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基于无线传感网络的水环境监测系统研究

基于无线传感网络的水环境监测系统研究

作者：张晓玲北京林业大学

学位级别：硕士

水环境监测是环境治理的重要环节,传统的监测方法有:人工采样分析法、水质监测站、遥感技术等,这些方法存在着人力成本高,投资成本高,难以量化具体水质指标等缺点。传感器技术、通信技术的革新使得无线传感网路技术发展得更完善,也广泛... 详细信息

水环境监测是环境治理的重要环节,传统的监测方法有:人工采样分析法、水质监测站、遥感技术等,这些方法存在着人力成本高,投资成本高,难以量化具体水质指标等缺点。传感器技术、通信技术的革新使得无线传感网路技术发展得更完善,也广泛用于环境方面的监测。应用无线传感网络技术,可以很好地解决传统监测方法的不足,实现对环境实时、低成本、长时间地测量。本课题运用现代传感仪器、无线通讯手段、计算机技术及相关软件,设计一个基于无线传感网络的水环境在线自动监测系统。通过低功耗设计,系统能够对指定水域进行连续在线监测、对数据进行存储与转发,远程控制端能够对接收到的数据进行实时分析。将若干传感器节点分布放置于待测水域中,传感节点对水环境的pH、溶解氧、温度、电导率和浊度等数据进行长期实时在线监测。每个节点的通讯方式是使用Zigbee协议,水环境数据通过Zigbee协议把系统中传感节点测量的水质数据汇集到汇聚节点上,并最终由汇聚节点传输到上位机,上位机再将数据发送到远端网络管理系统。本文选用CC2530作为汇聚节点和传感节点的处理器。本文从硬件和软件的两个方面详细对水环境监测系统进行设计开发。系统的硬件包括传感节点、汇聚节点;软件包括:组网、水质数据采集的程序设计、上位机的设计、网络管理系统的设计。软硬件设计完成后,分别在各传感器的校对、节点的无线通信、数据采集处理等方面进行了测试,并完成系统联调。实验结果表明,该系统完成采集、测量、传输的任务,采集的数据准确,性能指标达到预期,系统运行稳定。

关键词：无线传感网络水环境监测 CC2530 数据传输 Zigbee

基于深度学习的中密度板表面缺陷检测算法研究

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基于深度学习的中密度板表面缺陷检测算法研究

作者：高远北京林业大学

学位级别：硕士

中密度板是我国应用极为广泛的人造板材,在最近几年的市场有着高速发展,目前已经有了一套完整的工艺生产体系。但是在中密度板的缺陷检测以人工检测为主,因此存在检测速度慢、效率低等问题,为此使用机器视觉技术代替人工进行缺陷检测。... 详细信息

中密度板是我国应用极为广泛的人造板材,在最近几年的市场有着高速发展,目前已经有了一套完整的工艺生产体系。但是在中密度板的缺陷检测以人工检测为主,因此存在检测速度慢、效率低等问题,为此使用机器视觉技术代替人工进行缺陷检测。使用机器代替人工不仅可以解决上述问题,同事利于加强中密度板加工厂的智能化水平,有着重大的经济效益。本文将使用深度学习技术配合机器视觉检测方法,针对中密度板的表面缺陷检测算法进行研究。本文根据实际生产情况将中密度板表面缺陷划分为金属异物、板边破损、划痕等6种缺陷。首先确定设计需求,制定缺陷检测方案,然后对所要检测的中密度板表面缺陷特点进行分析。接下来完成器材选型和图像采集平台搭建,采集中密度板图像。对采集得到的图像进行预处理后为了满足训练需求对数据集进行增强,最终完成数据集的构建。然后根据构建好的数据集进行算法训练改进。通过对R-CNN系列目标检测经典算法的对比分析,并结合实际情况考虑,选择Faster R-CNN算法作为本次研究模型。在Faster R-CNN算法模型中引入特征融合网络FPN,并对FPN网络进行结构改进,此外在Faster R-CNN的主干网络中加入了切分注意力机制,进一步完成优化,最后完成改进Faster R-CNN模型搭建。通过实验结果及分析,发现改进的Faster R-CNN算法在测试集的m AP结果达到73.54%,比基础网络提高了12.06%,取得了较大的提升。但对于缺陷中的小目标样本检测效果不够理想,AP只有63.37%,因此后续对小目标缺陷检测方向进行算法优化。为了优化算法对小目标缺陷的检测效果,对小目标检测存在的问题进行分析,确定了优化的两个方向,对数据集使用小目标复制以及mosaic方法进行增强,以及使用K-means算法对模型中RPN网络生成的候选框进行优化。经过实验结果对比,发现经过小目标检测优化后,算法模型在小目标检测AP的结果有了明显改善,达到了68.36%,相比优化前提高了将近5%,m AP的结果也提高到74.72%,证明了进行小目标优化后算法效果有着明显的改善。通过实验平台搭建,数据采集制作,检测算法模型开发优化等一系列工作的实施,最终得到的算法在精确度和检测速度上都达到了项目标准。

关键词：中密度板深度学习目标检测切分注意力机制小目标检测

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浙商银行信贷风险管理研究

浙商银行信贷风险管理研究

作者：邢倩兰州理工大学

学位级别：硕士

面对激烈的市场竞争压力,浙商银行信贷风险管理能力显得尤为重要。但其信贷风险管理能力较国际先进水平相比尚有差距,具体表现在较巴塞尔协议框架还存在一定差距,风险意识体系建设尚待加强,风险防范方法仍不够科学等方面。为此,本研究... 详细信息

面对激烈的市场竞争压力,浙商银行信贷风险管理能力显得尤为重要。但其信贷风险管理能力较国际先进水平相比尚有差距,具体表现在较巴塞尔协议框架还存在一定差距,风险意识体系建设尚待加强,风险防范方法仍不够科学等方面。为此,本研究以浙商银行为研究对象,在文献回溯和理论分析的基础上,结合浙商银行实际情况,运用随机效应回归等方法,对浙商银行信贷风险问题进行了研究,并提出了相应的对策建议。本文首先将巴塞尔协议与浙商银行全面风险管理政策相比较并加以分析,从而剖析出现阶段浙商银行风险管理运营过程中的问题与不足。其次,在宏观体系层面,以Gerald Hanweck和Lisa Rya(2005)的银行行为模型为基础,结合浙商银行信贷业务历史数据,采用随机效应回归的方法,研究了浙商银行信贷风险与盈利能力之间的关系。结论显示信贷风险与银行盈利能力之间存在负相关性。与此同时,在实务操作层面,本文采用依据浙商银行数据得到的信用转移矩阵、违约概率选择等信息,运用VaR模型对浙商银行两家分支机构进行了验证、比较和分析,其结果可以有效提高浙商银行信贷风险的精细化水平,提升信贷资金运用效率。最后,针对浙商银行在风险管控方面的具体问题提出对策建议。

关键词：浙商银行信贷风险信用计量模型

艾司氯胺酮对老年糖尿病患者术后认知功能的影响

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艾司氯胺酮对老年糖尿病患者术后认知功能的影响

作者：娜菲莎·帕尔哈提新疆医科大学

学位级别：硕士

目的:探讨艾司氯胺酮对老年糖尿病患者术后认知功能的影响。方法:选取行全髋关节置换术的老年糖尿病患者60例,应用随机数字表法分为三组(n=20),艾司氯胺酮组(A),右美托咪定组(B),对照组(C)。A组于麻醉诱导时静注艾司氯胺酮(0.5mg/kg),... 详细信息

目的:探讨艾司氯胺酮对老年糖尿病患者术后认知功能的影响。方法:选取行全髋关节置换术的老年糖尿病患者60例,应用随机数字表法分为三组(n=20),艾司氯胺酮组(A),右美托咪定组(B),对照组(C)。A组于麻醉诱导时静注艾司氯胺酮(0.5mg/kg),术中连续静注艾司氯胺酮(0.5mg/kg/h),至手术结束前30min停药。B组于麻醉诱导之前持续时间10分钟静脉给予右美托咪定负荷剂量1ug/kg,随后以0.4ug/kg/h的速率持续输注至手术结束前30分钟。等量生理盐水给予对照组。记录患者在术前1天(T0)、麻醉诱导时(T1)、麻醉后30min(T2)、手术结束时(T3)、术后24h(T4)的收缩压(SBP)、舒张压(DBP)、平均动脉压(MAP)、心率(HR)的变化及术后不良反应。记录术前1天(T0)、术后24h(T4)、术后72h(T5)的蒙特利尔认知评估(Mo CA)和简易智力量表(MMSE)评分。记录术前1天(T0)和术后24h(T4)血清c反应蛋白(CRP)、白细胞(WBC)计数水平。结果:1.一般资料:三组患者的BMI、文化程度、性别、年龄比较差异无统计学意义(P>0.05)。2.血流动力学指标:A组T3与T4比较,SBP升高(P0.05)。结论:老年糖尿病患者髋关节置换术中,持续泵注0.5mg/kg/h艾司氯胺酮能够显著改善患者术后认知功能。与持续泵注0.4ug/kg/h右美托咪定相比,持续泵注0.5mg/kg/h艾司氯胺酮更有助于促进患者术后认知功能的恢复。

关键词：艾司氯胺酮老年患者糖尿病术后认知功能

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双孢菇采摘机器人研发及关键技术研究

双孢菇采摘机器人研发及关键技术研究

作者：袁鹏北京林业大学

学位级别：硕士

本文根据双孢菇自动采摘需求,综合调研种植基地双孢菇生长规律、苗床参数、人工采摘方法及要求,分析国内外研究现状,开展双孢菇采摘机器人的设计及研发。针对机器人方案设计、复杂背景下双孢菇识别定位方法、直径测量方法关键问题进行分... 详细信息

本文根据双孢菇自动采摘需求,综合调研种植基地双孢菇生长规律、苗床参数、人工采摘方法及要求,分析国内外研究现状,开展双孢菇采摘机器人的设计及研发。针对机器人方案设计、复杂背景下双孢菇识别定位方法、直径测量方法关键问题进行分析,设计开发机器人机电系统和视觉系统,实现双孢菇识别、定位、直径测量和采摘功能。通过室内实验和工厂试验,验证了双孢菇采摘机器人的性能,为双孢菇工业化采摘奠定基础。论文的主要研究内容如下:(1)设计和开发了双孢菇采摘机器人机电系统。设计双孢菇采摘机器人机电系统方案,包括结构方案和控制系统方案。设计一种基于负压吸摘的双孢菇采摘末端执行器,通过吸附-旋转-提升三个连续动作实现双孢菇的采摘。(2)设计和开发了双孢菇采摘机器人视觉系统,完成双孢菇图像采集和数据集的制作。设计了机器人视觉系统总体方案,采集双孢菇不同密集程度下图像数据,应用多种数据增强的方法对双孢菇图像进行扩充。(3)提出一种基于深度学习和Hough的双孢菇识别定位与直径测量方法。对比分析3种深度学习模型的识别效果。将RGB图像中的几何中心特征点与深度图像匹配,实现双孢菇的空间定位。在Mask R-CNN模型输出掩膜图的基础上,结合Hough圆检测,实现双孢菇直径测量。(4)完成双孢菇采摘机器人室内实验及工厂试验,验证采摘机器人的性能及可靠性。通过双孢菇空间定位算法进行误差分析实验,实验证明双孢菇三个方向误差范围为-3～3.5mm。双孢菇直径测量误差分析实验结果显示绝对误差均值为1.93mm,相对误差均值为4.12%。最终在双孢菇种植工厂进行机器人测试,包括功能测试和性能测试,双孢菇目标识别准确率可达92.55%,采摘成功率为83.14%,单个双孢菇采摘用时为15.47s,满足大部分双孢菇的采摘要求。

关键词：双孢菇采摘机器人深度学习目标识别空间定位

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下肢助力外骨骼改进设计与控制算法研究

下肢助力外骨骼改进设计与控制算法研究

作者：李娜北京林业大学

学位级别：硕士

在本文中主要研究的下肢助力外骨骼是一种穿戴在老人人体两侧提供人体行走助力的智能装备,在多个领域都具有较为广阔的应用前景。本文的主要内容包括：实验室已经有一款下肢助力外骨骼,在此基础上改进机械结构设计、提出运动学和动力学... 详细信息

在本文中主要研究的下肢助力外骨骼是一种穿戴在老人人体两侧提供人体行走助力的智能装备,在多个领域都具有较为广阔的应用前景。本文的主要内容包括：实验室已经有一款下肢助力外骨骼,在此基础上改进机械结构设计、提出运动学和动力学模型、下肢助力外骨骼的控制系统设计、基于比例切换函数的滑模算法应用、协同仿真与实验,为下肢外骨骼的后续发展打下了坚实的基础。(1)结合人体行走的运动特点,以人体穿戴的舒适性和安全性为出发点进行了下肢助力外骨骼的机械机构改进设计,增加了关节限位、绑带腰托设计等。建立了七连杆六自由度数学模型,进行了牛顿一欧拉动力学分析,在ADAMS软件中进行人体行走动作的模拟,并得到电机的驱动力参数。(2)以STM32单片机为最小系统板建立下肢助力外骨骼的控制系统,绘制电机控制板和传感器信息采集板,采用了编码器、直线拉杆位移传感器、足底压力传感器、加速度传感器。(3)在软件SolidWorks中建立外骨骼三维模型,在软件ADAMS中输入该模型,进行材料颜色修改、添加约束和运动副,在Simulink软件中建立基于比例切换函数的滑模控制算法,建立协同模拟环境,实现外骨骼模仿人体行走动作的仿真。(4)完成下肢外骨骼的零件加工、装配,进行人体穿戴实验和稳定性测试,验证此外骨骼可以提供人体在行走过程中所需要的驱动力,并具备良好的稳定性。

关键词：下肢助力外骨骼动力学模型滑模控制虚拟样机协同仿真

基于可靠度理论的三塔自锚式悬索桥结构易损性研究

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基于可靠度理论的三塔自锚式悬索桥结构易损性研究

作者：曹磊长安大学

学位级别：硕士

自锚式悬索桥以其造型优美、景观效果突出等特点,近年来在城市桥梁中得到广泛应用。对其抗震性能的评估研究较多,成果多集中于定值分析方面,而利用概率方法对其地震风险评估方面的研究较少。本文以一座三塔自锚式悬索桥为工程实例,利用... 详细信息

自锚式悬索桥以其造型优美、景观效果突出等特点,近年来在城市桥梁中得到广泛应用。对其抗震性能的评估研究较多,成果多集中于定值分析方面,而利用概率方法对其地震风险评估方面的研究较少。本文以一座三塔自锚式悬索桥为工程实例,利用有限元软件对该桥进行顺桥向和横桥向地震动非线性时程分析,将结构地震易损性作为研究目标,主要进行了以下研究工作:首先,归纳总结了目前桥梁结构地震易损性研究成果,对比了不同理论易损性曲线建立方法;其次,建立了结构有限元动力模型并分析了结构自身动力特性,选取了地震动记录并进行了结构非线性时程分析;基于结构构件目标性能,确定了结构各构件在不同损伤等级下的损伤指标;最后,对结构地震动响应进行了回归分析,并绘制了相应的结构易损性曲线,分别对比分析了全漂浮结构体系和加装阻尼器装置后结构体系的构件和系统易损性。研究结果表明:在顺桥向地震动作用下,全漂浮体系三塔自锚式悬索桥各易损构件在不同损伤等级下的超越概率均与地震强度呈正相关关系,构件损伤概率从易到难依次为支座、边墩、吊索、边塔、中塔。结构整体系统损伤超越概率高于各构件损伤超越概率;考虑阻尼连接的结构体系相较于全漂浮体系对应构件损伤超越概率均有所减小,各构件损伤概率从易到难依次为边墩、吊索、支座、边塔、中塔,结构系统损伤超越概率相较于全漂浮结构系统降低明显。在横桥向地震动作用下,全漂浮三塔自锚式悬索桥各构件在不同损伤等级下的超越概率与地震动强度均呈正相关关系。各构件损伤概率从易到难依次为支座,边墩,边塔和中塔。结构体系损伤概率明显高于各构件损伤概率;考虑阻尼器连接的构件的损伤超越概率与地震动强度仍呈正相关关系,构件损伤概率从易到难依次为支座,边墩、边塔和中塔。考虑阻尼器连接的结构体系较全漂浮体系对应构件损伤概率均有减小,阻尼器连接体系系统损伤超越概率相较于全漂浮体系降低显著,且削减幅度随地震动强度增大而增加。基于以上易损性分析结果,应将支座及边墩设为震后重点检查构件。

关键词：自锚式悬索桥易损性分析增量动力分析法损伤指标易损性曲线

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大件运输车辆过桥安全评估研究

大件运输车辆过桥安全评估研究

作者：贾旭东长安大学

学位级别：硕士

近年来,随着国家经济快速发展,一些关乎国计民生的重点建设项目纷纷上马,需要大件运输来承担一些关键设备的运输保障任务,这些关键设备具有“超重、超长、超宽、超高、价值高、不可解体”等特点,能否安全、迅速抵达目的地,直接关系到项... 详细信息

近年来,随着国家经济快速发展,一些关乎国计民生的重点建设项目纷纷上马,需要大件运输来承担一些关键设备的运输保障任务,这些关键设备具有“超重、超长、超宽、超高、价值高、不可解体”等特点,能否安全、迅速抵达目的地,直接关系到项目的建设进度和顺利实施,对整个国民经济发展影响重大。由于大件运输的特殊性,使公路运输难度加大,对沿线桥梁安全影响严重,如何保障桥梁安全、保障大件运输安全、经济、迅速抵达目的地,具有十分重要的意义。本文重点围绕大件运输车辆过桥时桥梁承载能力评估问题进行研究并提出了相应的解决对策,主要研究内容和成果如下:(1)针对大件运输沿线桥梁承载力评定问题,总结梳理了常规的桥梁承载能力评定方法,分析了各种常规承载能力评定方法对大件运输桥梁承载能力评定的局限性,继而提出了基于大件运输的桥梁承载能力快速评定方法和思路。(2)围绕大件运输桥梁承载能力评定和计算过程中相关技术参数的取值等核心问题,从理论上分析了既有桥梁承载力的安全储备,结合《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011)中的计算公式,提出了不同技术评定等级的桥梁承载能力综合影响系数K代替规范中的z、ξ、ξ、ξ4个承载能力折减系数和适用于大件运输车辆过桥承载能力评估的简化公式γS≤R(f,a,a)K,并针对大件运输车辆过桥时主梁的荷载横向分布系数计算、冲击系数和荷载组合分项系数的取值进行分析,确定了基于大件运输过桥快速评估的荷载组合公式γ0S/K=γ0(1.2×S+1.1S)/K≤R(f,a,a)。(3)结合工程实例,系统论述了大件运输车辆过桥时的桥梁承载能力评估方法和步骤,验证了桥梁承载能力评估的简化公式,以供广大同行借鉴参考。

关键词：大件运输桥梁承载能力评估