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基于ZigBee无线网络的电力抄表系统的设计与实现

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基于ZigBee无线网络的电力抄表系统的设计与实现

作者：谢生锋河南理工大学

学位级别：硕士

随着电力行业的自动化程度越来越高,自动抄表技术正在改变着传统的抄表方式,自动抄表能减少抄表所需的人力、物力代价,为电力部门提供更科学的管理和决策。本文在对几种自动抄表技术进行分析比较的基础上,提出了将ZigBee无线通信技术应... 详细信息

随着电力行业的自动化程度越来越高,自动抄表技术正在改变着传统的抄表方式,自动抄表能减少抄表所需的人力、物力代价,为电力部门提供更科学的管理和决策。本文在对几种自动抄表技术进行分析比较的基础上,提出了将ZigBee无线通信技术应用于自动抄表中的方案。通过对ZigBee的网络结构和协议栈的详细介绍,同时结合实际应用的要求,设计了基于ZigBee的无线抄表监控系统的总体架构。该系统既能实现自动抄取整点电量数据的功能,同时还能通过发送指令查看电能表的实时信息。系统采用网状结构的ZigBee网络和以太网组成混合网络,由采集终端、路由器、集中器、上位机软件、后台服务器、数据中心和Web管理系统等部分组成,论文分别对集终端、路由器和集中器进行了硬件和软件设计,其中在硬件设计时,采用AVR单片机作为核心处理器,IP-Link 1221-2264作为无线通信的ZigBee模块。系统用VB设计了上位机软件和后台服务器,上位机软件实现了计算机和单片机之间的串口通信,同时把接收的串口数据经处理后存储在本地数据库中,由后台服务器读取处理后,写入到数据中心,用***语言设计了B/S结构的前台Web管理系统,是用户操作的前台界面,可以对电量数据进行查看与分析,同时还可以发送实时监控指令对集中器和采集终端进行控制。最后论文对系统进行了测试与分析,验证了该方案的可行性。

关键词：自动抄表 ZigBee协议网状结构 IP-Link模块

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基于标准CMOS工艺的光电浮栅突触研究

天津大学学报（自然科学与工程技术版） 2022年第7期55卷 701-705页

作者：谢生高旭斌毛陆虹天津大学微电子学院天津300072 天津市成像与感知微电子技术重点实验室天津300072 天津大学电气自动化与信息工程学院天津300072

作为神经形态视觉感知系统的基本单元,光电突触需实现光敏和突触双重功能.本文基于TSMC 180 nm标准CMOS工艺提出了一种由两个PMOS晶体管构建的光电浮栅突触结构,并利用浮栅电压表征突触权重.其中,一个PMOS管工作在光电混合模式,在光信... 详细信息

作为神经形态视觉感知系统的基本单元,光电突触需实现光敏和突触双重功能.本文基于TSMC 180 nm标准CMOS工艺提出了一种由两个PMOS晶体管构建的光电浮栅突触结构,并利用浮栅电压表征突触权重.其中,一个PMOS管工作在光电混合模式,在光信号和电信号的刺激下,突触的浮栅电压分别呈现增加和降低特性,以此实现突触的兴奋性和抑制性功能;另一个PMOS管工作在隧穿模式,并通过Fowler-Nordheim(FN)隧穿机制修正突触权重.基于光电浮栅突触的电路模型,设计了用于像素识别的单元电路,搭建了3×3的像素阵列,并分析了无噪声和有噪声两种情形下的二值图像“+”识别.仿真结果表明,在基础光强为0 mW/cm^(2)和75 mW/cm^(2)的无噪情形和引入0.5 mW/cm^(2)噪声的有噪情形下,所设计的光电浮栅突触均可实现二值图像识别,并具有一定的抗噪声能力.

关键词：神经形态计算 CMOS 光电突触浮栅突触权重

利用昆虫神经肽neuropeptide F与Allatotropin提高球孢白僵菌毒力

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利用昆虫神经肽neuropeptide F与Allatotropin提高球孢白僵菌毒力

作者：谢生泽西南大学

学位级别：硕士

害虫灾害对于农业生产的威胁一直是各国科研工作者致力解决的问题。现阶段虫害防治的主要方法分为化学防治与生物防治两种,其中化学防治以其效率高,易施用的优点一直被市场所认可。但是随着化学防治方法的长期、大量使用,也带来了环境... 详细信息

害虫灾害对于农业生产的威胁一直是各国科研工作者致力解决的问题。现阶段虫害防治的主要方法分为化学防治与生物防治两种,其中化学防治以其效率高,易施用的优点一直被市场所认可。但是随着化学防治方法的长期、大量使用,也带来了环境破坏、食品安全受影响等问题,另一方面,害虫耐药性增长,使得化学防治方法的防效下降,防治成本增加。在此背景下,以昆虫病原真菌孢子为活性成分的真菌杀虫剂因其对环境友好以及具有持续防控能力的优点,受到越来越多的关注。其中,球孢白僵菌(Beauveria bassiana)在国内外被广泛应用于生物防治,因其具有致病力强、杀虫谱广、对温血动物无害等优点,被认为是最具开发潜力的一种昆虫病原真菌。但是真菌杀虫剂在使用过程中存在侵染效率低、易受环境影响等问题。神经肽是一种广泛存在于动物体内的短肽,它能作为神经递质,参与动物的多项生理活动。本文针对我国常见且危害较大的几种农业害虫(斜纹夜蛾、棉铃虫、大蜡螟),筛选了8个分别来自鳞翅目和直翅目的神经肽,功能涉及进食、交配、发育等多方面,利用基因工程技术在球孢白僵菌中导入昆虫神经肽,使真菌在侵染过程中产生昆虫神经肽干扰宿主生理生化反应,从而提升菌株毒力。实验结果如下:1)构建表达昆虫神经肽的球孢白僵菌菌株为了获取能够表达昆虫神经肽的球孢白僵菌转基因菌株,分别选取了斜纹夜蛾源PBAN-neuropeptide(简称PS)、neuropeptide F(简称FS)、东亚飞蝗源Sulfakinin(简称SL)、Pyrokinin(简称PL),棉铃虫源PBAN-neuropeptide(简称PH)、neuropeptide F(简称FH)、Allatotropin(简称AH)、neuropeptide CCHamide(简称CH)八种不同来源的神经肽,并在N端添加来自球孢白僵菌几丁质酶基因(Bb Chit1)的分泌型信号肽Bbsp。将人工合成的融合基因转入球孢白僵菌中,经筛选及表达量分析分别获得五种表达不同神经肽的球孢白僵菌转基因菌株,分别命名为Bb::FS、Bb::AH、Bb::CH、Bb::FH、Bb::SL。2)表达昆虫神经肽不影响菌株的生长发育为分析在球孢白僵菌中表达昆虫神经肽是否会影响球孢白僵菌生长发育,将成功获得的五种昆虫神经肽表达菌株Bb::FS、Bb::AH、Bb::CH、Bb::FH、Bb::SL接种在PDA和含有不同胁迫条件(包含100 mg/ml荧光增白剂、60 m M甲萘醌、0.7 M氯化钠、0.8 M山梨醇、1.2 M山梨醇和25μg/ml刚果红)的培养基上。结果发现,表达昆虫神经肽不影响球孢白僵菌的生长发育及抗逆性。3)表达昆虫神经肽提高了菌株毒力利用大蜡螟对上述转基因菌株进行的毒力测试。与野生型相比,Bb::FS、Bb::AH、Bb::FH三个菌株的毒力均有提高,其中半数致死时间(LT)缩短了9%～26.9%(大蜡螟为试虫,1×10 conidia/ml)。其中,Bb::FS和Bb::AH毒力提升最明显,对其进行进一步分析。与野生型菌株相比,Bb::FS、Bb::AH半数致死时间(LT)分别缩短了19.6%和25.2%(大蜡螟为试虫,1×10 conidia/ml),半致死浓度(LC)分析显示,Bb::FS、Bb::AH菌株分别为野生型的14.4%和19.3%(大蜡螟为试虫,120h)。转基因菌株对斜纹夜蛾与棉铃虫的毒力也显著提升。以斜纹夜蛾为试虫,Bb::FS、Bb::AH半数致死时间(LT)分别较野生型菌株缩短了29.9%和26.9%(1×10 conidia/ml);以棉铃虫为试虫,Bb::FS、Bb::AH半数致死时间(LT)分别缩短了20.6%和24.2%(1×10 conidia/ml)。4)昆虫源神经肽AH和FS能干扰宿主免疫反应为分析表达神经肽提高菌株毒力的机制,我们分析了神经肽转基因菌株侵染大蜡螟后的免疫反应。将转基因菌株Bb::AH和Bb::FS孢悬液注射大蜡螟48h后,其体内的免疫相关基因和抗菌肽表达基因较野生型菌株显著下降;同时,感染转基因菌株大蜡螟体内的酚氧化酶活性只有野生型的40%～60%。进一步分析发现,注射两种神经肽表达菌株后3d大蜡螟体内的细菌数量较野生型也分别提高了50%和41%。为进一步分析昆虫神经肽AH和FS的功能,课题组人工合成了两种神经肽。将昆虫神经肽(10μg/ml)注射入昆虫血腔,我们发现大蜡螟体内的免疫相关基因和抗菌肽表达基因的表达量较对照组也呈下降趋势。注射神经肽溶液(10μg/ml)的大蜡螟体内的酚氧化酶活性也低于对照组。进一步分析发现,混合注射野生型球孢白僵菌与神经肽溶液(终浓度:野生型孢悬液1×10 conidia/ml+神经肽溶液1μg/ml)后3d,大蜡螟体内的细菌数量较野生型也分别提高了49.4%和3

关键词：昆虫源神经肽球孢白僵菌毒力基因工程

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基于PLC的导热油加热炉控制系统改造设计

基于PLC的导热油加热炉控制系统改造设计

作者：谢生宝长安大学

学位级别：硕士

本文以甘肃省张掖市某公路养护单位一台导热油加热炉控制系统改造为目的,设计使用可编程控制器自动控制加热炉,通过可编程控制器对加热炉几个部分的控制,使煤在最佳状态下燃烧,提高加热炉效率并降低成本、减少污染,提高生产过程的安全性... 详细信息

本文以甘肃省张掖市某公路养护单位一台导热油加热炉控制系统改造为目的,设计使用可编程控制器自动控制加热炉,通过可编程控制器对加热炉几个部分的控制,使煤在最佳状态下燃烧,提高加热炉效率并降低成本、减少污染,提高生产过程的安全性;加热温度控制效果好,保持了沥青的原有质量,为铺筑高质量的公路提供了材料保证。设计完成导热油温度检测、炉膛内负压检测、给煤量控制、鼓风机控制、引风机控制、故障报警等各部分硬件设计和可编程控制器的软件设计,以负载需求热量的多少(以加热炉出口油温为衡量标准)来控制加热炉内煤的燃烧情况,最终实现加热炉的自动运行。本设计主要思想是把加热炉出口油温、炉排电机转速和鼓风电机转速信号通过模数转换送入可编程控制器中,可编程控制器将传入温度信号与预设值进行比较,从而发出相应指令,以调节炉排电机转速(调整给煤量),并改变鼓风机转速(调整空燃比);把炉膛内负压值信号送引风机变频器,经处理后调节引风机转速(调整加热炉内负压),从而使燃煤燃烧在最佳状态,加热炉实现自动控制。选用西门子S7-200型可编程控制器的CPU224XP为控制模块,采用PT100热电阻来检测导热油温,用EM231热电阻模块变送信号并输入控制模块;采用PTP708F压力传感器检测加热炉膛内负压并将电流信号输入引风变频器;采用变频器来控制炉排电机、鼓风机、引风机的转速。利用西门子STEP7编程软件进行软件开发。

关键词：模拟量 PLC控制变频器转速控制加热炉控制

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基于图谱理论的两层复杂网络的超扩散研究

基于图谱理论的两层复杂网络的超扩散研究

作者：谢生源华中科技大学

学位级别：硕士

网络的扩散是网络重要的动力学行为之一,各种要素在多层网络的流动与传播,例如社交网络的信息传播、交通运输网络的人员流动,可视作多层网络的扩散。在多层网络中,各单层网络的层内连接、不同层网络的层间连接共同影响多层网络的扩散行... 详细信息

网络的扩散是网络重要的动力学行为之一,各种要素在多层网络的流动与传播,例如社交网络的信息传播、交通运输网络的人员流动,可视作多层网络的扩散。在多层网络中,各单层网络的层内连接、不同层网络的层间连接共同影响多层网络的扩散行为,当多层网络的扩散快于各单层网络的扩散,则称多层网络发生超扩散行为。由于多层网络层内拓扑结构和层间连边方式对网络扩散的影响较为复杂、多层网络超扩散的发生机制尚不明确。因此本文分别从层间连接方式和层内拓扑结构两个角度对超扩散问题进行研究,主要工作和创新点概括如下:基于图谱理论,本文分析了两层同构网络的扩散,提出了层间交叉连接的方式,得到了两层同构网络的多对节点通过层间交叉连接实现两层同构网络超扩散的充分条件。结果表明,各单层网络的Laplacian矩阵相同、扩散能力较弱、最小非零特征值重数为1、双层同构网络的层间结构含有较多的层间交叉连边,该双层同构网络发生超扩散的可能性较大。通过数值分析,验证了两层同构网络可通过层间交叉连接实现超扩散。此外,本文还提出了不会出现多层网络超扩散的网络结构。基于图谱理论,本文分析了两层异构网络的扩散,提出了两类扩散能力较弱的单层网络结构,提供了可超扩散的两层网络的拓扑生成机制。其中一类单层网络存在枢纽节点集,该节点集的度总和较小;另一类单层网络存在社团特征,社团之间的连边数较少。这两类单层网络均存在局部弱耦合,因此扩散能力较弱。考虑由相同类型的单层网络组成的两层网络,各单层网络存在一定程度的结构互补,从而加快了网络的扩散能力,进而实现两层网络的超扩散。进一步通过数值分析,验证了合理构造层内拓扑结构实现多层网络超扩散的可行性。

关键词：复杂网络多层网络超扩散图谱理论

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基于知识图谱的机加工艺参数推荐方法研究

基于知识图谱的机加工艺参数推荐方法研究

作者：谢生同西安电子科技大学

学位级别：硕士

机械加工是机械制造中一种重要的成形方法,是工件和刀具相互作用的过程。选择合适的刀具和切削参数是机械加工工艺设计的重要任务。在实际加工过程中,机械加工工艺参数的选择往往依赖人工经验,而人工经验是一种主观经验,具有精确性不足... 详细信息

机械加工是机械制造中一种重要的成形方法,是工件和刀具相互作用的过程。选择合适的刀具和切削参数是机械加工工艺设计的重要任务。在实际加工过程中,机械加工工艺参数的选择往往依赖人工经验,而人工经验是一种主观经验,具有精确性不足、难以复用等缺点。所以,针对机械加工工艺参数选择困难以及机械加工数据和知识彼此隔离、难以相互转化的问题,本文通过建立机械加工知识图谱,在语义层面将机械加工过程中的知识关联起来,并基于知识图谱运用图算法和图神经网络等方法开展机械加工工艺参数推荐方法的研究,从而为实现机械加工智能化提供一种新的方法。具体研究内容如下:(1)在分析机械加工知识的组成和来源的基础之上,运用本体首次建立了包含机械加工过程知识的完整的本体模型,使加工过程知识在语义层面实现有机的关联,基于本体设计了机加知识图谱的模式,建立了一种新的机械加工过程表示模型。(2)建立机械加工知识图谱数据生成、融合和存储的方法。对于非结构化数据,研究如何通过自然语言处理技术构建知识抽取和关系抽取模型。对于结构化数据,通过模式映射的方法将数据转化为图数据模型表示的三元组,并对多源异构数据进行融合。设计了面向推荐任务的描述零件特征、材料和刀具之间关系的多元加权关系图谱模型。(3)建立了一种个性化和精确化的刀具推荐方法。该方法的核心思想是将已产生的机械加工过程数据之间的内在联系作为工艺参数推荐的重要依据。将工件的材料、加工零件的结构特征、刀具和切削参数之间的相关性作为参数推荐的首要因素。然后运用基于PPR算法的刀具推荐模型,推选出合适的刀具,为工艺规划刀具的选择提供依据,并结合具体的数据验证该方法的有效性。(4)建立了一种基于图神经网络的切削参数推荐模型。针对传统神经网络难以处理异构图数据的问题,构建了基于关系图卷积网络的机加切削参数推荐模型,实现对切削速度、进给量和背吃刀量的精准推荐。

关键词：切削参数刀具知识图谱参数推荐关系图卷积网络

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DFGX公司客户关系管理研究

DFGX公司客户关系管理研究

作者：谢生华首都经济贸易大学

学位级别：硕士

随着互联网经济的高速发展,客户的消费理念发生了巨大变化,个性化消费行为与消费需求日趋明显,企业受到的竞争不断加剧。互联网的普及与海量数据的便捷查询,让买方在供应商选择方面有了更多的途径,买卖双方的博弈,导致客户的稳定性趋弱... 详细信息

随着互联网经济的高速发展,客户的消费理念发生了巨大变化,个性化消费行为与消费需求日趋明显,企业受到的竞争不断加剧。互联网的普及与海量数据的便捷查询,让买方在供应商选择方面有了更多的途径,买卖双方的博弈,导致客户的稳定性趋弱,非垄断行业的定价机制越来越透明,客户潜在价值的鉴定更加困难。本文通过研究国内外客户关系管理的相关理论与DFGX公司客户关系管理现状,提出了基于客户数据模型与数据挖掘的客户关系管理模式,通过对客户价值的客观评价,帮助企业快速识别价值客户,采取相对应的恰当的营销手段响应客户的个性化需求。通过数据挖掘技术的应用,客观评价客户的历史价值、当前价值与潜在价值,详细探讨了客户关系管理新模式的构建,主要从建立客户数据模型、开展客户数据洞察分析、基于客户感知的运营监控与流程优化改进四个方面进行闭环研究,实现对客户的精准分析与价值提升。有针对性的提高用户质量、提升顾客价值,降低客户流失风险,都需要客户数据进行支撑与决策,而不是事后分析,是企业如何比竞争对手赢得更大的市场份额,营造良好生存环境的关键一步。重视客户关系管理,必须从企业实际管理状况出发,既着眼于当下,又立足于未来,建立起符合企业实际的客户关系管理体系,在企业战略规划、组织结构调整、业务流程优化等关键要素环节,以客户为中心制定与实施企业的业务流程,实现企业与客户价值最大化。通过实施客户关系管理配套措施,在建立与改进IT服务体系、优化组织结构、绩效考核管理等方面进行全盘梳理,给出了DFGX公司客户关系管理整套解决方案。提出客户关系管理不仅可以提升客户的满意度与忠诚度,也可以为企业战略服务,通过收集客户的需求,进行企业内部技术革新,帮助企业少走弯路及防范企业因战略失误导致的破产、倒闭,体现了本文的一些独特视角与思考,并值得深入研究。

关键词： DFGX公司客户关系管理客户数据模型层次分析法

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城市道路短时交通流动态预测方法研究与应用

城市道路短时交通流动态预测方法研究与应用

作者：谢生龙长安大学

学位级别：硕士

实时、准确、动态的短时交通流预测一直是智能交通发展极力追求的目标。然而,短时交通流信息量大,受到不确定噪声信号干扰强,再加上城市路网复杂的拓扑结构,导致如何实现城市道路短时交通流动态预测这一问题一直制约着智能交通长足的发... 详细信息

实时、准确、动态的短时交通流预测一直是智能交通发展极力追求的目标。然而,短时交通流信息量大,受到不确定噪声信号干扰强,再加上城市路网复杂的拓扑结构,导致如何实现城市道路短时交通流动态预测这一问题一直制约着智能交通长足的发展。为了解决上述问题许多预测方法相继被提出,但其中一些方法都因未考虑短时交通流不确定干扰因素或者城市路网复杂性的影响,致使预测结果实时性与准确性都不尽理想,也没有达到实际意义上的动态预测。本文在Mallat算法下对短时交通流信号进行小波分解与重构,在滤掉短时交通流信息强干扰噪声信号后进行时、频域特性分析,大大提高了短时交通流信息预处理速度及精度,再将支持向量回归预测模型结合在城市路网多断面的预测思想中,使得城市道路短时交通流动态预测更加准确、实时、有效。论文旨在研究短时交通流有效信息快速、有效提取后进行城市路网中短时交通流精确的动态预测。论文主要研究工作如下:1.分析了交通流、速度、密度三个短时交通流基本参数的关系及数学模型;归纳了短时交通流基本特性;从空间、时间的层面出发,探讨了短时交通流的相关性;从动力学特性角度总结了短时交通流可预测性分析方法及其影响因素。2.针对短时交通流信号的强噪声影响,研究了小波分解与重构对短时交通流信号进行主体信息和细节信息快速、有效提取的关键问题。通过Mallat塔式多分辨率算法思想的引入,实现了短时交通流信号的快速分解与重构,最后提出了针对短时交通流信号如何有效提取的详细解决策略。3.以实现短时交通流动态预测为出发点,给出原始交通流数据预处理的方法,并通过SVR自身特性的研究,提出了模型自适应参数、G-P算法嵌入维数与核函数的动态优化与选择方法,使得短时交通流达到高效、准确的动态预测。4.通过对城市复杂网络拓扑结构的研究,给出了相关断面的矩阵表示方法及相互影响权重的F-AHP模糊标定方法;最后结合前面的研究结果提出了一个城市道路短时交通流动态预测模型,并通过实验验证了其合理性。5.利用短时交通流信号的Mallat小波分解与重构及SVR预测的研究结论,在ThinkPHP框架下设计并完成了针对西安市的短时交通流动态预测系统的开发。

关键词：短时交通流动态预测特性分析快速分解与重构有效分离 SVR 城市路网自适应参数权重标定

基于时空特征和混合神经网络的短时交通流预测

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基于时空特征和混合神经网络的短时交通流预测

作者：谢生曼华东交通大学

学位级别：硕士

随着城市化进程的不断加快,城市交通路网中交通工具日益增长的速度,远远快于路面交通基础设施建设的速度,由此引起空气污染、交通事故、能源浪费等问题的发生,将带来严重的经济损失和人员伤亡。为缓解交通拥堵、提高交通运输效率,构建... 详细信息

随着城市化进程的不断加快,城市交通路网中交通工具日益增长的速度,远远快于路面交通基础设施建设的速度,由此引起空气污染、交通事故、能源浪费等问题的发生,将带来严重的经济损失和人员伤亡。为缓解交通拥堵、提高交通运输效率,构建智能交通系统的想法被提出,而短时交通流预测是交通预测和诱导的关键问题。有效的交通流预测为交通管理者提供可靠的决策支持,极大程度地避免城市交通拥堵问题的发生。现有的交通流预测模型大多依赖于捕获交通流的时间特性,并据此预测交通流量。然而,交通流是随时间和空间变化而变化的,其本身既具有时间相关性又具有空间相关性。本文将挖掘短时交通流的时间特征和空间特征,将两者结合起来。综合图卷积神经网络和门控循环单元的优势,建立交通流预测模型。由于交通流数据在采集过程中可能常常伴随着噪声,噪声的存在往往会掩盖信号本身所要表现的信息。对此,首先将小波分析方法应用于对原始交通流数据的降噪,滤除噪声干扰可能对原始交通流变化的影响,以揭示其真实的变化规律。首先应用小波分析的方法对数据进行消噪处理,去除原始交通流数据的噪声干扰,处理后的数据更能揭示交通流真实的变化规律。然后分析各节点之间的关联,计算各节点之间的距离系数和最大信息系数求得一个综合系数矩阵,用于表征道路网络空间拓扑结构各节点之间的连接情况。各观测点采集到的交通流数据作为网络节点的属性特征,两者一起作为图卷积神经网络的输入,利用图卷积神经网络捕捉交通流的空间特性,使用门控循环单元挖掘交通流的时间特性,结合这两种深度学习方法所得到的输出即为交通流的预测值。使用图神经网络对原始交通流数据进行空间特征学习,再使用门控循环单元对得到的交通流序列进行时间特征学习,可以更彻底地捕获到交通流数据的深层特征,减小预测误差。为证明本模型的合理性和准确性,本文基于真实的Highways England上的交通流数据集进行验证,并与使用经典预测方法的预测结果进行对比分析。实验结果表明,相较于常见的单一网络预测方法,使用混合神经网络预测模型对交通流进行预测,所得到的预测效果更好,预测误差更小,准确度较高,且模型的可解释性较强。

关键词：小波去噪综合系数图卷积神经网络门控循环单元时空特征