一种基于加速度信息的上肢动作识别研究方法

提出一种基于GM阈值的二叉判决分析法,应用于人体上肢动作的分类识别研究。选用MEMS三轴加速度传感器ADXL345,设计一套人体动作的加速度采集系统。自定义上肢动作进行实验,采集人体执行上肢动作时的三维加速度信号后,进行小波阈值去噪的预处理过程,提取上肢动作的几何均值GM(Geometric Mean)作为特征值进行阈值的选取。实验结果表明:结合小波分析理论方法,基于GM阈值的方法实现了人体上肢动作的分类识别,并验证了系统设计及理论算法的简便性、高效性,对基于加速度传感器的动作识别研究具有一定的参考价值。

多功能编织机控制系统研究

介绍了多功能编织机的工作原理及编织过程中对各部件的动作要求,设计了一种以嵌入式工业控制计算机和数字信号控制器为核心的主从控制系统,给出了系统的总体结构,并介绍了软硬件实现方法。实际应用表明:该控制系统合理可行,稳定可靠,具有较高性价比。

基于压缩感知理论的农业害虫分类方法

为提高现有害虫分类方法的分类效果,该文分析了现有害虫分类方法的局限性,在此基础上,提出一种基于压缩感知理论的害虫分类新方法。该方法利用害虫训练样本构造训练样本矩阵,通过求解l1范数意义下的最优化问题实现害虫测试样本的稀疏分解,由于稀疏分解结果中包含了明确的分类信息,可直接用于害虫分类。利用该方法对12类储粮害虫和110类常见害虫进行分类,在4种不同试验条件下,分类准确率分别达到92.9418%、98.2877%、78.8651%和61.5938%,证实了压缩感知理论用于害虫分类是合理可行的。

基于无线传感器网络的粮虫声信号采集系统设计

为了解决现有储粮害虫声信号采集系统存在的扩展性差、智能化程度不高、性价比较低、灵活性不强、数据传输能力较弱等问题,该文分析了现有储粮害虫声信号采集系统存在的局限性,在此基础上,利用无线传感器网络和压缩感知技术,设计了一种新型储粮害虫声信号采集系统,给出了系统结构和软硬件实现方法,并将其用于采集储粮罐内赤拟谷盗成虫的爬行声。试验结果表明,系统设计方案合理可行,且由于使用了压缩感知技术,在采样频率为10KHz的情况下,可实现20个采集节点所产生的声信号原始采样数据的远程、实时、可靠无线传输。该研究为无线传感器网络在储粮害虫防治中的应用做出了探索。

基于无线传感器网络的茶园分布式灌溉控制系统

为实现茶树需水信息准确检测和茶园精量灌溉自动控制,设计了一套基于无线传感器网络的茶园分布式灌溉控制系统,给出了系统体系结构及软、硬件实现方法;针对无线传感器网络节点在茶园内高度分散的特点,提出两种适用于不同规模茶园的分布式灌溉控制方案,设计了由模糊控制器和最优化控制器组成的分层灌溉控制器,使得系统可在满足一定性能指标前提下,实现茶园精量灌溉控制。试验结果表明系统设计合理可行,特别适用于大型农田、果园、苗圃等区域的精量灌溉。

基于无线传感器网络的多参数粮情自动检测系统设计

为解决现有粮情检测系统存在的功能单一、性价比较低、灵活性不强、数据传输能力较弱等问题,该文分析了现有粮情检测系统存在的局限性,在此基础上,设计了一种基于无线传感器网络的新型多参数粮情自动检测系统,给出了系统结构和软硬件构成方法。所设计系统能同时对粮仓内、外环境温度,环境湿度,多种有害气体浓度,粮食温度,粮食水分,储粮害虫进行实时、多点检测,并将测量数据可靠、无线发送给远程监控中心。初步试验表明了该系统的合理性和实用性。该文可为无线传感器网络在粮库中的应用提供参考。

温室环境控制无线传感器网络的服务质量管理

针对基于无线传感器网络构建的温室环境控制系统,为了减少无线网络固有的时变传输延时、丢包、网络拥塞等现象对控制性能的影响,该文从提高网络服务质量(quality of service,QoS)的角度出发,提出一种基于Takagi-Sugeno模糊控制器的QoS管理策略。该QoS管理策略以截止期错失率作为QoS性能评价指标,针对传感器节点和执行器节点之间的数据传输,通过动态调整传感器节点的采样周期,使截止期错失率维持在设定水平,从而提高网络QoS。初步试验表明了该QoS管理策略的合理性、有效性和实用性。该QoS管理策略可以广泛应用于温室、农田、苗圃等区域。该研究为提高无线传感器网络在设施农业中的应用水平做出了有益探索。

基于LC谐振传感器的包装茶叶含水率无损检测

介绍一种基于经典电路理论的无线、无源LC谐振传感器设计,并将其用于包装茶叶含水率的快速、无损检测。所提出的LC谐振传感器实质上是一个印刷在湿敏绝缘衬底上的单一平面电容和螺旋电感构成的谐振电路,通过将传感器放置在茶叶包装袋内,由于包装袋内湿度变化会引起平面电容的电容值变化,进而导致传感器的并联谐振频率变化,利用连接在包装袋外部含水率测量仪上的感应线圈远程检测传感器的谐振频率值,即可通过谐振频率的变化间接确定包装茶叶的含水率;实验结果表明了该检测方法合理可行,与国标方法相比较,测量结果无明显偏差,解决了包装茶叶含水率快速、准确、无损检测的难题。

温室无线传感器网络监控系统的事件驱动调度器

针对基于无线传感器网络构建的温室环境监控系统的整体性能受时变传输延时、丢包、网络拥塞、延时抖动等不利网络属性的影响,提出一种采用事件驱动机制的反馈调度策略。该反馈调度策略以截止期错失率作为网络服务质量性能评价指标,针对传感器节点和汇聚节点间的数据传输,利用反馈控制技术在线调整各个传感器节点的采样周期,使传感器节点的带宽要求适应网络负载的动态变化,从而保证网络服务质量维持在一定水平;在此基础上,引入新型的事件驱动机制来降低反馈调度策略设计难度和资源消耗。实验表明,该事件驱动反馈调度策略合理、有效并实用。

基于压缩感知的无线粮虫声信号采集方案

基于无线传感器网络的储粮害虫声信号采集与监测系统已成为大规模粮仓中害虫监测系统的发展趋势。然而,现有的无线害虫声信号采集系统由于受无线网络带宽资源及采集节点硬件资源的限制,只能计算及传输少量的声信号特征参数,难以实现对大流量声信号的多点分布式采集与完整声信号的实时传输。为此,提出一种基于压缩感知的声信号采集方案。该方案既可以实现储粮害虫声信号特征参数的无线传输,还可根据用户需要将多点采集到的完整音频信号通过无线网络实时地传输至用户端,实现用户对粮仓虫害情况的实时监测。实验结果表明:该方案设计合理,在保证用户端接收信号误差小于0.5%的情况下,可有效地实现储粮害虫声信号的多点分布式采集与声信号的实时可靠传输。

无线传感器网络中基于服务质量管理的多目标优化控制

针对基于无线传感器网络构建的测控系统,为减少无线传感器网络固有的时变传输延时、丢包等现象对系统性能的影响,从提高系统整体性能的角度,提出一种基于网络服务质量QoS(Quality of Service)管理的多目标优化控制策略;该优化控制策略以截止期错失率作为网络QoS评价指标,针对传感器节点和汇聚节点之间的数据传输,利用PID控制器计算所有传感器节点的网络带宽需求,在此基础上,通过求解包含多个目标的最优化问题,实现各传感器节点数据包发送周期的动态调整,使得网络带宽分配适应网络QoS的变化,保证网络QoS维持在一定水平,同时满足系统其它性能指标;初步实验表明了该优化控制策略的合理性、有效性和实用性,可以广泛应用于温室、农田、苗圃等区域。

基于无线传感器网络的LQR输出反馈控制器设计

考虑一类基于无线传感器网络实现闭环的网络控制系统;分析了无线传感器网络中采用的多跳射频通讯技术对网络延时的影响,提出了一种基于客户机-服务器模型的LQR输出反馈控制策略,根据网络延时变化与数据包传递时所经历的跳数之间的关系,将闭环控制系统转化为一个切换控制系统,利用李亚普诺夫稳定性定理、线性矩阵不等式和切换控制系统理论等工具,推导了闭环控制系统的稳定性条件,给出了LQR输出反馈控制器的参数优化办法;实验结果表明了所提出控制算法的有效性。

基于线性霍尔传感器的新型交流伺服系统设计

由于安装在永磁同步电机定子上的线性霍尔传感器的输出模拟信号与转子气隙磁场强度成比例,与反电动势同相位,通过使用线性霍尔传感器代替光电编码器和开关霍尔传感器,可得到转子的位置和速度信息;在此基础上,给出一种不需要在静止坐标系和旋转坐标系之间相互变换,可以在静止坐标系中直接产生相电流命令的磁场定向控制算法。将研制的交流伺服系统应用在工业缝纫机中,结果表明运行可靠,且具有较高性价比,有一定推广使用价值。

多功能提花编织机的控制系统设计

为解决多功能提花编织机存在的自动化程度、产品质量和工作效率低下等问题,介绍多功能提花编织机的工作原理,分析编织过程中对各部件的动作要求,通过使用3台伺服电动机代替机械传动机构,对多功能提花编织机的结构进行简化。在此基础上,提出一种采用嵌入式工业控制计算机和数字信号控制器的主从控制系统,详细给出系统结构、硬件电路和软件实现方法。另外,对控制系统的逻辑时序、可靠性、实时性进行分析,并从软硬件2个方面提出相应对策。实际应用表明,这种控制系统合理可行,稳定可靠,具有较高性价比。

新型交流伺服控制系统在工业缝纫机中的应用

针对工业缝纫机控制系统设计必须满足低成本、高性能的设计要求,提出一种使用线性霍尔传感器作为电动机反馈元件的永磁同步电动机交流伺服控制系统。由于安装在定子上线性霍尔传感器的输出模拟信号与转子气隙磁场强度成比例,与反电动势同相位,通过使用线性霍尔传感器代替光电编码器和开关霍尔传感器,可得到转子的位置和速度信息;在此基础上,给出了一种不需要在静止坐标系和旋转坐标系之间相互变换,可以在静止坐标系中直接产生相电流命令的磁场定向控制算法。将提出的交流伺服控制系统应用在工业缝纫机中,实验结果表明所设计的控制系统合理可行,具有较高性价比。

一种新型的汽车智能雨刷控制系统设计

提出了一种基于模糊模型的自动雨刷控制系统设计方法。该系统通过红外雨量传感器检测雨量大小,使用模糊控制算法和脉宽调制技术调节雨刷器的速度;给出了系统的总体结构和具体设计方法。实验结果表明,本文所提出的自动雨刷控制系统性能可靠、反应灵敏、控制效果良好。

多功能编织机控制系统的设计开发

介绍了多功能编织机的工作原理及编织过程中对各部件的动作要求,设计了一种基于嵌入式工业控制计算机和数字信号控制器为核心的控制系统,该系统通过使用3台伺服电机为系统提供动力,以增加系统软、硬件复杂性为代价,减少了机械零件的使用量,消除了机械传动机构对整个编织机运行速度的影响,提高了编织机的工作效率。文中详细阐述了系统的总体结构及软、硬件实现方法。实际应用表明该控制系统简化了多功能编织机的结构,具有较高的性价比,良好的实用性、稳定性和可靠性。

基于Takagi-Sugeno模糊模型的自动雨刮控制系统设计

提出了一种基于Takagi-Sugeno模糊模型的自动雨刮控制系统设计方法。首先对传统雨刮系统的操作模式、实现方法等进行了分析,然后,给出了基于Takagi-Sugeno模糊模型的自动雨刮控制系统的软硬件结构和控制器设计方法。实验结果表明:本文所提出的自动雨刮控制系统的有效性。