Assessment of nest building and social interaction behavior in mice exposed to acute social defeat stress using a three‐dimensional depth camera

Nest building is an instinctive behavior toward protection from predators, body temperature regulation, and courtship. Previously, we discovered that acute and chronic social defeat stress suppresses the onset of nest‐building behavior in male mice (C57BL/6J). Here, we analyzed nest building and other behavioral deficits induced by acute social defeat stress (ASDS). We utilized a customized cage and specifically developed observational programs for nest building, social avoidance, and other behaviors using an infrared depth camera to acquire three‐dimensional (3D) data of animal behavior (Negura system). We determined the volume of nesting materials from these 3D depth images. Mice exposed to ASDS showed increased spontaneous activities, decreased rearing, and delayed nest building; however, nest‐building activity was gradually recovered during the dark period of the 24 hr observation interval. At the endpoint following 24 hr, the ASDS and control groups showed no differences in nest volumes. Furthermore, we observed the time courses of both nest building and social avoidance behaviors and their relationship using the Negura system. Our data demonstrated a weak positive correlation between nest‐building delay and social avoidance in ASDS mice. The Negura system can observe various behaviors that reflect the effects of social defeat stress.     

基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾监测系统的研究

该文在探讨森林起火因素的基础上,构建了一种基于ZigBee无线传感器网络的森林火灾实时监测系统.该系统给出了森林火灾无线传感器网络监测系统的体系结构,重点设计了基于CC2430芯片的网络节点硬件电路,详尽地讨论了网络的数据传输流程;该系统能够监测林区温湿度等相关环境参数的变化,为有关部门采取相应的防火或灭火措施提供决策依据.      

耕地质量低空遥感-地面传感双重采集系统研究

【目的】将无人机(UAV)低空遥感检测系统与无人机-无线传感器网络(UAV-WSN)集成,实现通过一套系统进行低空遥感监测和地面长期监测的双重监测,为耕地质量的空间和时间变化提供监测数据。【方法】本研究探讨了现有UAV-WSN系统无法实现双重采集的问题,设计了一套用于耕地质量监测的低空遥感-地面传感双重采集系统,提出一套双重采集的工作流程,以及提升性能的基于航线的LEACH算法。仿真分析试验中调整UAV飞行高度和地面节点密度,以比较双重采集系统和UAV-WSN系统总飞行时间的不同。【结果】双重采集系统1次飞行同时采集2种监测数据,无需完成低空遥感监测数据采集后再次走遍所有地面节点,在低空遥感地面图像分辨率变化的情况下,总飞行时间比UAV-WSN系统快165 s;双重采集系统根据无人机航线和地面节点位置进行调整,在地块内节点数量变化的情况下,总飞行时间基本不变,比UAV-WSN系统快129～194 s。【结论】双重采集系统能够减少现场采样所需的总工作时长,降低采样工作的复杂程度,提升耕地质量监测的效率。     

温箱的温湿度控制系统设计

温箱品质的好坏取决于对温度和湿度这两个参数的控制是否得当.为此,对温箱的温湿度控制系统进行了设计,由传感器SHT11对温度和湿度进行检测,并可通过I2C总线与单片机接口直接输出数字量,单片机采用ATMEL89系列单片机AT89S52.系统具有温湿度可调、数字实时显示和PID算法控制等功能.另外,对系统结构、硬件和软件等方面的设计进行了详细的论述.     

基于图像的人体参数测量系统的设计与实现

给出一种基于图像的人体参数自动测量方法,并设计与实现人体参数测量系统.通过2个数码相机拍摄人体的正视图和侧视图,运用图像分割和特征提取等图像处理方法提取2幅图像上的人体特征点;利用三维标定架标定相机的内外参数;利用双目视觉原理从2幅图像上的特征点计算出人体的测量点,完成人体尺寸参数计算.试验结果表明：与传统手工测量相比,本方法能实现自动测量,缩短了测量时间,提高测量的精度和效率;与三维非接触测量相比,本方法测量设备简单和便携,测量速度更快,操作更加方便.     

用于粮库温度场测量的分布式光纤传感器系统设计

对库存粮食温度的实时监控与调整,是保证存粮质量与库存期限的一个重要环节。为此,根据反斯托克斯光对温度的敏感性,利用光纤传输信号的种种优点,配以电子处理与补偿电路,设计了可用于粮库测温的分布式光纤温度场测量系统,该系统可实现对库存粮食温度的实时监控与调整。     

基于弹性摩擦模型的机器人免力矩传感器拖动示教方法

基于广义动量的外力观测器和导纳控制方案,采用弹性摩擦模型估计关节摩擦力,并对关节起动阶段的摩擦估计值进行规划,实现了免力矩传感器的机器人拖动示教。基于机器人的动力学模型和运动状态,建立了基于广义动量的机器人外力观测器,观测操作者对机器人施加外力。采用导纳控制方案,根据观测的外力生成关节运动轨迹,实现机器人的拖动示教。采用弹性摩擦模型对关节摩擦进行建模,并在模型中引入Stribeck摩擦项,实现关节在低速和静止状态下的摩擦力估计。为解决关节在静止状态下拖动困难的问题,对关节起动阶段的摩擦力估计进行规划,通过短暂增加关节摩擦的估计值以增加关节驱动力矩,从而实现关节的轻松拖动,且起动规划算法不会对机器人关节的其他运动阶段造成影响。实验表明,采用本文控制方案可有效实现免力矩传感器的工业机器人拖动示教。采用起动规划方案可有效增加关节起动外力和缩短关节起动时间,在起动阶段关节可以短暂产生26 N·m以上的估计力矩,相比未使用规划时关节的起动时间至少可减少70%。同时,关节在起动阶段具有一定的抗干扰能力。     

基于卡尔曼滤波的车辆侧偏角软测量

针对车辆稳定性控制过程中难以在线测得车辆侧偏角的问题,该文基于参数软测量理论和离散信号滤波理论,并结合卡尔曼滤波和驾驶员—车辆闭环系统模型建立车辆侧偏角软测量模型。该方法通过易测变量横摆角速度和侧向加速度估算车辆侧偏角,以实现车辆侧偏角的状态估计。基于预瞄最优曲率控制理论和预测—跟随理论所建立的二自由度驾驶员—车辆闭环系统建立了软测量模型,并建立其状态方程和观测方程。为进行状态估计,对模型的状态方程和观测方程进行连续系统离散化,得到以横摆角速度和侧向加速度为观测量的系统离散观测方程。通过双移线试验与蛇形试验进行场地试验获取纵向速度、侧向速度、横摆角速度、侧向加速度及车辆侧偏角等试验数据。估计值和试验值比较显示,两者变化趋势一致,误差均值在试验值幅值的10%以内,试验表明,软测量算法能准确估算出车辆侧偏角是可行的。研究结果可为软测量技术在车辆稳定性控制系统上的应用提供参考。     

基于AVR单片机的土壤水分检测系统设计

提出了将近红外传感与AVR单片机控制技术相结合来测量土壤含水量的设计方法。该方法具有非接触式、功耗小、便携、速度快等特点。     

面向农业监控的动态无线传感器网络路由算法

无线传感器网络在农业生产的信息采集、处理和远程控制等方面有广阔的应用前景,目前已有的路由算法存在不支持动态网络,或没有考虑移动式基站等问题.提出基于簇的动态的层次型路由算法,算法支持传感器节点和基站的移动性,采用时分多路访问和活动/睡眠机制,以资源丰富的驱动装置作为网关节点管理簇内移动,为农业生产提供更实用的监测方案,仿真结果表明,该算法具有较低的网络能耗.