基于ZigBee和云端的列车轴温监测系统设计

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为了实时监控列车的轴温,设计开发了基于ZigBee和云端的列车轴温监测系统.列车管理人员可以通过电脑端和移动终端实时监控列车轴温,并设置温度阈值提示报警,紧急避免危险的发生.系统由多个安装在车轴的终端节点和一个监控协调器组成,终端和协调器均采用低功耗、低成本的ZigBee处理器CC2530.轴温数据通过DS18B20高精度温度传感器采集并传输给终端节点.当终端节点与协调器自组网成功后,将数据传输给协调器.协调器将多个终端节点数据打包通过串口发送给上位机,最后由上位机通过TCP协议发送数据给指定云端服务器和移动终端.系统运行稳定,灵活,具有广阔的应用前景.
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耦合位移直接影响微定位平台输出精度。控制空间微定位平台耦合位移可以有效提高平台的输出精度。通过控制误差补偿的方式消除微定位平台耦合位移,平台的驱动方式采用压电驱动。基于卡氏定理计算出微定位平台输出端输出位移;利用ANSYS软件对微定位平台的柔性铰链进行尺寸优化,并对优化后的微定位平台进行仿真分析。最后,对理论计算数值和仿真分析数值进行对比。通过对微定位平台的研究,得出所设计平台具有高定位精度,低耦合位移,大行程的优势,为同类微定位平台的研究提高借鉴。
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基于小型化、数字化的传感器设计目标,以集成霍尔芯片IC-MU和磁栅为核心,研制一种新型绝对式直线位移传感器。介绍了基于霍尔芯片的传感器工作原理,给出了传感器结构和电路设计方案,并对传感器样机进行标定。针对传感器的非线性误差,分别采用分段线性插值法和三次样条插值法进行误差补偿。实验结果表明:传感器原始误差为0.014 mm,经两种方法补偿后,误差分别减小到0.003 6,0.003 0 mm,误差补偿有效。
为提高柔性传感器传感层图案的可设计性和操作可重复性,并使传感器的灵敏度得到提高,采用二维平面可控喷涂和低温等离子体处理技术,制备了以多壁碳纳米管为传感层、以Ecoflex 0050为基层的柔性可拉伸电阻应变传感器。研究了低温等离子体处理对传感器电阻值、稳定性以及灵敏度因数的影响。结果表明:采用可控喷涂的方法制备的传感层对拉伸应变具有很好的响应;在低温等离子体处理之后,传感层的初始电阻增大为原来的15倍;在应变为10%的2 500次往复拉伸过程中,采用等离子体处理制备的柔性电阻应变传感器电阻变化保持平稳,且
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针对两轴磁传感器在测量弹体滚转角应用过程中,俯仰角变化条件下滚转角测量精度下降的问题,提出一种改进的两轴磁传感器测量弹体滚转角方法。基于弹体短射程飞行过程中地磁场模值恒定假设,利用弹体径向两轴磁传感器信息和地磁场模值,解算反映弹体俯仰信息的轴向地磁场分量,实现俯仰角变化条件下的滚转角准确获取。由于实际飞行过程中弹体干扰磁场的存在,致使获取的第三轴地磁场信息存在误差,进一步导致俯仰角和滚转角存在误差
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