检索结果-南通市图书馆

作者：贾俊北京交通大学

学位级别：硕士

Sagnac干涉型光纤传感器是光纤传感器中光相位调制型传感器,多用于物理旋转状态的测量,也用于时变信号的测量。基于Sagnac干涉仪设计的光纤陀螺仪已被广泛应用于军事及商业上。基于Sagnac干涉仪的光纤传感器在长距离、小泄露管道检测定... 详细信息

Sagnac干涉型光纤传感器是光纤传感器中光相位调制型传感器,多用于物理旋转状态的测量,也用于时变信号的测量。基于Sagnac干涉仪设计的光纤陀螺仪已被广泛应用于军事及商业上。基于Sagnac干涉仪的光纤传感器在长距离、小泄露管道检测定位上有其明显的优势,同时也可应用在光纤围栏报警系统中,具有简单高效、安装便捷、维护简单、成本较低等优点。本文在介绍了光纤传感器理论及技术和数据采集系统知识的基础上,主要针对Sagnac干涉仪原理以及Sagnac干涉仪单点定位原理及实验进行研究,得到了一些有效的信号分析处理方法。获得的主要研究成果有: (1)研究了Sagnac干涉原理,推导出了光在折射率为n的光路中传播时,萨格纳克效应产生的相位差与旋转角速度间关系。 (2)研究了基于虚拟仪器和PCI总线的数据采集系统。掌握了PCI-1714数据采集卡的使用方法,并利用LabVIEW语言进行了数据采集程序的编写。 (3)进行了Sagnac干涉仪单点干扰实验研究,采集实验中的传感信号,并对所采集信号进行分析、处理,研究了其定位实现原理,并对定位误差进行分析。介绍了基于Sagnac干涉仪的传感系统在光纤围栏报警中的应用以及管道泄漏检测定位中的应用,对其存在的问题进行了分析及探讨。 (4)研究了Sagnac干涉仪单点干扰实验数据的频谱处理方法。利用小波分析法获取频谱的近似部分,以获得零频点分辨率较好的频谱。 (5)研究了从Sagnac干涉仪单点干扰实验数据中获取零频值的方法。提出了一种获取零频值的新方法,并进行编程实现,实现了干扰源定位的信号分析处理的关键步骤,该方法可推广到较广的应用范围。

关键词：光纤传感系统 Sagnac干涉仪 LabVIEW 检测定位

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激光诱导击穿光谱数据处理方法研究

激光诱导击穿光谱数据处理方法研究

作者：杨崇瑞北京交通大学

学位级别：硕士

激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS),是一种基于原子发射光谱和激光等离子体发射光谱原理进行样品中元素成分分析的先进光谱技术,该技术不需要对样品进行预处理,具有可在线分析多种状态样品、快速分析及实... 详细信息

激光诱导击穿光谱(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS),是一种基于原子发射光谱和激光等离子体发射光谱原理进行样品中元素成分分析的先进光谱技术,该技术不需要对样品进行预处理,具有可在线分析多种状态样品、快速分析及实现多元素同时分析等优势,在太空探测、材料成分分析、环境污染检测、文物鉴定、生物医学等各种民用和军事应用领域具有广泛地应用。近年来,LIBS技术研究的工作重点主要集中在实验基础理论、实验装置参数优化、不同样品的影响特性以及分析精度等研究方面。然而,探测限及精度仍有待于进一步提高。目前其他比较成熟的光谱技术已经证实,光谱数据的处理技术是提高光谱分析精度的有效手段之一。采用适当的光谱信号预处理方案,一方面可以有助于提升硬件系统的技术指标,降低系统的复杂度及成本;另一方面,还可以解决一些通过硬件优化无法解决的技术问题,扩展实验系统在不同环境下的适用性。因此,光谱数据的处理技术已经成为LIBS技术的一个重要发展方向。本文面向LIBS技术中的光谱数据的处理技术开展了深入的理论和实验研究,重点关注的是光谱降噪、光谱图像基线校正、物质分类识别几方面。完成的主要工作如下：首先构建实验平台,获得大量样品的光谱数据。然后,基于小波变换算法和分段光谱特征值提取等多种数据处理方法,分别针对光谱噪声及分段基线差异等严重影响激光诱导击穿光谱(LIBS)信号质量这两项主要影响因素,开展光谱信号预处理研究。基于本实验室LIBS实验装置,通过实验验证,得出以小波变换算法进行LIBS谱线信号降噪的最佳算法参数,达到了噪声消除的效果,并且谱峰位置不变,不影响分析精度。并且根据多通道光谱仪不同波段光谱背景差异,提出了一种简单易行的多组数据中特征值点连接的方法,有效地提高了LIBS光谱信号的基线平直度。最后在上述工作的基础上,使用基于误差反向传播的人工神经网络方法,利用已经过预处理的数据,实现了纯铜和不锈钢等物质种类的有效识别。最终得出,综合利用多数据处理方法进行LIBS技术中光谱信号预处理可以有效提高谱线分析和识别的质量。

关键词：激光诱导击穿光谱基线校正谱线识别小波算法神经网络

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基于RFID技术的铁路客票系统研究

基于RFID技术的铁路客票系统研究

作者：沈骞北京交通大学

学位级别：硕士

RFID是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物，是标签识别领域的一项新兴技术，具有操作快捷、抗干扰性强、操作距离远、安全性高、便于一卡多用等特点，在铁路客票领域具有其他标签识别技术无法比拟的优越性，具有广阔的市场前景。论文... 详细信息

RFID是射频识别技术和IC卡技术相结合的产物，是标签识别领域的一项新兴技术，具有操作快捷、抗干扰性强、操作距离远、安全性高、便于一卡多用等特点，在铁路客票领域具有其他标签识别技术无法比拟的优越性，具有广阔的市场前景。论文首先对RFID技术的特点、关键技术、典型应用和发展现状进行了概述，然后基于Philips公司生产的MIFARE 1 S50型非接触式射频IC卡芯片和相应核心读写模块MCM200进行了非接触式IC卡读卡器接口电路的研究和制作，以及软件系统的设计和实现。读卡器的硬件主要包括对MCU、MCM200、RF单元、EEPROM存储单元、复位电路及TC232电路间的接口电路，软件设计分为对MCM200及其他电路的应用程序的设计、对安全认证体系的设计和主程序设计三个部分。论文实现了以下技术指标：工作频率：13.56MHZ通信速率：106KBps读写距离：可达25mm以上模块与卡片通信时，数据加密接口标准：ISO／IEC 14443 TYPEA标准工作温度范围：-20℃～+70℃读写机具对铁路客票的识别安全、高效、准确，可实现无人职守，系统安装简便、性能稳定、高效快速，大大缩短了售检票时间，且具备很好的可扩展性。

关键词：射频识别客票系统 Mifare MCM

基于Φ-OTDR分布式光纤传感系统扰动信号的分类算法及实现

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基于Φ-OTDR分布式光纤传感系统扰动信号的分类算法及实现

作者：孙璞北京交通大学

学位级别：硕士

随着科学技术的发展,光纤传感技术与机器学习算法也在不断地得到完善。其中基于相位敏感光时域反射仪(Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR)的分布式光纤传感系统由于设计结构简单、监测的距离较长、可实现多点... 详细信息

随着科学技术的发展,光纤传感技术与机器学习算法也在不断地得到完善。其中基于相位敏感光时域反射仪(Phase-sensitive Optical Time Domain Reflectometer,Φ-OTDR)的分布式光纤传感系统由于设计结构简单、监测的距离较长、可实现多点定位等优点,在长距离机场安防、油气管道检测、涵洞隧道检测等环境中得到了广泛的应用。基于Φ-OTDR分布式光纤传感系统扰动事件的多分类逐渐成为了重要的研究方向,而本文就是基于AdaBoost(Adaptive Boosting)算法对五种扰动事件进行识别,完成的主要工作包括:(1)研究分析Φ-OTDR分布式光纤传感技术理论,对输出信号进行了简单的理论分析,提取五种情况(浇水、攀爬、敲击、碾压、无扰动)下的扰动信号。对采集到的样本信号进行数据归一化、数据分组、数据差分等预处理操作,可以消除原始数据之间的相互影响,为后续的特征提取提供便利;然后提取了扰动信号在时域方面的三十维特征值,为扰动信号的识别分类奠定了基础。(2)提出基于投票的扰动信号分类方法,并对其实现和验证。结果表明所提出的识别方法能够有效识别五种扰动事件,对五种扰动事件的召回率分别达到91.93%、98.20%、91.57%、90.83%、99.23%,平均识别召回率达到94.35%;五种模式的识别精确率分别为94.85%、87.54%、97.76%、95.83%、99.21%,平均识别精确率为95.04%。(3)提出基于二进制编码的扰动信号分类方法,对其实现和验证。结果表明该方法能够有效的对五种扰动事件进行区分,但相比于基于投票法的扰动事件识别方法,识别率有一定的下降,对五种扰动事件的召回率分别达到89.43%、97.70%、90.90%、88.30%、99.13%,平均识别召回率为93.09%;五种模式的识别精确率分别为93.28%、87.35%、96.23%、92.75%、99.64%,平均识别精确率为93.85%。此外,由于二分类器个数的减少,所以识别的时间相对于投票法有一定的下降。(4)提出基于二进制编码与二叉树的扰动信号分类方法,对其实现和验证。结果表明该方法能够有效的对五种扰动事件进行识别,而且相比于前两种识别方法,识别率有一定的提升,对五种扰动事件的召回率分别达到92.27%、97.83%、94.47%、90.33%、98.73%,平均识别召回率为94.73%,五种模式的识别精确率分别为92.95%、90.90%、97.05%、95.67%、99.76%,平均识别精确率为95.27%。该方法的识别召回率和精确率都较优于前两种识别方法,但是识别的时间却有一定的增加,100次试验的平均识别时间为0.2325s。

关键词：光纤传感 Φ-OTDR AdaBoost 模式识别召回率

激光超声系统中基于USB的信号源设计和光源的研制

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激光超声系统中基于USB的信号源设计和光源的研制

作者：刘杰北京交通大学

学位级别：硕士

本文是基于“激光超声薄板在线质量监测”项目开展工作的。在激光超声检测、光纤传感等技术中,提高光源输出功率的稳定性是需要解决的关键技术之一。本文根据系统对光源的要求,基于半导体激光器的工作特点,设计、调试出功率、温度稳定电... 详细信息

本文是基于“激光超声薄板在线质量监测”项目开展工作的。在激光超声检测、光纤传感等技术中,提高光源输出功率的稳定性是需要解决的关键技术之一。本文根据系统对光源的要求,基于半导体激光器的工作特点,设计、调试出功率、温度稳定电路,以及脉冲调制驱动电路,采用专用集成芯片,设计简单、实用、成本低,调试方便。另外,本文从虚拟仪器的概念出发,基于USB2.0提出并设计了激光超声系统的信号源。给出了基于USB2.0的波形发生器的总体设计思想,对D/A数模转换器的结构和USB设备核心控制器EZ-USB FX2的功能特点进行了详细的分析,深入剖析了FX2通用可编程接口(GPIF)和端点FIFO缓冲区自动传输工作原理,进而简化了GPIF与D/A转换模块的硬件接口设计,有利于突破带宽瓶颈,实现USB高速数据传输功能。

关键词：半导体激光器稳定光源 USB 超声驱动

基于http服务器的嵌入式软件自动化测试框架的设计与实现

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基于http服务器的嵌入式软件自动化测试框架的设计与实现

作者：韦涛北京交通大学

学位级别：硕士

自动化测试平台通过整合测试集成环境、测试用例、测试脚本等内容,跟踪测试进程与结果,利用软件自动执行代替重复度高的人工操作,从而提高测试效率、节省测试资源,及时反馈测试结果,促进开发人员迅速改进相关问题,提高系统稳定性和软件... 详细信息

自动化测试平台通过整合测试集成环境、测试用例、测试脚本等内容,跟踪测试进程与结果,利用软件自动执行代替重复度高的人工操作,从而提高测试效率、节省测试资源,及时反馈测试结果,促进开发人员迅速改进相关问题,提高系统稳定性和软件质量,因此,自动化测试平台的建立已经成为嵌入式软件测试领域的研究热点。嵌入式平台开发部的原软件测试体系,尚处于手动测试及单元测试阶段,测试效率低下,且需人工书写测试报告,存在回归测试复杂、人为主观干扰等问题。论文针对美国Polycom通讯技术(北京)有限公司底层嵌入式平台开发部门的实际需求,开展基于http服务器的嵌入式软件自动化测试框架的研究。论文在分析和研究软件测试相关技术,深入分析Linux系统内核各系统函数和框架的基础上,运用Host/Target测试策略,在测试机上以自动化脚本语言(Tickle语言)为核心,构建测试脚本包库,实现测试数据读取与结果解析;在目标机上改造http服务器,利用HTTP命令代替安全性较低的Telnet协议,接收测试数据并编写动态处理库来调用被测设备底层API;构建Java代理模块,以此为中介,实现底层待测数字化平台与测试机的连接,最后通过反馈回路以Html脚本生成邮件报告发送到相关人员,实现软件系统的自动化测试。论文的自动化测试框架基于Linux操作系统,理论上可以实现任何时间、任何地点的软件自动化测试。经实际测试表明,单次测试平均缩短时间3小时左右,循环测试效率会更高,查错率提高近9%,测试用例脚本复用率近92%,显著提高软件测试效率,缩短软件开发周期,http服务器模块和Java代理模块可移植性高,适用于不同嵌入式产品,测试报告通过邮件系统自动发送到相关人员,使其能够及时跟进测试进程,根据测试结果做出相应改进。

关键词： http服务器自动化测试 Linux操作系统通信系统平台 Java代理

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激光超声系统中光信号检测模块的研制

激光超声系统中光信号检测模块的研制

作者：李琳北京交通大学

学位级别：硕士

激光超声技术的非接触超声检测的优势使得它在诸多应用领域获得了极大的关注。本文进行了基于USB2.0的激光超声数据采集系统的设计，并负责研制其中的光信号检测模块。本系统基于迈克尔逊干涉仪原理，结合光纤传感器频响高、空间分辨... 详细信息

激光超声技术的非接触超声检测的优势使得它在诸多应用领域获得了极大的关注。本文进行了基于USB2.0的激光超声数据采集系统的设计，并负责研制其中的光信号检测模块。本系统基于迈克尔逊干涉仪原理，结合光纤传感器频响高、空间分辨率高等特点，可根据激光干涉强度的变化与光程差、波长等的关系，探测超声振动所带来的物体微小变化。在整个系统中，光信号检测模块起着重要的作用。该模块对光信号进行光电转换和Ⅰ-Ⅴ转换，并对信号进行预放大和初步处理。本文首先对光电二极管(PIN)的性能进行了深入的实验分析，分析了以往研究中较少涉及到的灵敏度特性和线性特性，这对深入了解和应用光电二极管有很好的帮助。本文进行了基于USB2.0数据采集系统设计，并进行了初步实验。这一工作可提高系统数据采集的速度和便利性，有一定创新性。另外，本文研制出独立的激光超声光信号的检测和显示模块，LED可显示出直流和交流光功率。

关键词：激光超声光信号检测光纤传感器光电二极管

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基于紧凑阵列的高性能太赫兹滤波器研究

基于紧凑阵列的高性能太赫兹滤波器研究

作者：宁玉鹏北京交通大学

学位级别：硕士

太赫兹波段介于毫米波和红外线光谱之间,具有许多微波波段以及光波波段所不具有的特性,如低能性、瞬态性、宽带特性、极性透射性等,太赫兹技术在太赫兹成像、太赫兹时域光谱分析、反隐雷达、高空通信等多个领域有着广泛的应用前景。目前... 详细信息

太赫兹波段介于毫米波和红外线光谱之间,具有许多微波波段以及光波波段所不具有的特性,如低能性、瞬态性、宽带特性、极性透射性等,太赫兹技术在太赫兹成像、太赫兹时域光谱分析、反隐雷达、高空通信等多个领域有着广泛的应用前景。目前,太赫兹源和探测器的研究已经相对成熟。但性能良好的太赫兹器件的匮乏,阻碍了太赫兹技术实际应用的推进。太赫兹滤波器作为重要的调制选频选件,对太赫兹系统的性能有着决定性的影响。而具有诸如角度不敏感、极化独立、可调谐、多频滤波的太赫兹滤波器成为了太赫兹器件的研究热点之一。本文针对太赫兹系统中急需的具有优异性能的滤波器开展深入的理论研究,从基本模型出发,通过优化滤波器的结构设计、材料、尺寸参数,设计了两种性能优良的太赫兹滤波器。论文完成的主要工作如下:（1）提出了紧凑阵列的设计方法,基于紧凑阵列设计了一种角度不敏感且极化无关的十字形宽带太赫兹带阻滤波器。通过调节臂长、线宽、衬底尺寸、结构单元周期等参数,对滤波器进行性能的优化。滤波器具有750GHz的超宽带宽,其边沿斜率分别为258 d B/THz与180 d B/THz,其谐振点的滤波深度达到48d B。此外滤波器对于电场极化方向独立,在大角度范围内对入射角度不敏感。与传统设计相比,基于紧凑阵列设计的滤波器带宽提升了220GHz,上升下降沿斜率分别提升了235%和200%,阻带衰减提升了20d B。紧凑阵列可以有效增加滤波器对电磁波的有效接收面积,且可以通过引入空间上的不对称性,激发额外的反对称谐振模式拓宽滤波器工作带宽和优化选频能力。通过在多种常见结构上运用紧凑阵列的设计,验证了紧凑阵列设计方法的适用性和有效性。（2）基于组合谐振器的方法,设计了一种双频的宽带太赫兹带通滤波器。通过在一个频率选择表面上集成十字形谐振器和同心方块谐振器的方法,使得滤波器具有在多个频段滤波的优异性能。通过调节滤波器的结构尺寸参数,优化滤波器性能。该滤波器具有两个带宽分别为120GHz和478GHz的通带,同时具有非常尖锐的滤波边沿斜率,其上升和下降沿斜率分别为57d B/THz、514d B/THz、242d B/THz、298d B/THz,而且在通带内滤波器具有比较稳定的增益表现。该滤波器将成分谐振器有机结合,相较于当前的带宽小于200GHz、边沿斜率小于200d B/THz的多频太赫兹滤波器,性能更为优越。

关键词：太赫兹滤波器频率选择表面双频带宽带角度不敏感极化无关紧凑阵列

基于LabVIEW的光纤干涉传感信号解调和定位研究

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基于LabVIEW的光纤干涉传感信号解调和定位研究

作者：聂文伟北京交通大学

学位级别：硕士

迅速发展的光纤通信技术带动了光纤传感领域的日趋成熟。Mach-Zehnder(马赫-曾德尔)光纤干涉仪结构简单、体积小、重量轻、测量精度高,作为干涉式光纤传感器得到广泛应用。本文基于Mach-Zehnder光纤干涉仪,设计一款既能解调外界干扰信号... 详细信息

迅速发展的光纤通信技术带动了光纤传感领域的日趋成熟。Mach-Zehnder(马赫-曾德尔)光纤干涉仪结构简单、体积小、重量轻、测量精度高,作为干涉式光纤传感器得到广泛应用。本文基于Mach-Zehnder光纤干涉仪,设计一款既能解调外界干扰信号,又能对信号进行定位的光纤传感系统,研究的重点在于传感系统对外界振动信号的定位监测。论文主要工作成果包括:(1)设计基于Mach-Zehnder光纤干涉仪的集解调、定位功能于一体的光纤传感系统;(2)根据应力应变效应推导出外界干扰信号对光信号的相位调制原理,最终得出光纤相位调制应变公式。改进了传感系统的信号解调处理方法,用公式推导并利用LabVIEW仿真验证了解调过程的完整性。分析了光纤传感系统的直流定位原理,采用相关运算法来确定两路传感光信号的时间差值以实现对干扰信号的定位,并进行了仿真计算;(3)设计并制作了光接收模块的电路。简单介绍了电路中主要硬件如光电二极管(PIN)、运算放大器AD8014和电压转换器L7805及LM7905的性能指标,在此基础上详细阐述了电路的设计思想及步骤,并简要说明了电路的整体性能。(4)根据所设计的光纤传感系统搭建实验平台,进行了传感系统的干扰定位实验。对实验采集数据进行后期LabVIEW处理,并总结了系统设计和数据处理中需要改进的方面。

关键词：马赫-增德尔光纤干涉仪调制解调定位 LabVIEW

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基于DSP的干涉型光纤传感器高速数据采集

基于DSP的干涉型光纤传感器高速数据采集

作者：李雅慧北京交通大学

学位级别：硕士

自20世纪80年代以来,光纤传感的研究日益受到人们的重视,特别是具有高灵敏度的干涉型光纤传感器,由于其具有较高的灵敏性、较大的动态范围、超宽频带的响应范围,因此成为光纤传感研究领域里的热点研究方向之一。然而在干涉型光纤传感器... 详细信息

自20世纪80年代以来,光纤传感的研究日益受到人们的重视,特别是具有高灵敏度的干涉型光纤传感器,由于其具有较高的灵敏性、较大的动态范围、超宽频带的响应范围,因此成为光纤传感研究领域里的热点研究方向之一。然而在干涉型光纤传感器中影响传感器检测精度和响应速度的一个主要因素是高速的信号采集系统,目前的采集系统采样速率较低,一定程度上阻碍了光纤传感器的实用化进程。本文研究重点基于高速DSP研究适合于干涉型光纤传感器的高速实时数据采集系统。论文完成的主要工作如下:(1)研究基于马赫-曾德尔干涉仪的光纤传感系统的结构特点和设计原理,设计研究了PGC相位载波检测方案并用matlab编程进行仿真,得到正确的仿真结果,验证了方案的可行性;(2)基于处理器DSP TMS320C6416系统开发板进行研究分析,重点研究CPU、EDMA控制器、数据/程序存储器控制器等内部原理及开发平台的硬件资源和性能特征。实现数据存储与传输功能,保证了DSP的控制单元和时序控制单元能同时对存储单元进行数据存取操作;(3)给出整个系统的总体结构功能设计方案。设计外围电路与CPU的接口控制,利用protel99实现了电路设计及仿真,并调试电路;(4)软件设计及程序优化。利用TI公司的DSP的软件集成环境CCS3.1。设计实现系统数据采集功能的DSP程序及相应的子程序,包括:DSP的初始化程序、AD控制及处理程序、中断处理程序、数据通信程序。最后对程序进行优化;(5)对软、硬件系统集成调试成功,基于DSK板上进行了实验测试。对模拟信号进行采集,在PC机上观察波形,采样结果与输入信号基本一致,得到了预期的结果

关键词：干涉型光纤传感器 PGC检测 DSP处理系统信号采集 CCS