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基于动态可变阈值的气体超声波流量计信号处理方法及低功耗实现

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基于动态可变阈值的气体超声波流量计信号处理方法及低功耗实现

作者：江圳合肥工业大学

学位级别：硕士

气体超声波流量计具有无压损、量程比大、测量精度高等特点,被应用在天然气、石油贸易等计量领域,特别适合于在大口径天然气管道测量。目前正趋向小型气体贸易计量方向发展,但由于交接场合复杂(包括城市燃气、地暖用气、商用煤改气等),... 详细信息

气体超声波流量计具有无压损、量程比大、测量精度高等特点,被应用在天然气、石油贸易等计量领域,特别适合于在大口径天然气管道测量。目前正趋向小型气体贸易计量方向发展,但由于交接场合复杂(包括城市燃气、地暖用气、商用煤改气等),涉及管道压力范围宽,就需要换能器能适用于不同压力场合的测量。由于燃气自身易爆炸,甚至有部分燃气存在毒性,为保证工业测量的安全性,设计要求系统的功耗较低,以便能采用电池供电,从而尽可能避免发生事故。同时,为了打入小型燃气的计量市场,需要采用单声道,通过减少换能器的个数来降低成本,但是,单声道仅能提取一个声道的线速度来拟合管道横截面的面速度,会使测量结果产生偏差。因此,为了将其推广到小型气体贸易计量场合,必须要满足耐高压、低功耗、单声道、高精度的设计要求。但是,由于耐高压换能器采用钛合金材料作为外壳,导致了严重的声阻抗不匹配,致使回波信号的品质受到影响,从而使得有些常规的方法不再适用。因此,本文提出适用于耐高压换能器的信号处理方法,并低功耗实现。为此,搭建气体超声波换能器的回波信号采集系统,对国产耐高压气体超声波换能器进行数据采集实验。通过对采集到的回波信号进行离线预处理,从而保证了回波信号的信噪比和光滑性。对离线预处理后的回波信号进行研究,分析出不同流量下回波信号的特点,确定了合适的特征段,得出特征段峰值点横、纵坐标的变化规律。基于回波信号的特征研究,本文从回波信号幅值变化角度,得出回波信号的幅值变化规律,提出了一种基于动态可变阈值的信号处理方法。该方法在回波信号幅值衰减时,通过结合峰值点横、纵坐标信息设定动态可变阈值,从而精准定位回波信号特征点,提高系统抗干扰能力。通过离线数据处理,对标定现场采集到不同流量下的50组回波信号进行处理,说明了方法的有效性。在实现步骤、特征点拾取的正确率和稳定性上,将动态可变阈值与可变阈值的信号处理方法进行比较,得出动态可变阈值的方法更适合处理耐高压换能器的波形,具备更强的抗干扰能力、更高的容错性,可以有效地提升可变阈值方法的量程。以STM32(STMicroelectronics 32-bit series microcontroller chip)低功耗系列的单片机为系统核心,研制变送器的硬件部分,主要包括回波调理模块、信号处理模块、激励电路模块、通讯与电源管理模块。所采用的激励方式,既能防止MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)电路在两路PWM方波输出同时导通,又节省激励功耗。利用固态继电器的动作时间短,模拟开关芯片切换速度快,设计了通道切换电路,以保证通道切换电路的响应速度。通过选用低功耗器件和优化电路结构,来降低系统功耗,保证测量精度。开发了变送器的软件,主要包括激励产生模块、脉冲上传模块等;分析了软件的工作流程,着重介绍了激励方式和脉冲上传方式。在激励方式上,通过PWM(Pulse Width Modulation)发送两路互补带死区且存在一定相位差的单极性方波,通过设置相应寄存器,结合MOSFET电路,最终实现双极性方波激励,与单极性方波相比,降低一半的激励功耗。在脉冲上传方式上,通过累积脉冲上传和最优分频系数确定相结合的方法,大幅度地提高了系统的脉冲上传精度。为了考核所研制系统的测量精度,在具备气体流量标定资质的重庆川仪自动化股份有限公司进行了音速喷嘴标定实验。标定结果表明,基于动态可变阈值的单声道气体超声波流量计的示值误差和重复性都满足国家标准对1级精度的相关指标要求。该系统不仅具有较高的稳定性和实时性,可测最大流量为423.481m/h,量程比达到1:21。同时,基于GUM(Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement)方法对标定结果进行三类不确定度计算与分析,更全面、客观地评估标定实验结果的可信程度。与课题组所研制的基于DSP(Digital Signal Processor)和FPGA(Field Programmable Gate Array)双核心的气体超声波流量计相比,功耗降低为双核心的0.9775%,为电池供电提供了可能。研制的气体超声波流量计符合耐高压、低功耗、高精度的设计要求,其精度已达到了日本爱知时计电机株式会社同类型产品相同的测量精度。

关键词：气体超声波流量计单声道耐高压换能器动态可变阈值低功耗实现实验标定不确定度分析

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热心肠的同桌

少年大世界（小学低年级） 2014年第1期 64-65页

作者：江圳浙江省奉化市居敬小学三(6)班

从上学到现在，我的同桌换了好几位。有顽皮的，有文静的，有能干的，有偷懒的，有少言寡语的，也有侃侃而谈的……今天要给大家介绍的是我的新同桌——王妍茜。她梳着高高的马尾辫，白白的皮肤，

关键词：小学生作文语文学习阅读知识

基于超声回波能量峰值点拟合的气体超声波流量计信号处理方法

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计量学报 2022年第5期43卷 597-602页

作者：马杰徐科军江圳张伦徐浩然合肥工业大学电气与自动化工程学院安徽合肥230009

针对气体超声波流量计信号处理中难以找到稳定特征点的问题,从回波信号能量的角度出发,研究了回波信号能量的变化规律。回波能量信号轮廓的上升段中间部分比较稳定且中间部分包络线斜率相对较大,近似一条直线。因此,提出一种基于回波能... 详细信息

针对气体超声波流量计信号处理中难以找到稳定特征点的问题,从回波信号能量的角度出发,研究了回波信号能量的变化规律。回波能量信号轮廓的上升段中间部分比较稳定且中间部分包络线斜率相对较大,近似一条直线。因此,提出一种基于回波能量峰值点拟合的信号处理方法,即连接回波能量信号上升段相邻的峰值点并求得各连线的斜率,选取斜率较大的4条连线作为特征直线,将这4条特征直线对应的右端点作为特征峰值点,并拟合成一条直线,以该直线与x轴的交点作为特征点,从而计算出超声波的传播时间。在基于FPGA和DSP的双核心系统上实时实现该信号处理方法,并在国家认可的检测机构进行标定实验,结果表明:基于回波能量峰值点拟合信号处理方法的双声道气体超声波流量计系统达到1级精度,可测流量范围为30~1200m^(3)/h。

关键词：计量学气体超声波流量计回波能量信号线性拟合特征点标定

基于动态可变阈值的低功耗单声道气体超声波流量计

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计量学报 2022年第3期43卷 360-369页

作者：江圳徐科军马杰张伦徐浩然合肥工业大学电气与自动化工程学院合肥230009

为克服气体涡轮流量计存在压损和需定期校准的缺点,研制了耐高压低功耗单声道气体超声波流量计。针对换能器因阻抗不匹配造成的回波信号质量差的问题,分析了回波信号的特征,提出了动态可变阈值和过零检测的数字信号处理方法。该方法可... 详细信息

为克服气体涡轮流量计存在压损和需定期校准的缺点,研制了耐高压低功耗单声道气体超声波流量计。针对换能器因阻抗不匹配造成的回波信号质量差的问题,分析了回波信号的特征,提出了动态可变阈值和过零检测的数字信号处理方法。该方法可精准定位回波信号特征点。研制了以STM32为核心的低功耗气体超声波流量变送器。变送器采用了新的激励方式,既能防止MOSFET电路的两路输出同时导通,又节省激励功耗;采用脉冲累计发送和最优脉冲分频相结合的方式,减小脉冲上传误差。气体流量标定实验结果表明:研制的低功耗单声道气体超声波流量计满足1级精度指标的要求,量程比为121。

关键词：计量学气体超声波流量计动态可变阈值耐高压低功耗 STM32

Google Earth Engine在农业管理中的研究现状与展望

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 1002-1018页

作者：蒙继华何荣鹏林圳鑫中国科学院空天信息创新研究院数字地球重点实验室北京100094 可持续发展大数据国际研究中心北京100094 中国科学院大学电子电气与通信工程学院北京100094

农业作为中国国民经济的战略性产业,在粮食生产和可持续发展目标方面起着举足轻重的作用。为了满足农业管理中大空间尺度、长时间序列遥感数据的存储、组织和处理,节省用户计算资源,提高农业生产管理专题的时效性和普适性,地理空间数据... 详细信息

农业作为中国国民经济的战略性产业,在粮食生产和可持续发展目标方面起着举足轻重的作用。为了满足农业管理中大空间尺度、长时间序列遥感数据的存储、组织和处理,节省用户计算资源,提高农业生产管理专题的时效性和普适性,地理空间数据处理云平台备受关注。谷歌地球引擎(Google Earth Engine,GEE)作为一款集数据获取、数据运算、模型建立、精度验证以及可视化分析于一体的地理空间分析开源智能云平台,极大地扩展了农业领域研究的广度和深度,为精准农业领域的发展带来了新的机遇。本文从GEE平台、农业应用数据、作物种植支撑管理和农田管理工具等角度出发,分析了基于GEE平台的农业管理研究最新研究进展,以“平台-数据-农业管理-工具”为大框架,强调了多源协同的有效数据信息支撑农业监测管理决策的制定,高效易扩展的农田种植管理和作物生长监测工具可以辅助提高农业生产效率,农情数据信息和农业管理工具在全球背景下共同促进农业可持续发展。文章对GEE在农业应用数据支撑、农业监测管理和农田管理工具等方面的研究现状进行分析总结,突出了GEE云平台相比于传统的桌面端地理空间数据处理平台分别在数据、工具和应用3个方面给农业管理带来的创新性变革,凸显了GEE在破碎化农田区域和病虫害监测领域等方面的发展潜力,讨论了GEE在全球背景下辅助农业可持续发展方面的研究趋势。随着GEE在数据质量、数据处理功能和农情参数信息利用等方面的有效改进,展望了其在精准农业管理、农情监测和预测、移动端智能农业决策支持系统开发以及生态系统管理等农业管理领域的应用前景。以期为平台使用者提供参考并为我国农业领域的云计算平台的建设和应用提供借鉴。

关键词：谷歌地球引擎农业管理卫星遥感农田管理工具研究现状展望

一种以科研团队为服务对象的科研人员推荐模型

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数据分析与知识发现 2024年第3期8卷 132-142页

作者：刘成山李普国汪圳西安电子科技大学经济与管理学院西安710126 长安大学图书馆西安710064

【目的】本研究提出一种针对科研团队的深度学习组推荐模型,旨在满足科研团队招聘科研人员的需求,提高推荐效率。【方法】首先应用自注意力机制学习团队的语义表示,接着采用神经协同过滤模型学习团队与科研人员间的非线性关系,最终得到... 详细信息

【目的】本研究提出一种针对科研团队的深度学习组推荐模型,旨在满足科研团队招聘科研人员的需求,提高推荐效率。【方法】首先应用自注意力机制学习团队的语义表示,接着采用神经协同过滤模型学习团队与科研人员间的非线性关系,最终得到团队与人员的契合程度作为推荐的依据。【结果】实验结果显示,在公共数据集上,与基线模型相比,本文模型在推荐正确率和F1值上分别提高10.22和10.25个百分点,在实际推荐场景中表现优异。【局限】深度学习模型的参数量较小,仍有优化空间。【结论】本文模型可以有效提高科研人员招聘的效率,有助于科研服务机构提升服务水平,满足科研团队招聘人员的需求。

关键词：组推荐科研团队科研人员推荐自注意力机制

环境规制对生猪养殖户粪污资源化利用行为的影响——基于四川省的调查数据

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农业环境科学学报 2024年

作者：王欢李颖邓清圳四川农业大学管理学院

基于四川省491份调查数据，运用多元有序Logistic模型分析引导型规制、激励型规制、约束型规制对生猪养殖户粪污资源化利用行为的影响。结果表明：样本区生猪养殖户粪污资源化利用率较低，完全资源化处理的养殖户仅占30.96%；资源化处... 详细信息

基于四川省491份调查数据，运用多元有序Logistic模型分析引导型规制、激励型规制、约束型规制对生猪养殖户粪污资源化利用行为的影响。结果表明：样本区生猪养殖户粪污资源化利用率较低，完全资源化处理的养殖户仅占30.96%；资源化处理方式主要为沼气发酵，非资源化处理方式主要是直接还田。生猪养殖户粪污处理环境规制力度相对较弱，存在培训覆盖不全、补贴金额较少、监督检查“缺位”等问题。引导型规制、激励型规制和约束型规制均显著正向影响养殖户粪污资源化利用行为，且存在养殖规模异质性和区域异质性；养殖户受教育程度、党员身份、风险偏好以及养殖年限、养殖收入占比，均对其粪污资源化利用行为具有显著正向影响。基于此，应加强粪污资源化利用知识宣传与技术培训、加大粪污处理资金补贴和监督检查力度，因场制宜实施环境规制，从而不断提高粪污资源化利用水平，促进生猪产业绿色发展。

关键词：环境规制粪污资源化利用生猪养殖户四川

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幼儿园新入职教师胜任力现状及影响因素研究

幼儿园新入职教师胜任力现状及影响因素研究

作者：董圳沈阳师范大学

学位级别：硕士

线上线下渠道中考虑消费者反展厅现象的定价和广告策略

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系统工程理论与实践 2024年第3期44卷 1114-1128页

作者：何向李莉朱星圳张华杨文胜南京邮电大学传媒与艺术学院南京210023 南京理工大学经济管理学院南京210094 扬州大学商学院扬州225127 安徽工业大学管理科学与工程学院马鞍山243032

近年来,消费者的反展厅现象(即线上逛店、线下购买)已普遍存在于消费者跨渠道购物行为中.本文建立了一个由线上和线下商家组成的双寡头市场,在该市场中两位商家同时销售搜索型产品或体验型产品,以此为基础探讨反展厅现象对线上商家的影... 详细信息

近年来,消费者的反展厅现象(即线上逛店、线下购买)已普遍存在于消费者跨渠道购物行为中.本文建立了一个由线上和线下商家组成的双寡头市场,在该市场中两位商家同时销售搜索型产品或体验型产品,以此为基础探讨反展厅现象对线上商家的影响并提出相应的定价和广告对策.通过对均衡结果的分析,得出以下结论:1)对于搜索型产品而言,消费者是否出现反展厅现象与消费者在线上购买产品所产生的隐私成本有关:当隐私成本处于较高水平时,消费者会出现反展厅现象;对于体验型产品而言,消费者是否出现反展厅现象还与消费者与线下商品的匹配概率相关;2)不论商家销售哪种类型的产品,反展厅现象的出现均会减少线上商家的收益与产品定价,同时也会在一定程度上提高线下商家的收益.此外,线上商家对搜索型产品的定价随着更高的单位旅行成本、更低的线上搜索成本和更低的隐私成本而增加;对体验型产品的定价还会随着消费者与线下商家中产品的匹配概率下降而提高;3)线上商家可以通过投放定向广告来应对反展厅现象,缓和市场竞争并提高线上商家的收益.同时,我们还得出一个反直觉的结论,即当线上商家在定向广告上的投资成本高于一定阈值时,线下商家也会获益于定向广告;4)最后,我们对比了定向广告对搜索型产品和体验型产品在应对反展厅现象时的不同表现,发现当隐私成本相对较低时,定向广告更能提高体验型产品的收益;当隐私成本相对较高时,定向广告更能提高搜索型产品的收益.

关键词：反展厅现象竞争性定价定向广告隐私成本