精细农业无线传感器网络终端节点定位研究

针对现有精细农业传感器网络监测系统中的终端节点模块定位算法易陷入局部最优、定位精度低等缺陷,提出了一种改进无线传感器网络节点定位算法针对大豆农田Zig Bee无线网络终端节点进行定位,采用高斯数据筛选模型修正接收信号强度测量距离。同时,在标准粒子群算法基础上引入混合变异策略,运用混合策略中各个变异函数的优势在算法搜索过程中作用于种群,使粒子跳出局部最优,保证全局搜索遍历能力。大豆实验田试验表明:标准粒子群定位算法和本文提出的混合变异粒子群定位算法的总体定位平均误差分别为1.746 1m和1.1 7 0 8 m,表明改进方法的定位精度更高。     

变电站视频监控系统的改造及应用

分析老旧变电站视频监控系统存在的问题,提出以数字视频服务器为基础的网络化视频监控系统改造方案,根据变电站远程巡视需求确定系统逻辑结构图和摄像机布置原则,改造后的视频监控系统在变电站远程巡视中的应用,可有效提高无人值守变电站安全生产水平。     

基于WSN的水环境监控系统设计

针对湿地水环境监控需求,采用CC2530芯片设计无线传感器网络终端节点,基于Z-Stack协议栈构建局域自组织无线网络,水体监测传感器的终端节点采集的数据最终汇聚到由CC2531和ARM构建的协调器上,经GPRS与远程上位机客户端建立通信链接并接入互联网络。该系统可以广泛应用于湿地等大范围环境监控,具有成本低、便于维护和节约人力资源等优点。     

某火箭弹自炸装置设计

为了确保在不大幅增加成本的前提下,增加某火箭弹战场适应性,弹体接触软目标能可靠起爆,火箭弹发射后具有自炸功能,在传统"电-2"引信底部机构的基础上,增加了惯性着发机构和延时药柱相结合的自炸装置。试验结果表明,增加了该装置后,火箭弹能在3.5~5.5秒钟内可靠起爆,能够满足设计目的。     

基于Zigbee的低压设备能耗与谐波监测节点设计

为了对智能楼宇内用电设备所产生的功耗及谐波污染情况进行监测,进而为智能楼宇降低功耗、提高用电效率提供参数依据,设计了基于Zigbee无线网络的功耗与谐波监测节点。该节点由电力监测模块和Zigbee网络模块组成,二者分别实现信号的检测和传输功能,共同构成一个完整的监测节点。主要介绍Zigbee网络的构建和电力监测方法,设计基于三星S3C2410嵌入式处理器的谐波与功耗监测模块,论述Zigbee网络模块的软硬件设计并建立星型网络连接。经试验检测,设备可监控和累计用电设备的电能损耗及谐波污染情况,并通过Zigbee无线网络将数据发送至上位机。     

自优化模拟模型在珠江流域骨干水库群抑咸调度中的应用

近年来,由于河口地区成潮上溯,珠三角地区供水形势日趋严峻。珠江流域骨干水库群作为一复杂的混联系统,如何在满足水库综合利用需求下实现抑咸调度是亟须解决的重要科技问题。控制节点抑成目标流量为约束,将数学模拟与优化方法相结合,利用自优化技术,建立珠江流域骨干水库群抑成调度的自优化模拟模型。并以特枯年份实测资料进行算例分析,研究成果表明该模型仿真程度好,计算速度快。     

基于ZigBee技术的农田土壤温湿度监测系统设计

根据现代农田合理灌溉的需求,设计了一种基于ZigBee技术的农田土壤温湿度监测系统,该系统由传感器节点、协调器节点和PC机组成。采用低功耗的CC2530芯片为核心,设计开发了协调器节点、传感器节点的硬件电路和软件流程。传感器节点增加了功放CC2591,实现农田无线网络土壤信息的远距离传输。试验表明,系统能够实时显示土壤温度及传感器节点网络地址,并在无障碍情况下,网络通信距离可达1.8km。该系统具有距离远、成本低、功耗低等特点,满足设计要求。     

地下管网无线监测系统节点定位方法

研究了国内外监测节点定位方法,根据市政地下管网具体应用环境,结合地下管网无线监测系统应用特点,提出了一种在线优化训练关系函数的递增式测距定位算法,并采用多种定位修正方法提高节点定位精度。      

ADSS电力自承光缆通道建设的几点建议

随着电力调度自动化的实施，无人值守变电所的诞生，以及一流电网调度机构的规范，建立起安全、稳定、可靠的通信通道显得特别重要，本人就ADSS电力自承光缆架设浅谈几点建议，与同行商榷。     

融合视觉和激光测距的机器人Monte Carlo自定位方法

针对移动机器人采用单类传感器很难成功定位的问题,提出一种室内环境下基于异质传感器信息融合的粒子滤波自定位方法。建立激光测距仪和视觉传感器各自感知模型后,利用融合的感知信息进行粒子集的更新,从而进行自主定位。实验表明,定位过程中激光测距的快速准确更新特性和视觉信息的全局性得到互补,粒子集比使用单类传感器时收敛得更快,提高了移动机器人的自定位精度和速度。     

提高无人值守变电所的运行可靠性

随着城、农网的改造的不断深化，越来越多的新建变电所所采用综合自动化设计，同时许多者的变电所也进行了无人值守的改造。综自所的大量投运和无人值守的实现极大地提高了电网运行的自动化水平，扩充、加快了电网的发展。但在今后的工作中，如何保证综自所的运行可靠性和无人值守的安全运行，也将是我们工作的重点。由于综自所和常规变电所存在较大差异，对我们的工作方法和思路提出新的要求，同时在综自所的无人值守的具体实现和常规变电所的无人值班的改造过程中，也出现了许多新问题值得讨论。     

太阳能自供电的温湿度无线传感器系统

根据节水灌溉的实际需要,设计了一种太阳能自供电的温湿度无线传感器。该传感器利用FD阻抗变换原理测量土壤水分,内置锂电池、充电管理电路和放电保护电路,可依靠太阳能供电长时间稳定工作,无线传输距离最远可达100m。实现了温湿度传感器在农田环境下的无线工作和对土壤水分的网络化实时监测。可以适用于各种农业自动化灌溉系统。     

基于任务调度优化的农田WSN节点设计

针对复杂农田环境对无线信号干扰强、节点能耗大等问题,设计一种改进的农田信息采集无线传感器网络节点。该节点以单片机为核心控制器,优化无线传感器节点任务调度,并且提出“模拟化+路径”的方法结合滑动平均数字滤波技术对数据采集和处理。实验表明:该无线网络节点增加了能源的利用率,提高数据采集的精度(精度达到97.6%),可以满足农田信息采集的应用要求。     

基于智能灌溉系统WSN节点自供电系统设计

为提高智能灌溉系统大面积推广和系统节点能量利用效率,采用MPPT算法结合太阳能、超级电容、聚合物锂电池设计出基于STM32智能灌溉WSN节点自供电系统。利用Matlab软件,搭建光伏电池模型分析光伏特性,完成系统供电设计与模块选型,并设计能量管理电路,结合Qt平台开发监控软件。结合软件对系统进行测试分析,软件平台读取光伏电池及锂电池电压、电流实时数据,同时计算MPPT效率。经实验验证,系统整体运行良好, WSN节点采用太阳能光伏电池供能结合聚合物合锂电池、超级电容储能工作寿命较长,MPPT效率在86%附近小幅度波动,WSN节点自供电系统设计有效解决了传统节点单个电源引起能量不足缺陷,为智能灌溉系统普及与推广提供试验支撑。为WSN节点自供电提供新思路与设计方案,有效提升智能灌溉系统可靠性与实用性,在一定程度上提高农业灌溉效率和智能化水平。     

精准灌溉系统无线传感器网络休眠技术研

结合精细农业应用需求,对传感器网络中常用的节点供电方式及其特点进行了分析.为延长普通干电池供电的节点寿命,基于节点能耗分析,提出了应用层主导的节点休眠/同步机制,并提供了根据节点期望寿命与数据采集需求计算空占比的方法.最终在实际传感器网络节点上实现了休眠/同步机制,并在国家农业信息化工程技术研究中心的小汤山农业基地进行大量实验,无休眠设计寿命约150h的节点采用休眠技术后节点寿命可达到1年以上.     

基于ZigBee的无线传感器网络及其在智能大厦中的应用

ZigBee是一个针对IEEE802．15．4的新型无线网络协议栈。在实验中，用改进后的Dijkstra算法作为整个无线网络系统的路由算法，并分析AdHoc无线网络的特点。本实验通过用GPS进行定位，得到本地定位信息和节点之间的相互距离．从而构成Dijkstra算法的基本输入量，并得出最优路径信息．优化无线网络。     

基于WSN的低功耗湿地土壤监测系统设计

针对扎龙自然保护区的土壤环境监测需求,采用CC2530PA模块设计终端节点,基于Z-Stack协议栈搭建自组织传感网络,传感器选取土壤湿度传感器、温度传感器以及雨滴传感器,组建低功耗湿地土壤监测系统。系统结合低功耗路由协议和实际环境监测需求提出采集发送端低功耗节点设计的改进算法,有效地减少节点的功耗、传输延迟和丢包率,从而延长整个网络生存时间。     

基于RFID和WSN的采摘机器人自主定位与导航设计

为了提高采摘机器人自主导航能力和定位精度及对复杂采摘作业环境的自适应能力,提出了一种基于FRID和WSN的自主导航与避障采摘机器人,通过ID识别技术和聚类算法的应用,实现了采摘机器人的高精度导航与路径规划。该机器人在自主导航和避障过程中首先对RFID标签进行阅读,将阅读结果采用WSN进行节点通信,然后调用距离,并对距离进行聚类分析,最后得到规划后的路径。对机器人的导航定位性能进行了测试,测试发现:机器人实际标定位置和定位导航位置曲线吻合程度较高,验证了采摘机器人具有较高的定位精度;进一步测试发现:机器人在各个节点位置的信号通信均正常,没有出现较大的偏差,其定位的最大均方差仅为0.082m,满足高精度采摘作业的需求。     

基于ADAMS的滑块式自定心中心架动力学仿真分析

自定心中心架是保证加工轴类工件时自定心性能和夹紧性能的关键部件,其中心定位精度直接影响工件的加工效率与加工精度。基于此,通过建立多刚体系统运动学方程,利用ADAMS多体动力学仿真软件对自定心中心架作了运动学仿真分析及动力学仿真,在有、无磨削力作用下模拟实际工况,研究了不同驱动力对中间滑块的中夹头及上、下夹头与工件的夹紧力的变化曲线,为自定心中心架的优化设计提供了一定的理论参考。     

基于动态休眠算法的低功耗温室信息采集系统设计

在当前温室环境信息采集系统中无线传感器网络得到广泛的应用,如何降低无线网络的工作能耗成为研究热点。针对这一问题,设计一个低功耗无线温室环境信息获取系统,该系统采用网络动态休眠算法通过一个周期内的参数变化规律预测该参数变化量达到设定值所需时间,以此来控制传感器的开启和数据传输网络的通断,实现无线网络的动态休眠。通过在河北农业大学温室大棚所做的试验表明:设计的低功耗温室信息采集系统及动态休眠算法在低功耗节点、中等功耗节点和高功耗节点运行时,省电率分别为28.6%,33%,44.4%。该低功耗系统能够准确采集温室中不同节点的环境参数并将其上传至后台进行存储,可为温室生产工作提供重要参数信息,具有一定的推广价值。