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无线传感器网络中基于测距的节点定位算法研究

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无线传感器网络中基于测距的节点定位算法研究

作者：赵相鹏山东大学

学位级别：硕士

无线传感器网络是近年来最有发展前景的技术之一,它集中了微机电技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,是一种全新的信息获取和处理模式。节点定位、拓扑控制、路由协议等是无线传感器网络研究中的几个基本问题,其... 详细信息

无线传感器网络是近年来最有发展前景的技术之一,它集中了微机电技术、嵌入式计算技术、分布式信息处理技术和无线通信技术,是一种全新的信息获取和处理模式。节点定位、拓扑控制、路由协议等是无线传感器网络研究中的几个基本问题,其中节点定位问题是无线传感器网络进行目标识别、监控、跟踪等众多应用的前提,而且无线传感器网络的某些路由机制、覆盖信息、负载均衡和拓扑控制等都依赖于节点位置信息。因此,针对无线传感器网络节点自身定位技术的研究具有重要的理论与实际意义,是无线传感器网络研究中的热点问题之一。由于传感器节点受体积、成本、能量等因素的限制,而且通常工作在人类难以或不宜接近的场合,因此传统的无线网络定位方式有许多不适合无线传感器网络的地方,需要专门设计适合无线传感器网络的定位技术。本文在阐述了无线传感器网络的体系结构、自身特点和应用领域的基础上,对无线传感器网络的定位技术展开了深入分析。通过对现有定位算法的总结,综合无线传感器网络的特点和定位需求,本文提出了一种基于RSSI测距的节点定位算法——LABOR,LABOR算法引入高级节点担任信标节点,它们具有充足的能量及较大的发射功率,其无线射程可以覆盖整个网络。LABOR算法改变了以往算法中节点被动接收信标节点周期性发送的定位信息的方法,而是由那些有定位需要的节点主动发出请求,信标节点协同对定位请求进行处理,最后节点采用算法引入的Monte Carlo方法对位置进行计算。由于只对有定位需求的部分节点进行定位,简单易实现,通信次数少,从总体上降低了网络中普通节点的能量消耗,延长了网络生存周期。此外,本文提出的算法通过设定测距修正权值、优选信标节点等措施,较以往的算法提高了定位精度。最后,本文针对不同的网络部署情况在MATLAB中对LABOR算法进行了仿真实验。实验结果表明,LABOR算法是一个稳健的定位算法,适合随机布置的网络,具有很强的扩展性。

关键词：无线传感器网络节点定位基于测距 RSSI

5种常见肉类种属荧光PCR检测与分子光谱鉴定方法比较研究

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中国口岸科学技术 2022年第S2期4卷 30-35页

作者：杜思乐任彤赵相鹏徐立伟邓丛良蒲静张伟史喜菊中国海关科学技术研究中心北京100026

受经济利益的驱使,动物源性食品掺假屡禁不止,其中以肉类产品掺假最为严重,市面上各种肉类种属鉴定方法层出不穷.为方便使用者根据不同目的选择使用,本研究选取市场上5种常见的肉类为研究对象,比较了5种肉类常见的4种商品化荧光PCR检测... 详细信息

受经济利益的驱使,动物源性食品掺假屡禁不止,其中以肉类产品掺假最为严重,市面上各种肉类种属鉴定方法层出不穷.为方便使用者根据不同目的选择使用,本研究选取市场上5种常见的肉类为研究对象,比较了5种肉类常见的4种商品化荧光PCR检测试剂及分子光谱鉴定方法的差异.结果表明,肉类种属荧光PCR检测方法特异性强,不同商品化试剂特异性无差异,而不同厂家的试剂盒针对不同肉类的敏感性却有很大不同,适用于实验室检测.与分子生物学方法相比,分子光谱鉴定方法的优势是快速、无成本,特别适用于现场快速筛查.

关键词：肉类种属鉴定荧光PCR 分子光谱鉴定比较研究

双表达系统制备新型冠状病毒N基因装甲RNA颗粒的研究

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中国口岸科学技术 2022年第2期4卷 73-80页

作者：高志强汪琳朱忠武任彤蒲静赵相鹏尹羿张伟中国海关科学技术研究中心北京100026 长沙海关长沙410000

人工合成新型冠状病毒(SARS-CoV-2)标准参考毒株Wuhan/WIV04/2019完整N基因序列(1260 bp)和包含MS2噬菌体基因组成熟酶蛋白、衣壳蛋白基因序列(1682 bp),分别克隆到原核双表达质粒pACYCDuet-1的2个不同的多克隆位点,从而获得重组表达质... 详细信息

人工合成新型冠状病毒(SARS-CoV-2)标准参考毒株Wuhan/WIV04/2019完整N基因序列(1260 bp)和包含MS2噬菌体基因组成熟酶蛋白、衣壳蛋白基因序列(1682 bp),分别克隆到原核双表达质粒pACYCDuet-1的2个不同的多克隆位点,从而获得重组表达质粒pACYC-MS2-CoV2N。将pACYC-MS2-CoV2N转化表达菌株BL21(DE3),经表达、纯化,获得含有SARS-CoV-2完整N基因的装甲RNA颗粒。经鉴定装甲RNA颗粒含有SARS-CoV-2完整N基因且没有DNA残留,并可抵抗RNase消化。采用荧光RT-PCR对装甲RNA颗粒进行定值后,制备出了用于SARS-CoV-2 N基因检测的核酸质控品,该核酸质控品均匀、稳定、可重复性好,在2~8℃可保存180 d,可用于SARS-CoV-2核酸检测的质控。

关键词：双表达系统新型冠状病毒 N基因装甲RNA颗粒

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热厉螨多重实时荧光PCR种属鉴定方法研究

中国口岸科学技术 2023年第9期5卷 82-90页

作者：高志强汪琳朱忠武白子龙赵相鹏蒲静张伟刘环中国海关科学技术研究中心北京100026 长沙海关长沙410000

热厉螨为蜂房内寄生虫,可严重侵害蜜蜂幼虫和蛹,及时检出并采取防治措施,可使蜂群免受毁灭性损害。本研究在序列比对分析的基础上,分别针对亮热厉螨、梅氏热厉螨、柯氏热厉螨COⅠ基因,以及蜂16S rRNA基因(内对照)设计4对引物和5条探针,... 详细信息

热厉螨为蜂房内寄生虫,可严重侵害蜜蜂幼虫和蛹,及时检出并采取防治措施,可使蜂群免受毁灭性损害。本研究在序列比对分析的基础上,分别针对亮热厉螨、梅氏热厉螨、柯氏热厉螨COⅠ基因,以及蜂16S rRNA基因(内对照)设计4对引物和5条探针,经体系优化建立了可快速鉴别检测3种热厉螨的多重荧光PCR检测方法,并对方法的分析性能进行了评价。结果显示,本方法针对病原靶标的最低检测限(LOD)分别为6.07 copies、5.67 copies和6.21 copies,不与其他蜂病病原核酸发生交叉反应。应用建立的多重荧光PCR检测方法对201份蜂及蜂产品进行检测,分别检出亮热厉螨阳性样品1份和梅氏热厉螨阳性样品1份,经测序及序列比对确认为相应热厉螨特异序列。本研究建立的含蜂内参靶标的多重实时荧光PCR方法特异、灵敏,并可对采样、核酸提取及扩增进行全程质控,为热厉螨的快速筛查和种属鉴定提供了可靠方法。

关键词：内参靶标热厉螨多重荧光PCR

含内参靶标的禽败血支原体和滑液支原体多重荧光PCR检测方法研究

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中国口岸科学技术 2022年第11期4卷 84-90页

作者：高志强汪琳张红梅蒲静赵相鹏任彤张伟赖平安中国海关科学技术研究中心北京100026 北京海关北京100026

在序列比对分析的基础上,分别针对禽败血支原体脂蛋白基因、滑液支原体16S rRNA基因以及β-actin(内参)设计3对引物和3条探针,经体系优化建立了可快速鉴别检测2种禽类最重要的支原体(禽败血支原体和滑液支原体)的多重荧光PCR检测方法。... 详细信息

在序列比对分析的基础上,分别针对禽败血支原体脂蛋白基因、滑液支原体16S rRNA基因以及β-actin(内参)设计3对引物和3条探针,经体系优化建立了可快速鉴别检测2种禽类最重要的支原体(禽败血支原体和滑液支原体)的多重荧光PCR检测方法。经概率回归分析显示,该方法可分别检出4.48和4.89基因拷贝的DNA,且不与其他禽病病原发生交叉反应。应用建立的荧光PCR检测方法,对送检的358份拭子进行检测,检出败血支原体阳性6份,滑液支原体阳性2份,与OIE推荐的常规PCR方法结果一致。本研究建立的含内参靶标的多重荧光PCR方法不仅特异性强、灵敏度高,而且可对采样和检测全过程进行质控,可用于禽败血支原体和滑液支原体的快速筛查。

关键词：内参靶标败血支原体滑液支原体多重荧光PCR

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荧光定量PCR对进口人发的归类化验研究

中国口岸科学技术 2022年第9期4卷 9-14页

作者：高志强汪琳蒲静陈立国万鹏赵相鹏杜思乐黄今中国海关科学技术研究中心北京100026

根据我国人发进口海关编码归类,只有经修饰、梳理、漂白或其他加工处理的人发(HS编码:6703000000)可以进口,而未经加工处理的人发为固体废物,不得进口。由于二者外观相近,现场眼观检查难以判定,光学显微镜分辨率不足,故而须研究建立准... 详细信息

根据我国人发进口海关编码归类,只有经修饰、梳理、漂白或其他加工处理的人发(HS编码:6703000000)可以进口,而未经加工处理的人发为固体废物,不得进口。由于二者外观相近,现场眼观检查难以判定,光学显微镜分辨率不足,故而须研究建立准确、快速的鉴定方法对其进行准确检验。本研究通过建立双重荧光定量PCR方法对原发和加工处理的人发样品进行定量分析检测,结果显示未加工原发与经加工的人发样品DNA含量存在显著差异,初步表明可以作为合法进口人发和固体废物的鉴别指标。本研究可为保护合法人发原料贸易,打击虚假申报以及非法固体废物走私提供技术支撑。

关键词：荧光定量PCR 进口人发归类化验

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鲤浮肿病的发展态势及挑战

中国口岸科学技术 2022年第12期4卷 23-28页

作者：张佳玮任彤马树宝尹羿赵相鹏张小寒杜思乐汪琳中国海关科学技术研究中心北京100026 北京海关北京100026

水产养殖及观赏鱼类一直是食品消费和美学赏鉴不可分割的一部分,近年来,为满足不断增长的水产品需求,各国之间的鱼类销售贸易规模逐渐扩大,这是导致鱼类病毒扩散的重要原因之一。目前,鲤浮肿病作为一种新型传染病,给水产养殖业特别是鲤... 详细信息

水产养殖及观赏鱼类一直是食品消费和美学赏鉴不可分割的一部分,近年来,为满足不断增长的水产品需求,各国之间的鱼类销售贸易规模逐渐扩大,这是导致鱼类病毒扩散的重要原因之一。目前,鲤浮肿病作为一种新型传染病,给水产养殖业特别是鲤鱼养殖业带来巨大损失,其致死率达到80%~100%。本文从鲤浮肿病的研究背景、检测方法、预防与治疗手段及所面临的挑战等方面进行探讨,以提高监测人员、检测人员及相关水生法规立法工作人员对鲤浮肿病的认识。

关键词：水生动物疫病鲤浮肿病毒鲤浮肿病锦鲤嗜睡病

应用DNA条形码技术对口岸截获鱼翅物种进行鉴定与分析

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质量安全与检验检测 2023年第6期33卷 1-8页

作者：虞惠贞赵相鹏裘慧张明哲尹文秀张荃沈旭芳李炎锟吴姗浙江省检验检疫科学技术研究院浙江杭州310016 中国海关科学技术研究中心

利用2种DNA条形码技术对鱼翅样本进行鉴定,探讨不同条形码基因对鱼翅物种鉴定的可靠性。本研究应用通用引物扩增口岸截获28个鱼翅的线粒体16S核糖体RNA基因(16S rRNA)和细胞色素氧化酶Ⅰ基因(COI)部分序列,将测序得到56条鱼翅物种基因... 详细信息

利用2种DNA条形码技术对鱼翅样本进行鉴定,探讨不同条形码基因对鱼翅物种鉴定的可靠性。本研究应用通用引物扩增口岸截获28个鱼翅的线粒体16S核糖体RNA基因(16S rRNA)和细胞色素氧化酶Ⅰ基因(COI)部分序列,将测序得到56条鱼翅物种基因序列与GenBank数据库内已知鲨鱼物种参考序列进行比对和系统发育树分析。结果表明,通过2种基因序列条形码分析,样本隶属于2目4科6属13种,且均列入《CITES公约》附录Ⅱ。基于16S rRNA序列的鉴定结果与基于COI序列的鉴定结果基本一致,其中,16S rRNA基因未能鉴定出来小眼双髻鲨和小尾真鲨,COI基因无法区分镰状真鲨和短尾真鲨,表明16S rRNA和COI结合应用可以对大部分鱼翅进行准确鉴定。系统发育树显示,同一物种的不同个体与相关参考序列在聚类关系中形成单系分支。本研究可在实际应用中推广,为滋补品真伪市场监督管理,以及口岸进出口快速鉴定鱼翅物种等提供更加科学准确的依据。

关键词： DNA条形码鱼翅鉴定 16S rRNA COI

动物制品中虎源性成分双重荧光PCR鉴定技术研究

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中国口岸科学技术 2022年第12期4卷 85-91页

作者：赵相鹏蒲静种焱高志强杜思乐白子龙赖平安汪琳中国海关科学技术研究中心北京100026

对GenBank上已发布的虎、狮、豹等猫科物种的线粒体基因序列进行多重比对,基于虎特异性单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点设计并合成一对用于虎种源性成分检测的特异性引物和双标记探针,同时以肌肉生长抑制素基因... 详细信息

对GenBank上已发布的虎、狮、豹等猫科物种的线粒体基因序列进行多重比对,基于虎特异性单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)位点设计并合成一对用于虎种源性成分检测的特异性引物和双标记探针,同时以肌肉生长抑制素基因(myostatin,MSTN)作为内参靶标合成引物和不同荧光素标记的探针。经体系优化,建立了可以用于检测虎源性成分的双重荧光PCR方法。该方法具有良好的特异性和灵敏度,能够有效检测动物制品中的虎源性成分并可对采样和核酸提取进行质量控制;通过对采集的15份虎毛、虎粪便、豹毛及猫毛等样品进行检测鉴定,结果显示建立的双重荧光PCR方法可特异性检测鉴定出虎源性成分,与其他猫科动物样品无交叉反应。本研究建立的虎源性成分双重荧光PCR鉴定方法可用于口岸截获的疑似虎制品的精准快速检测、野生动物追踪溯源。本研究为保护濒危虎物种、打击走私虎制品提供一种特异性更强的快检手段。

关键词：动物制品虎源性成分荧光PCR鉴定