基于NB-IoT的静载检测仪系统设计

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针对目前静载荷实验存在数据造假、采集终端与基站之间的通信距离近、检测点位置偏远,网络信号差的地方数据传输不稳定,甚至中断等问题,提出了一种基于窄带物联网(NB-IoT)的静载检测仪系统.对系统的数据采集终端、数据接收基站的主要硬件和软件部分进行了介绍.采集终端和接收基站的主要硬件包括STM32主控模块、模/数(A/D)转换模块、油泵控制模块、无线串口模块、BC26通信模块、GNSS定位模块、数据储存模块等;软件方面主要包括数据采集终端的主程序模块、数据接收基站主程序模块等.测试与应用结果表明:系统传输距离远,数据上传稳定可靠,数据直接传输给质检中心,无法进行数据造假.
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针对核辐射探测系统中的谱仪放大器的故障诊断问题,设计并验证了一种可以在核辐射探测系统工作时对谱仪放大器进行故障诊断的诊断方案.以谱仪放大器前端的电荷灵敏放大器的输出脉冲信号为诊断电路激励信号,使用小波包分解提取不同故障状态下的谱仪放大器输出电压波形的特征信息,通过引力搜索算法(GSA)优化的支持向量机(SVM)实现基于故障特征信息的故障分类.仿真结果表明:在谱仪放大器出现的单软故障与组合软故障时,GSA-SVM能够依据故障信号的特征信息对故障进行准确的分类,实现了对谱仪放大器的高效诊断.
通过对电容式微机电系统(MEMS)压力传感器的结构和工作原理的分析,建立了基于随机模型的稳健设计数学模型,并且编写相应的算法程序,对稳健设计模型进行求解.结果表明:稳健设计方法不仅可以保证传感器具有较高的灵敏度,还能保证设计解的稳健性.
针对异丙醇气体传感器的输出精度常受环境湿度影响的不利情况,提出改进反向传播(BP)神经网络结合遗传算法(GA)的方式补偿.运用GA优化BP网络的初始权阈值,实现对气体传感器不同湿度补偿的功能.将改进算法进行仿真,对比不同算法的补偿效果.实验结果表明:GA优化BP神经网络湿度补偿效果较好,相较于标准BP网络补偿误差减小了 65.6%,相较于改进BP算法补偿误差减小了35.3%,且误差均方根更小.GA-BP网络对异丙醇传感器的湿度补偿,令传感器具备更高的探测精度和湿度可靠性.
无线供电通信网络(WPCN)是一种能够延长传统无线传感网寿命的新型通信网络.借助无人机搭载基站可以解决网络中存在的“双近远”问题.目标是一个由无人机搭载的移动基站和多个地面用户组成的无线供电通信网络.通过联合优化无人机的飞行轨迹、加速度、射频能量波的发射功率、节点的信息传输功率以及节点的带宽分配,在满足节点最低通信速率的前提下最小化系统总能耗.为处理构造出的非凸问题,基于块坐标下降思想提出一种基于连续凸近似技术的自迭代优化算法.仿真结果表明:所提出的算法能够在有限次迭代后收敛,且与传统无线供电通信网络解决
利用铜环辅助涂覆法在微悬臂梁表面涂覆了氧化石墨烯(GO)作为湿度敏感层,研究了传感器在不同相对湿度(RH)下位移偏转变化.GO薄膜吸水膨胀和失水收缩引起微悬臂梁挠度变化,利用光杠杆检测原理将微悬臂梁自由端位移偏转量放大,得到传感器位移偏转与湿度关系.结果表明:传感器在18%~77%RH的范围内,湿度变化量与位移偏转量的线性相关度为0.993 6,灵敏度约为82.93 nm/%RH;并在连续4次相对湿度为20%~77%RH的循环测试中,传感器偏转趋势基本一致,具有良好的重复性,且传感器的响应时间为5 s,恢
针对现有的电化学阻抗谱(EIS)理论在锂电池健康状态(SOH)估计中存在的交流阻抗测试时间长、预测精度低的问题,提出一种基于电化学阻抗谱虚部和长短时记忆(LSTM)神经网络的锂电池健康状态估计方法.本文方法只进行特定频率段下的阻抗测试,可以大大缩短电化学阻抗的测试时间,同时LSTM神经网络具有对锂离子电池衰减状态的长期趋势学习的优点,使得预测精度也得到极大地提高.
针对传统物流行业分拣物品效率低,存在一定安全隐患等问题,提出了一种直线型Halbach阵列线圈结构,并对其进行了结构优化,设计出一种Halbach阵列线圈,并将其应用于无线充电式分拣机器人系统.该线圈能有效提高线圈间的电能传输效率.首先,建立了无线电能传输(WPT)磁耦合机构数学的模型,分析了传输效率与接收端线圈接收的磁感应强度、磁通量以及电压的关系;然后,通过COMSOL有限元仿真软件搭建了不同的磁耦合线圈结构模型,比较分析了磁耦合线圈结构的改变对线圈参数的影响;最后,搭建了系统试验平台,对磁耦合机构的
针对梅尔频率倒谱系数(MFCC)特征、感知线性预测系数特征等常用语音特征不能有效提取语音前后帧相关性信息、冗余信息较多导致识别效果不佳的问题,提出一种将稀疏性瓶颈(BN)特征与MF-CC特征相结合的复合特征构造方法,以此来提高语音的表征和建模能力,并进行高斯混合模型-隐马尔科夫模型(GMM-HMM)声学建模.在TIMIT数据库上的实验结果表明:利用声学复合特征构建的声学模型具有优良的识别性能,证明该方法的有效性.