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可远程自校准的分布式组网无线微振动测试仪研制

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振动与冲击 2017年第12期36卷 196-200,242页

作者：陈晋央余尚江郭青林杜建国总参工程兵科研三所河南洛阳471023 敦煌研究院甘肃敦煌736200

为满足文化遗产地的微振动环境监测需求,设计了可远程自校准的分布式组网无线微振动测试仪。通过测试仪硬件电路、固件程序、封装结构的合理设计,以及测试仪的校准试验和在敦煌莫高窟的现场试验,验证了设计的无线微振动测试仪具有无线... 详细信息

为满足文化遗产地的微振动环境监测需求,设计了可远程自校准的分布式组网无线微振动测试仪。通过测试仪硬件电路、固件程序、封装结构的合理设计,以及测试仪的校准试验和在敦煌莫高窟的现场试验,验证了设计的无线微振动测试仪具有无线分布式组网、集成度高、远程自校准、同步采样、自动定位、灵敏度高等特点,能够满足世界文化遗产地对微振动环境的长期大范围监测需求。该测试仪已经在敦煌莫高窟的风险预警系统中使用。

关键词：敦煌莫高窟微振动监测无线组网远程自校准

基于无线通信的地下位移三维测量传感器研究与设计

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中国测试 2023年

作者：郑国垄李青中国计量大学机电工程学院

为实现对滑坡的实时监测，研究设计了一种基于无线通信的地下位移三维测量传感器。通过结合双互感等值电压原理与BLE星型网络拓扑结构，建立了适用于本传感器的接力式无线组网方式。将传感器通过电源线串联成传感阵列并置于模拟山地钻... 详细信息

为实现对滑坡的实时监测，研究设计了一种基于无线通信的地下位移三维测量传感器。通过结合双互感等值电压原理与BLE星型网络拓扑结构，建立了适用于本传感器的接力式无线组网方式。将传感器通过电源线串联成传感阵列并置于模拟山地钻孔的实验平台内进行无线通信实验，结果证明，在一定范围内并充满水的情况下，传感器之间仍旧能进行通信。根据模拟实验以及上位机显示通信结果，表明该无线组网方式适用于地下位移三维测量，并且两个传感器之间的相对水平位移和相对垂直位移的测量误差小于1mm，满足实际地下位移测量的需要。

关键词：地下位移无线组网双互感

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面向车载感知控制的无线混合组网研究

面向车载感知控制的无线混合组网研究

作者：吴克胜上海大学

学位级别：硕士

随着自动驾驶、智能座舱等领域的不断研究和发展,智能网联汽车成为近年来的研究热点,汽车的智能化和网联化呈加速发展趋势,造成车载网络中传感器和控制器的数量急剧增加,使得当前基于LIN/CAN等总线的车载有线网络日益复杂,造成车载网络... 详细信息

随着自动驾驶、智能座舱等领域的不断研究和发展,智能网联汽车成为近年来的研究热点,汽车的智能化和网联化呈加速发展趋势,造成车载网络中传感器和控制器的数量急剧增加,使得当前基于LIN/CAN等总线的车载有线网络日益复杂,造成车载网络布线难度、车身重量和体积增加,功能拓展性降低以及后期系统升级和维护难度增加等问题。为解决上述问题,本论文基于车载有线网络中LIN/CAN总线的架构特点,研究设计实现了基于ZigBee无线混合组网的车载网络传感信息传输与反向控制系统,具体研究内容如下:首先,根据传统有线车载网络中LIN/CAN总线架构特点,设计实现了基于串口通讯的车载有线组网系统。该系统通过将采集的车内环境数据上报至云服务端,实现了用户远程获取车内环境信息和人车交互的功能。通过测试验证了该系统对车内环境感知能力的准确性,分析了有线组网因线束增加带来的线束部署复杂度高、功能可拓展性低、后期升级维护困难以及车辆成本增加等方面的问题。其次,针对传统车载网络中有线组网存在的问题,基于LIN/CAN总线的网络架构特点,设计了基于ZigBee无线混合组网的车载网络系统。该系统设计实现了基于ZigBee星型组网及基于ZigBee分布式多跳组网的车载网络无线组网方案,设计实现了基于WiFi组网的音视频传输方案,以及基于蓝牙网络兼容车载自诊断接口(On-Board Diagnostics,OBD)的无线网络传输方案,实现了远程终端与车载网络的全无线链路信息交互功能。通过实验测试表明,该无线车载网络系统的数据感知丢包率范围为0-0.2%,控制时延约为1 s左右,基本满足了人车交互中非车辆行驶安全的数据采集和反向控制需求。

关键词： ZigBee 无线组网环境感知反向控制

“硅藻土-过滤器”型土壤墒情传感器研制及应用

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水利水电技术（中英文） 2022年第1期53卷 207-218页

作者：吕华芳杨汉波伍鑫源朱学舟雷慧闽清华大学水利水电工程系北京100084 清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

为降低土壤墒情监测成本,提高农业灌溉效率,结合土壤水分特性和农业灌溉特点,借鉴张力计结构及测量原理,研发了电阻式"硅藻土-过滤器"型低成本土壤墒情传感器;并通过理论分析及试验研究,得到探头结构的优化配比,用干密度为0.5 g/cm^(3)... 详细信息

为降低土壤墒情监测成本,提高农业灌溉效率,结合土壤水分特性和农业灌溉特点,借鉴张力计结构及测量原理,研发了电阻式"硅藻土-过滤器"型低成本土壤墒情传感器;并通过理论分析及试验研究,得到探头结构的优化配比,用干密度为0.5 g/cm^(3)的硅藻土和孔隙度为2μm的过滤器,可提高测量精度。在此基础上,设计完成了一体化土壤剖面墒情监测仪,无外置组件,集成度高,便于安装维护。同时引入低功耗数据自动回传技术,采用锂电池供电,可保证监测仪在野外连续稳定运行3~5 a。结合物联网传输技术及云平台组成的土壤墒情自动监测系统,可实现广阔面积土壤墒情的自动采集、无线组网及远程实时监控等功能。系统在甘肃、宁夏、青海三地进行了实地应用,监测数据表明系统运行效果良好。

关键词：土壤墒情张力计硅藻土-过滤器自动量测无线组网土壤水物联网

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一种无线组网智能家居系统的安全通信方法

实验室研究与探索 2022年第4期41卷 26-30页

作者：王海珍廉佐政谷文成李梦歌齐齐哈尔大学计算机与控制工程学院黑龙江齐齐哈尔161006 齐齐哈尔大学网络信息中心黑龙江齐齐哈尔161006

智能家居面临日益严重的数据安全问题,提出一种无线组网智能家居系统及其安全通信方法,即设计组网方案,采用WiFi和ZigBee无线技术通信。家居设备节点采用ZigBee通信方式,其他设备采用WiFi通信方式。结合MQTT协议设计安全通信方案,路由... 详细信息

智能家居面临日益严重的数据安全问题,提出一种无线组网智能家居系统及其安全通信方法,即设计组网方案,采用WiFi和ZigBee无线技术通信。家居设备节点采用ZigBee通信方式,其他设备采用WiFi通信方式。结合MQTT协议设计安全通信方案,路由器部署为MQTT服务器,并进行安全配置;家居控制设备为MQTT客户端,使外网中的控制设备可以采用安全内网穿透方案ZeroTier访问内网。同时,提出基于L-P混沌系统交叉扩散方法产生AES初始轮密钥,并用于ZigBee安全通信。实验结果与分析显示,所提通信方法安全,与标准AES算法相比,运行时间相似,分别为0.628、0.633 s本文方法所需时间更短,具有可用性。

关键词：无线组网智能家居 WiFi通信方式 ZigBee通信方式 MQTT协议混沌系统

集群型无线自组网通信技术在智能表计中的研究与应用

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电测与仪表 2022年第11期59卷 169-175页

作者：宋新德田永明刘沙查恋池陈顺飞叶鹏国网乌鲁木齐供电公司乌鲁木齐830000 武汉盛帆电子股份有限公司武汉430200

无线通信技术是能源互联网建设所涉及到的关键技术之一,然而现有的无线网络组网存在负载网络不均衡、稳定性差、维护难等难题。文中提出了一种集群型无线自优化动态组网方法,设计了网络质量、中继级别、网络容量三个链路动态因子,既可... 详细信息

无线通信技术是能源互联网建设所涉及到的关键技术之一,然而现有的无线网络组网存在负载网络不均衡、稳定性差、维护难等难题。文中提出了一种集群型无线自优化动态组网方法,设计了网络质量、中继级别、网络容量三个链路动态因子,既可适用于市电供电的智能电能表采集系统,也可适用于电池供电的表计采集系统,为解决电池供电系统的低功耗问题,进一步引入电池电量动态因子,解决了灵活组网、自动优化数据通信路径形成最佳集群等关键技术。同时,通过建立典型现场应用LoRa无线网络环境,有效的验证了各种链路动态因子对无线网络通信成功率和稳定性方面的影响,利用无线自优化链路动态因子后可自动获取最优网络路径以及负载均衡的效果。

关键词：集群型无线组网链路动态因子 LoRa 负载均衡

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一种混合协同定位的多机器人通信方法研究

载人航天 2019年第5期25卷 646-651页

作者：艾浩军韩亮亮黄乐金子龙王壹丰武汉大学国家网络安全学院武汉430073 上海宇航系统工程研究所上海201109 武汉工程大学计算机科学与工程学院武汉430205 中国航天科技集团有限公司空间结构与机构技术实验室上海201108

针对月面环境下无GPS定位的多机器人之间组网通信与全局定位问题,提出了一种混合定位的多机器人精准通信方法。首先利用自定位和相对定位结合、近定位和远定位结合的方案,实现月面多机器人的精准定位,然后采用基于MODBUS的网络通信方法... 详细信息

针对月面环境下无GPS定位的多机器人之间组网通信与全局定位问题,提出了一种混合定位的多机器人精准通信方法。首先利用自定位和相对定位结合、近定位和远定位结合的方案,实现月面多机器人的精准定位,然后采用基于MODBUS的网络通信方法进行信息互通,将接收的信息数据进行自动缓存和融合,最后进行通讯信息分析和定位融合处理。此外,将提出的通信组网框架在STM32平台上进行开发和测试,在400 m实验测试中通信正常,定位精度达到米级。

关键词： MODBUS 无线组网通信与定位平台中断机制

基于震动信号的靶场弹体落点定位系统设计与实现

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基于震动信号的靶场弹体落点定位系统设计与实现

作者：耿煜琛中北大学

学位级别：硕士

随着现代战争智能化、精准化的发展趋势,各国越来越重视对于远程打击武器的研发。而在炮弹、导弹等远程打击武器的研发中靶场试验是必不可少的重要环节。通过靶场试验可以测试远程打击武器的打击精度以及获取弹体的飞行姿态、加速度等... 详细信息

随着现代战争智能化、精准化的发展趋势,各国越来越重视对于远程打击武器的研发。而在炮弹、导弹等远程打击武器的研发中靶场试验是必不可少的重要环节。通过靶场试验可以测试远程打击武器的打击精度以及获取弹体的飞行姿态、加速度等弹道参数,无论是判断打击精度还是弹体的回收,都需要对弹体的落点进行定位,然而目前并没有一套便捷、低成本的靶场落点定位系统。本文通过分析弹体落地震动信号特点,结合实际工程需求,提出了基于震动信号的落点定位系统。该系统利用LoRa无线组网技术实现大范围的有效监控,设计集成化节点实现震动信号获取,通过震动信号数据处理与定位算法,快速的对弹体落点进行准确定位,极大的便利了炮射报靶和弹体回收工作。首先论文针对靶场弹体落点定位技术需求和国内外研究现状进行分析,阐述了不同方案的优缺点,确定了基于震动信号的定位方案。对震动信号的传播特点进行分析,结合靶场范围广、环境复杂等特点,设计定位系统的总体方案,阐述系统需要解决的关键问题及解决思路。其次从工程需求和环境适应性的角度出发,设计测试节点系统外形结构和内部功能模块,针对分布式同步采集、节点定位、低功耗等关键问题,提出详细的解决方案,并通过实验验证方案的可行性。节点系统具有集成化、一体化、低功耗以及便于安装和布设等优点,为震动定位提供硬件基础。为了实现大范围的节点控制和震动数据的回收,提出基于LoRa技术的无线组网系统结构和框架,根据LoRa传输技术特点,设计组网系统中的通讯流程以及组通讯协议,通过通讯实验试验了组网系统的覆盖范围到达1.5km,传输能力能够满足靶场数据回收以及节点控制需求。最后根据震源定位算法,研究了震动信号的预处算法术和TDOA定位算法,通过对比多种滤波算法,确定基于EMD-小波阈值去噪的方法,研究基于互相关的时延估计算法,并通过实验验证时延估计误差＜1ms,研究TDOA定位算法以及解算算法,设计模拟弹体落点实验,验证了定位系统工程应用能力以及算法的定位精度。

关键词：靶场试验落点定位无线组网震动分析

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基于自学习的组网式交通信号灯异常检测研究

重庆交通大学学报（自然科学版） 2021年第3期40卷 27-33页

作者：刘永涛樊亚敏张莉黎冠华北科技学院电子信息工程学院河北燕郊065201 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

随着智慧交通的发展,信号灯成为城市道路能够正常运转的关键性设备,交通部门有必要实时掌握信号灯的运行状态,以便及时发现故障并加以排除,降低交通事故的发生率。针对现有研究方法存在的硬件结构复杂、成本较高、安装施工困难、维护不... 详细信息

随着智慧交通的发展,信号灯成为城市道路能够正常运转的关键性设备,交通部门有必要实时掌握信号灯的运行状态,以便及时发现故障并加以排除,降低交通事故的发生率。针对现有研究方法存在的硬件结构复杂、成本较高、安装施工困难、维护不便等问题,提出了一种基于自学习的组网式信号灯故障诊断方法。系统可以一键学习、快速准确地掌握正常情况下交通信号灯的运行状态,通过动态阈值模糊推理诊断方法,解决了由于系统老化、温度变化等原因造成的阈值漂移问题。整体采取无线组网的方式和一拖三测量结构,通过边缘计算分布式处理的方法,很大程度上降低了施工难度,硬件系统成本降低50%以上,有效解决了当前设计、安装存在的诸多问题。

关键词：交通运输工程智慧交通自学习无线组网边缘计算动态阈值希尔排序