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作者：张崭山东建筑大学

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基于物联网的智能鱼缸照明系统的设计

基于物联网的智能鱼缸照明系统的设计

作者：余江重庆理工大学

学位级别：硕士

随着科技和社会经济的不断发展,观赏性鱼缸已经逐渐成为家庭、工作场所和购物场所的常见选择。作为智能家居领域的一个子领域,观赏性鱼缸监测控制系统目前正处于初级发展阶段,其未来的发展潜力极为巨大。通过对国内外大部分智能鱼缸和... 详细信息

随着科技和社会经济的不断发展,观赏性鱼缸已经逐渐成为家庭、工作场所和购物场所的常见选择。作为智能家居领域的一个子领域,观赏性鱼缸监测控制系统目前正处于初级发展阶段,其未来的发展潜力极为巨大。通过对国内外大部分智能鱼缸和水族箱控制设备的应用现状进行深入分析和研究,发现在使用智能鱼缸时,对缸内水草等植物生态系统的维护并没有给予足够的重视。由于水族缸内植物的死亡,水体的含氧量下降,这进一步影响了鱼缸内鱼类的健康状况。这就需要设计和开发一款可以同时培养水族植物和多种鱼类的智能生态鱼缸来满足市场需求。适当的光照不仅能够欣赏到鱼的色彩和仪态之美,还可为水生植物进行光合作用提供必要的能量。为此,本文设计出一种以实现水族植物智能照明为主,融合智能调温、自动充氧和自动水位控制进排水等多种功能的鱼缸智能控制系统。本文首先分析了大多水族植物对于光谱的特定需求,为了满足水族植物在光波段上的选择性吸收,选用400 nm、457 nm、463 nm、511 nm、525 nm、599 nm、626 nm和646 nm的单色LED灯珠光谱以最小二乘算法拟合出适合水草等植物生长的类太阳光谱;随后使用光学软件Tracepro设计出合适的LED阵列分布光源,并对光源的辐照通量和辐照均匀度等关键照明指标进行了仿真分析,为LED植物补光的实际应用提供了理论支持;其次,为了达到水草植物自适应补光的目的,采用模糊PID控制算法实现恒光输出,以自制的多通道LED光源为对象,设计出适合水草植物照明系统的模糊PID控制器;接着是控制系统硬件的设计,包括芯片的选型、主控板电路原理图和PCB的设计与制作、LED光源恒流开关电源驱动电路的设计与制板、RGBW-LED灯阵的设计与实物制作;最后是软件设计部分,包括云平台监测数据显示端和手机应用程序控制端的UI界面设计及设备控制功能实现的逻辑程序代码设计,控制终端可由用户根据功能需求自行选择。这项研究不仅对传统鱼缸的功能进行了创新和升级,而且在水族鱼缸动植物的自动化培育和监测上也展现出了很好的实用价值和应用潜力。

关键词：智能鱼缸物联网平台照明系统 STM32 模糊PID

中国人口死亡模式演进及老年人口失能结构研究

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中国人口死亡模式演进及老年人口失能结构研究

作者：魏晓河北大学

学位级别：硕士

2021年,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》要求“实施积极应对人口老龄化国家战略,促进人口长期均衡发展”;2023年,二十届中央财经委员会第一次会议提出“以人口高质量发展支撑中国式现代化”... 详细信息

2021年,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》要求“实施积极应对人口老龄化国家战略,促进人口长期均衡发展”;2023年,二十届中央财经委员会第一次会议提出“以人口高质量发展支撑中国式现代化”,首次将高质量发展运用到人口领域。在“长期均衡发展”和“高质量的人口发展”的要求下,必然要对人口结构进行深入研究。我们所面临的人口结构性问题之一就是人口老龄化,而这一问题直接指向的就是人口死亡模式与老年人健康问题。当前我国居民预期寿命显著增长,但寿命延长并不完全等同于健康水平的提高。随着“健康中国战略”的不断推进,单纯考察寿命指标已不足以全面衡量健康水平,无法满足健康中国战略对整体健康状况的要求。老年人口中失能和带病生存时间的增加同样应该引起重视。通过文献梳理,首先对本研究所涉及的死亡模式和失能结构的概念进行界定和完善,进而利用描述性统计分析、生命表及Sullivan健康生命表等分析方法和工具对我国近年来死亡模式和失能结构的变动展开深入分析,充分总结变动规律并发现两者之间存在的关联,进而对失能结构进行因素分解,深入探讨生存概率因素与失能率因素对失能结构的影响,并通过对死亡模式的仿真模拟得到2030年失能结构,在此基础上探讨死亡与失能对失能结构变动的影响机制。研究结果显示,死亡模式的变动规律为:预期寿命不断增长,表现为先快后慢的趋势;婴幼儿死亡率、低龄人口死亡率快速下降,死亡率下降递次向中老年推延,进入老年阶段的死亡率曲线变化先缓升,再陡升,后稳中有降;相较于城乡差异,性别差异比较明显。失能方面,年龄别失能比率的变动相对稳定,但在老年人口规模和死亡模式变动的综合影响下,失能结构已经呈现出了在老龄前期压缩,老龄后期拓展的变动趋势,且未来将有可能进一步深化。从死亡模式变动对失能结构的影响看,死亡率递次下降、死亡推迟带来人口健康寿命的增长,但是由于存在虚弱累积会带来失能生存时间的延长,从而进一步带来高龄老年人口失能的拓展。此外,老年女性,尤其是乡村老年女性,是弱势群体中的弱势群体,面临着更为严峻的失能威胁,且失能风险目前仍然相对分散于老年全阶段,应重点完善这部分群体的照料服务。而城镇老年人可能已经达到了优化极限,前面压缩越明显,后面拓展越明显。后期应在平衡医学干预和个体福祉之间找到合适的平衡点,以确保老年人能够获得适当的医疗关怀,同时保障其尊严和生活质量。

关键词：老年人死亡模式失能结构生命表

燕山—太行山生态涵养区县域经济高质量发展路径研究 ——以承德市承德县为例

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燕山—太行山生态涵养区县域经济高质量发展路径研究 ——以承德...

作者：王淼河北大学

学位级别：硕士

随着人类生活水平不断提高,对生存环境的要求也越来越严格。换句话说,人们以十分脆弱的生态环境为代价,消耗大量资源来满足自身的物质和精神需求,对生态系统造成了极大的损害。21世纪初,我国开始着重强调以可持续发展为重点的生态涵养... 详细信息

随着人类生活水平不断提高,对生存环境的要求也越来越严格。换句话说,人们以十分脆弱的生态环境为代价,消耗大量资源来满足自身的物质和精神需求,对生态系统造成了极大的损害。21世纪初,我国开始着重强调以可持续发展为重点的生态涵养区建设工作,将有力地引导和保障生态环境质量从量变向质的转变,促进生态环境高水平保护与经济高质量发展。为此,承德县在推进环境保护协调发展与社会经济的过程中,积极响应承德市作为京津冀水源涵养功能区和生态环境支撑区的战略定位,不断加强生态文明建设,努力实现绿色可持续发展。本文选取燕山-太行山生态涵养区内承德县作为研究对象,选取了经济发展、生态环境保护、社会进步三个评价维度,构造“目标层-准则层-要素层-指标层”四个层次的经济高质量发展指标体系,通过熵权TOPSIS法计算各子系统评价指标的权重,最后得出2013-2020年的承德县经济高质量发展的综合得分指数。根据测度结果得出,承德县除2015年综合得分指数有所下降外,其他年份均呈现出了持续增长的趋势,标志着承德县经济、社会、生态协调发展的步伐正在不断加快。根据灰色关联法分析得出,2013-2020年间承德县生态环境保护与经济高质量发展之间的平均关联程度最高。其中,承德县经济发展子系统中影响经济高质量发展的最主要因素是生产总值指数和第二产业与第三产业比。生态环境保护子系统中影响经济高质量发展的最主要因素是森林覆盖率、规模以上工业企业综合能源消费量和人均公园绿地面积。社会进步子系统中影响经济高质量发展的最主要因素是义务教育学生数量和教师数量。本文根据承德县经济高质量发展趋势以及影响因素分析,结合承德县结合承德县区位条件、资源禀赋和政策环境等实际情况,从产业高质量发展、社会高质量发展和生态环境高质量发展方面提出具了有针对性的路径选择和保障措施,统筹推进承德县经济高质量发展,稳固生态涵养区县域建设成果。

关键词：生态涵养区县域经济经济高质量发展承德县

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基于帧差法的教室照明控制系统

基于帧差法的教室照明控制系统

作者：李逍遥重庆理工大学

学位级别：硕士

照明用电在高校电能消耗中占有较大比重,其中最主要的照明用电消耗来自于教室照明。目前高校教室主要采用的是开放式使用模式,照明控制系统落后以及照明节能意识不强造成现有教室普遍存在“长明灯”以及教室人数少却亮灯多等现象,容易... 详细信息

照明用电在高校电能消耗中占有较大比重,其中最主要的照明用电消耗来自于教室照明。目前高校教室主要采用的是开放式使用模式,照明控制系统落后以及照明节能意识不强造成现有教室普遍存在“长明灯”以及教室人数少却亮灯多等现象,容易造成电能的极大浪费。为减少电能浪费,实现照明资源的高效使用,响应党和国家提出的加快实现“碳中和碳达峰”目标,本文以STM32H7为硬件核心并采用帧差法为算法核心,同时将透视变换算法加入到图像识别中,设计和开发了一套教室智能照明控制系统,实现了照明资源优化以及减少电能浪费。本文主要工作内容如下:首先,提出一种基于图像识别的照明控制系统的整体解决方案。该系统硬件部分主要包括主控制器STM32H7、OV5640图像传感器、Zigbee无线开关以及电源模块,其主要功能是实现图像信息的采集识别与远端灯具控制;软件设计部分主要包括各硬件的驱动与通讯程序编写、图像算法的改进与编程实现,其主要功能是实现各硬件间的通讯与数据传输以及由STM32H7识别图像中人体及其方位。该方案最大优点在于无需额外增加上位机即可实现图像识别与照明控制功能,可极大降低运行成本。其次,完成了图像处理算法的优化与代码实现以及系统的软件设计。图像处理算法包括用于将教室平面还原并分区的透视变换算法、用于捕捉运动物体的帧差算法以及对帧差结果进一步处理的形态学处理算法。其中,针对透视变换应用特点,对算法的实现过程进行优化,加快了算法的运行效率。同时,对比背景帧差法与帧间差分法的优缺点,在帧间差分法的基础上,对算法步骤进行优化,提高算法的动作捕捉效果。代码实现方面,将每一个算法使用C语言进行实现,并成功在主控制器STM32H7上运行。主控制器中,使用Free RTOS操作系统进行智能控灯逻辑任务调度,同时设计并实现了主控制器与Zigbee无线开关的通讯协议。再次,完成了系统的硬件设计。设计主控制器与Zigbee无线开关的电路,包括原理图中的电源设计、数字电路设计、PCB的布局布线。同时完成了实物制作与调试,包括PCBA焊接、外围器件驱动代码编写、硬件电路调试工作。设计了模块的外壳模型并使用3D打印技术完成制作组装。最后,以实验室教室为测试场地,搭建一套教室照明控制系统测试设计方案。设计了一套测试流程,通过视频截图的形式展示测试过程。结果表明,该系统可以实现教室内分区域的智能照明控制效果。

关键词：教室照明帧差法透视变换照明控制系统

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仲景文化理念下的养生馆室内设计研究

仲景文化理念下的养生馆室内设计研究

作者：毕一平河南工业大学

学位级别：硕士

定向外电场下氮化铝团簇的超卤素调制与光电性质的理论研究

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定向外电场下氮化铝团簇的超卤素调制与光电性质的理论研究

作者：蔡璧钧重庆理工大学

学位级别：硕士

团簇是由几个乃至上千个原子或分子等微观及亚微观粒子形成的多核聚集体,象征着凝聚态物质的初始形态,是深入探究物质微观结构和宏观性质的理想模型。在团簇科学中,超卤素（Superhalogen）作为一种特殊的超原子（Superatoms）团簇,具有... 详细信息

团簇是由几个乃至上千个原子或分子等微观及亚微观粒子形成的多核聚集体,象征着凝聚态物质的初始形态,是深入探究物质微观结构和宏观性质的理想模型。在团簇科学中,超卤素（Superhalogen）作为一种特殊的超原子（Superatoms）团簇,具有比卤族元素的电子亲和能（3.06-3.62 e V）更高的化合物,由于拥有着特殊电子结构和更加优异的物化性质的同时,能够模拟元素周期表中单个原子的物理化学性质,使其在构建新型电子、磁学、医学及光学等尖端材料领域展现出广阔的市场前景。为此,该领域的研究人员开始致力于具有可控光电性质的新型超卤素团簇的相关探究。构建超卤素团簇的传统方法包括八电子规则、Jellium闭壳层模型（凝胶模型）及多面体骨架电子对理论等,科研工作者们依据上述规则设计并构建了各式各样的超卤素团簇。本文基于密度泛函理论（DFT）,以氮化铝团簇为研究对象,引入能够连续精准调控的定向外电场（OEEF）策略,调制出了具有超卤素特性的AlN_n（m=1-8,n=1-2）团簇,并系统研究了OEEF对AlN_n团簇几何结构、电子性质及光学特性的影响,本论文的主要研究内容如下:（1）利用密度泛函理论（DFT）研究了定向外电场（OEEF）对主族金属掺杂非金属的AlN团簇的几何结构、电子特性、光电子能谱（PES）和非线性光学（NLO）响应的影响。结果表明,OEEF能够持续、显著地提高AlN的电子亲和能（EA）值,在保持其几何稳定性的同时将其转化为超卤素的一员。AlN电子亲和能值的提高归因于在OEEF作用下电子能谱的下移。值得一提的是,AlN的EA值与OEEF强度之间的关系可以用一个多项式公式进行精准地拟合,这表明OEEF可以实现对AlN团簇电子特性的精确而连续的调节。此外,随着OEEF强度的增加,AlN团簇的模拟PES峰向高能量区域移动,发生蓝移,并且该团簇的NLO响应也能够被OEEF显著改变。最后,研究了OEEF对AlN团簇光谱性质的影响,发现在OEEF作用下,AlN团簇的红外光谱的吸收峰和拉曼光谱的拉曼峰均出现新的强峰,并且相应的吸收强度和拉曼活性增强。该工作进一步丰富了超原子构建的研究策略。（2）在上述研究的基础之上,基于DFT方法系统研究了AlN_n（m=1-8,n=1-2）团簇的几何结构、相对稳定性,并结合含时密度泛函理论（TDDFT）研究了引入OEEF后对AlN_n团簇（除AlN团簇外）电子和光学性质的影响。研究结果表明,随着原子数目的增加,AlN_n团簇从一维线性结构转变为三维立体结构,而其相对稳定性则随Al原子数目的增加而降低。进一步使用了不同方向和强度的OEEF对AlN_n团簇进行超卤素调制,发现除AlN外仍有9个体系能在保持结构稳定性的条件下,成功被调制为超卤素。值得注意的是,在OEEF的作用下,AlN_n团簇HOMO-LUMO能隙差(H-L)降低,促使体系化学活性增加的同时增强了团簇的导电性能,OEEF的作用类似于一只“推手”,改变了团簇内部电荷分布的情况。此外,随着OEEF的增加,AlN_n团簇的偶极矩和极化率显著增大,意味着非线性光学性能增强的同时,红外和拉曼光谱峰数增多,峰值增强,振动模式更为复杂。最后,计算结果表明OEEF可以改变AlN_n团簇的激发特性,进而调节相应的电子跃迁光谱特性,以满足特定的波长需要。该研究结果进一步证明了OEEF具有对原子团簇光电特性的调控能力,为实现团簇功能的理性设计,开展高性能纳米材料的研究制备工作提供了理论依据。

关键词：密度泛函理论定向外电场超卤素 AlmNn团簇光电性质

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河北省数字经济发展对碳排放的影响研究

河北省数字经济发展对碳排放的影响研究

作者：孔祥东河北大学

学位级别：硕士

长期以来,河北省产业结构偏重、能源结构单一的问题使得河北省环保压力巨大。为此加快产业绿色转型升级和调整优化能源消耗结构一直是河北省环保的工作重点。京津冀协同发展为河北省产业转型升级提供了契机。在疏解北京非首都功能的过程... 详细信息

长期以来,河北省产业结构偏重、能源结构单一的问题使得河北省环保压力巨大。为此加快产业绿色转型升级和调整优化能源消耗结构一直是河北省环保的工作重点。京津冀协同发展为河北省产业转型升级提供了契机。在疏解北京非首都功能的过程中,河北省数字经济飞速发展。中国国际数字经济博览会在石家庄举办,多个大数据中心项目落地,各市特色数字产业集群茁壮发展。在这样的背景下,探明河北省数字经济发展对河北省碳减排事业的贡献,理清数字经济组成部分间的相互影响机制,对推进河北省经济绿色可持续发展具有重要意义。针对上述问题,本文做了如下研究,首先测算了2011-2021年共11年间河北省11市的数字经济发展指数和碳排放数据。运用数据可视化、空间马尔科夫链、三维动态Kernal核密度模型分析了河北省数字经济和碳排放的时空演变趋势,并结合河北省发展现状及现有政策进行分析。其次构建了静态和动态空间杜宾模型,检验了数字经济对碳排放的影响以及空间溢出效应,并通过效应分解分析了该影响的长期效应和短期效应。在此基础上,还分析了产业结构调整在数字经济与碳排放之间的中介效应。最后本文对数字经济进行了分解,运用中介效应模型,详细阐述了数字经济不同组成部分间的相互影响机制。本文得出的结论有:首先时空演变分析表明,数字经济发展过程中存在区域协同,本区域数字经济水平越高,邻近区域的数字经济发展越快。且在发展初期以先发优势为主,随着数字经济整体水平的提高,后发优势逐步显现,表现为数字经济落后地区加速追赶。碳排放分布存在异质性,不同区域间差异明显,但这种差异正在逐渐缩小。此外,直接碳排放分析结果表明,仅仅依靠生态保护并不能够实现双碳目标,绿色发展需要另寻出路。空间杜宾模型表明,河北省数字经济呈现出绿色特质,不论是长期还是短期都能够显著抑制碳排放,且空间溢出效应明显。中介效应分析表明,数字经济能够通过产业结构调整间接减少碳排放;数字经济各组成部分间存在相互影响机制,发展数字经济应当注重路径间的协同作用。

关键词：数字经济碳排放时空演变空间杜宾模型中介效应

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带裂缝免拆底模钢筋桁架板受力性能研究

带裂缝免拆底模钢筋桁架板受力性能研究

作者：郭书涵山东建筑大学

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基于环境行为学理论下的联合办公空间设计

基于环境行为学理论下的联合办公空间设计

作者：张梦潇河南工业大学

学位级别：硕士