS算法对信号的幅度和相位进行调整加权求和,使输出的信号达到最优效果。并且分析了程序设计参数中的阵元个数、波达方向的角度等对信号性能的影响,使信号的收敛程度达到最佳。通过仿真可以看出LMS算法计算量小,可以达到较好的滤波效果,很好的抑制干扰,容易实现。

空间滤波器水声信号预处理方法研究

浅水水声信道受多径传播、时变和空变等特性的影响,由水听器直接观测到的信号大多是信噪比低、多种信号叠加而成的复杂信号,难以准确提取特征信息及信源分离。针对以上问题,提出基于空间滤波器的多源复杂水声信号的预处理方法。该方法通过Hilbert变换将直接观测信号构造成解析信号来抑制虚像,使用波束形成算法来实现对方向角的选择,在指定方位角下得到期望信号。仿真及试验结果表明:信噪比为0 d B时,通过空间滤波器对多源复杂水声信号进行预处理,可以有效地抑制噪声,并有效区分处于同一时间段、同一频段的多个源信号,经处理后的信号与源信号的相似度可达0.9853,对实际信号处理也可达到较好的效果,解决时频域很难处理的问题,进而为后续的研究工作提高精度。

基于FPGA的CDMA关键技术研究与实现

基于地下震动信号分布式节点测试需求,文章采用编码调制、频谱扩频和相关处理技术,设计了基于FPGA的CDMA通信系统。系统选用自相关性较好的m序列作为扩频码,以Altera公司EP3C25芯片为核心,实现了CDMA调制与解调功能。仿真结果表明系统工作稳定,达到预期目标。

基于浮-信标网络的水下声学定位关键技术研究

水下目标定位与跟踪技术越来越受到了国内外众多学者的重视,由此提出了一种基于浮-信标网络的水下长基线定位系统.采用码分多址技术建立了一种基于浮-信标网络的水声定位系统模型,阐述了定位原理;对定位信标的波形、频率、调制解调方式等关键技术进行了研究;最后,利用MATLAB对实验采集回来的定位数据进行了分析验证,证实了系统模型的正确性.

一种探地雷达回波信号预处理方法分析研究

针对传统的傅里叶变换已无法满足探地雷达信号的特征分析,本文提出了基于Mallat算法的小波去噪方法,这种方法可有效消除探地雷达回波信号的背景干扰和杂波。首先介绍了探地雷达组成原理及其工作过程,在此基础上,分析了探地雷达回波信号的特性,介绍了Mallat算和小波去噪原理,最后通过实验验证,证明了该方法的有效性,从而为探地雷达信号预处理开辟了一条有效的途径。

水下冲击波的分布式获取节点技术研究

针对分布式水下爆炸瞬态信号的获取设计了采集与存储系统。整个分布式系统以无线传感器网络为基础,测试节点与主控站之间的数据采用无线方式传输。使用基于SPI总线协议的无线模块,主控站通过发送命令控制节点的数据存储与存储测试,同时各个传感器节点加入时间同步技术,使得各测试节点互不相关且具有记忆重发的功能。

基于声阵列定位系统的时差信息提取方法的研究

基于地震动信号的可穿戴式被动声探测系统具备体积小巧、方便携带等优点。该研究采用地面走动信号的目标定位技术设计了鞋底声传感器探测阵列及其数据采集系统。利用数据采集系统完成了阵列信号的获取、分析和处理,介绍了目标定位的方法及时延估计方法,并设计了数据的预处理与时延估计的Matlab程序实现,实现了阵列延时的检测,针对时延估计不准确的问题,从系统、算法精度以及频域分析等方面做了分析,提出了改进的方向。

基于分簇技术的水下声传感器网络的数据汇聚研究

在水下声传感器网络的数据汇聚研究中,节点能量消耗过快,网络生命周期短的问题一直没有解决。基于分簇技术构建了网络非均匀分层模型,在该模型下,引入节点综合属性值作为选举簇头节点的依据,节点监测的数据通过建立传输路由表的方式汇聚到Sink节点。通过仿真实验,相比于未分簇状态,分簇状态下的网络生命周期提高了44.6%。结果表明,分簇状态下的数据汇聚的能量消耗更低,网络存活生命周期更长,为未来进一步在水下领域方面进行研究奠定了基础。

在线检测中亚像素边缘检测技术的对比研究

随着科技的发展,生产厂家希望能够找到适合自身在线检测的好方法,这就对当代工业在在线检测产品上提出了精度和时间上更高的要求,而机器视觉技术已经广泛应用于各个领域,亚像素边缘检测技术更是机器视觉中提高检测精度的常用方法,国内外的研究人员对此进行了大量的研究,并且已经有了不少亚像素边缘检测方法,本文对如今常用的亚像素检测方法进行了介绍和实验比较,分析了这几种常用算法的检测精度和处理时间,以便提供参考。

射箭自动报靶系统中图像校正技术研究

基于计算机视觉的射箭精确自动报靶系统需要利用hough变换与几何校正相结合的方法对箭靶图像进行校正预处理。介绍了几何校正算法,在此基础上利用hough变换检测直线,由直线交点获取控制点来进行图像校正。算法可以有效进行图像校正,为后期处理提供了很大帮助,实验证明算法可行有效。

基于Zig Bee无线传感器网络技术的管道监测系统

为了改进传感器铺设和布线的烦琐,通过Zig Bee采集数据,无线网络技术实现实时远程的管道安全监测。采用无线收发CC2430芯片配合MSP430,设计了基于无线传感器网络技术的管道安全监测系统,通过实验验证了Zig Bee技术在管道安全实时监测中应用的可行性。

多线程串口通信技术在GPS导航中的应用

GPS导航系统需要实时获取来自接收机串口的定位数据,在对串口实时监控的同时还可以在前台进行一些其他的操作,利用基于多线程的串口通信编程思想方法可以很好地解决这一问题。介绍多线程的基本概念和串口通信编程技术,分析了GPS导航系统的功能和需求,着重阐述了采用基于多线程的CSerialPort类的串口通信方法来获取定位数据,并且给出了CSerialPort类的使用方法。经过调试,程序运行平稳。

360GHz辐射计探测地面目标试验

为验证亚毫米波辐射计在弹药末制导中的应用可行性,计算了不同天气条件下天空亮温和视在温度,利用360GHz辐射计对地面金属目标和涂层隐身目标进行了模拟探测试验。计算和试验表明,在寒冷干燥的季节,辐射计可以探测到地面金属目标,随着温度和湿度的升高,辐射计很难再探测到目标;对于高温涂层隐身目标,辐射计可以探测到,而不受天气的限制。

小波降噪提高时延估计精度的研究

为了估计两个在空间上分离的传感器所接收信号之间的时间延迟,结合小波降噪的特点,提出了一种基于小波降噪的广义相关时延估计算法。鉴于传统阈值降噪的不足,对小波阈值的选取进行改进,研究出一种新的小波阈值降噪技术。该算法克服了传统广义相关法需要信号和噪声先验知识的局限性,放宽了直接互相关法对信号和噪声的假设条件。仿真和实验结果表明该算法在低信噪比下仍能有效估计时延,提高时延估计精度。

基于分段处理的线性频率调制信号检测方法

针对现有匹配技术和互相关技术对长时间序列线性频率调制(LFM)信号调频率参数估计时间长的问题,提出了基于分段处理的LFM信号检测方法。该方法首先对信号进行分段FFT处理,然后在段间利用同一位置处相位近似不变的原则进行解线调处理,最后根据峰值位置完成信号的调频率参数估计。仿真结果表明,该方法在检测性能不变的前提下,可快速完成信号的参数估计,运算量小于传统方法,适用于对大数据量的LFM信号进行处理。