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基于amr传感器智慧家庭电流测量系统的负荷识别研究

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基于AMR传感器智慧家庭电流测量系统的负荷识别研究

作者：尹栋西南交通大学

学位级别：硕士

随着建设节能环保型社会的不断推进,节能环保越来越受重视,作为智慧家庭中的电能管理系统对整个社会的节能起着重要的作用,而作为电能管理系统的基础电流测量系统硬件的开发和对应的负荷识别的研究也就具有重要意义。本文设计两种基于AM... 详细信息

随着建设节能环保型社会的不断推进,节能环保越来越受重视,作为智慧家庭中的电能管理系统对整个社会的节能起着重要的作用,而作为电能管理系统的基础电流测量系统硬件的开发和对应的负荷识别的研究也就具有重要意义。本文设计两种基于amr传感器的非入侵式电流测量硬件,分别是：一种新的测量电流的传感器单元结构和定位算法,仅需两个双轴各向异性磁阻传感器(amr)。通过测得磁场强度之间角度和导线位置进行准确定位,根据传感器输出电压信号的特性运用Kaiser窗函数对信号进行预处理,设计卡尔曼滤波器对预处理后的电流信号进行滤波处理,减小外部磁场的干扰和噪声的影响,得到误差低于1%的电流波形。通过测量传感器单元上的不同位置流过导线的电流大小,验证了定位算法在测量中不需要校准,并且可以应用在一些需要对导线位置进行估计得场合。一种在新加坡ADSC研制的硬件基础上的非入侵式分支电流测量系统,该硬件可以非常方便的粘贴在家里的开关盒上,解决了安装困难危险的问题,同时优化了硬件设计,减小数据处理电路,降低通讯难度保证高速采样,可以测量每一个分支电流的系统,amr传感器测量对应支路电流产生磁场时,还受到临近各支路电流产生磁场的影响,ADSC提出的人工动作开关分辨干扰磁场,但具有具有操作不便利型,在此基础上提出了自动干扰磁场分辨算法,解决了人工动作分辨干扰磁场给用户带来不便的弊端,利用研制的电流测量系统测得实际电流值,选用了家庭里常有的电器和一些办公常用电器,采用归一化下的谐波电流的幅值谱和相角作为稳态识别特征信号、归一化小波变换电流的细节系数功率谱作为暂态识别特征信号,在小波变换细节系数功率谱的基础上,提出小波变换近似系数功率谱的概念,应用归一化小波变换电流的近似系数功率谱作为稳态识别特征信号。基于以上识别特征信号,建立BP神经网络模型;应用Matlab软件编程实现BP神经网络识别模型,根据仿真的误差率确定BP神经网络结构。以电器开关暂态电流和电器稳定运行电流的情况下,进行了仿真完成负荷识别,验证了识别特征信号和BP神经网络的正确性。

关键词：智慧家庭 amr传感器非入侵式定位算法分辨干扰磁场算法识别特征信号 BP神经网络

基于amr传感器的车位检测系统的设计与实现

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基于AMR传感器的车位检测系统的设计与实现

作者：金华强浙江工业大学

学位级别：硕士

随着经济的快速发展，城市汽车拥有量快速增长，而各种交通设施增长的相对缓慢，急速加剧了原本已有很大压力的城市交通系统。由此造成了交通安全事故的上升，城市运输系统效率的低下等结果。“泊车困难”成了其中一个让政府和有车一族... 详细信息

随着经济的快速发展，城市汽车拥有量快速增长，而各种交通设施增长的相对缓慢，急速加剧了原本已有很大压力的城市交通系统。由此造成了交通安全事故的上升，城市运输系统效率的低下等结果。“泊车困难”成了其中一个让政府和有车一族都感到头痛的问题。针对城市“停车难”问题的日益突出，停车位检测需求的日益提高，本课题提出了一种基于各向异性磁阻传感器（amr）MMC21xMG的城市车位监测系统设计方案。该方案基于车位上车辆的存在会影响车位周边的地磁场分布情况的原理，采用高灵敏度的各向异性磁阻传感器MMC21xMG结合特定的算法实时高精度地检测地磁场的变化判断车位的被占用情况。论文首先介绍了系统研究的背景，amr传感器用于车位检测的工作原理，然后介绍了系统检测模块的硬件设计，包括amr传感器节点的设计，通信基站的设计。amr传感器节点是检测前端，直接影响系统的准确度，通信基站是数据传输中枢，负责将数据传送至上层服务器。系统的amr传感器节点是安装在车位上进行车位检测，因此采用电池供电，因此对电路的功耗有较高要求，文章从降低功耗的角度详细阐述了amr传感器节点芯片的选型，电路的设计，以及其工作方式。接着，论文讨论了车位检测系统中的几个关键技术，包括传感器数据的读取，传感器网络的建立，车位检测的算法，并给出了各个模块的工作流程和软件编写流程。论文最后进行了实地的系统演示，检测准确率达到90%以上。经研究结果表明，该系统可行高效，且实现成本低，适用范围广，可以被广泛采用。

关键词： amr传感器 MMC212xMG 车位检测 ATmega48 射频通信 GPRS

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基于amr传感器铁磁性材料裂纹定量化研究

基于AMR传感器铁磁性材料裂纹定量化研究

作者：倪润哲苏州大学

学位级别：硕士

无损检测是工业产品质检的重要环节,决定了一个产品的质量。已广泛应用于实际生产中的无损检测很多,按照检测原理的不同包括漏磁检测方法、磁粉检测方法及超声波检测方法,其中漏磁检测方法应用最为广泛、技术最为成熟,尤其大量应用于以... 详细信息

无损检测是工业产品质检的重要环节,决定了一个产品的质量。已广泛应用于实际生产中的无损检测很多,按照检测原理的不同包括漏磁检测方法、磁粉检测方法及超声波检测方法,其中漏磁检测方法应用最为广泛、技术最为成熟,尤其大量应用于以钢铁为代表的金属型材检测中,具有方案简单、成本低廉、速度快、准确率高的特点,且具有优良的环境适应性,可应用于各种不同环境下的缺陷检测。本文围绕漏磁检测开展系列研究,在研究漏磁检测原理的基础上,针对实际需求设计了一套漏磁检测装置,可实现金属裂纹尺寸的定量检测与裂纹参数的精确预测,总结来说,主要研究内容如下:首先研究了国内外针对漏磁检测技术的发展及研究现状,对该技术形成了直观认知,并针对无损检测的发展趋势进行了概括与预判,为进一步开展设计工作奠定基础。其次研究了漏磁检测技术的基础知识与检测原理,基于磁偶极子模拟方法研究了矩形裂纹与漏磁场之间的变化规律,明确了影响漏磁大小的核心要素。针对实际生产中的金属缺陷检测需求,设计并研发了一套基于amr传感器的漏磁检测系统,完成了系统集成与测试。随后在前文设计的基础上,结合神经网络的基础原理,提出一种基于BP神经网络的缺陷识别系统,本系统主要用于对检测到的漏磁信号进行分析处理。基于25件实际加工的样品开展了 BP神经网络训练。利用选取的测试样本对训练后的BP神经网络模型进行测试,结果表明模型的预测误差范围满足需求,验证了方法的准确性。最后总结本文主要工作内容,基于后续的深化研究开展了思考,梳理总结了后续的重点研究方向。

关键词： amr传感器漏磁检测定量化分析 BP神经网络

amr传感器在智能交通系统车辆检测中的应用研究

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中国军转民 2020年第15期 113-114页

作者：牟刚邱霜徐晓灵王瑜琳重庆公共运输职业学院

针对当前交通日益拥堵的问题,通过研究车辆通过时的磁场信号采集、磁场信号预处理以及车辆检测方法,准确获取道路交通车流量,提高城市道路交通运输的效率。

关键词： amr传感器工作原理车辆检测应用研究

基于amr传感器的智能交通系统关键信息检测

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基于AMR传感器的智能交通系统关键信息检测

作者：盛权湘潭大学

学位级别：硕士

近年来，伴随着社会经济的快速增长，道路拥堵、交通事故、环境污染和能源短缺等已成为我国各大城市共同面临的交通相关问题。各大城市中心城区都毫无例外地承受着不断加剧的交通问题的困扰，严重制约了城市的进一步发展。因此，缓解中... 详细信息

近年来，伴随着社会经济的快速增长，道路拥堵、交通事故、环境污染和能源短缺等已成为我国各大城市共同面临的交通相关问题。各大城市中心城区都毫无例外地承受着不断加剧的交通问题的困扰，严重制约了城市的进一步发展。因此，缓解中心城区的交通拥挤、减少交通事故、节约能源、提高道路的通行能力已成为城市发展的当务之急。而采用先进的数据检测手段，实现对交通信息参数有效、准确、实时的检测，是智能交通系统（ITS）优化交通组织、解决城市交通问题的关键所在。目前固定式交通流检测技术是应用最为广泛的技术，其交通流检测产品包括地感线圈检测器、超声波检测器、红外检测器、微波检测器和视频车辆检测器等。而地感线圈因其较低的价格，成为应用最为广泛的检测器。然而其安装、修理过程却很繁琐，且会对道路造成一定的破坏。同时实时性弱、检测精度低等缺点是地感线圈检测方案最大的不足。本文构建了一个基于amr（各向异性磁阻）传感器的无线网络车辆信息检测系统，可有效避免大部分检测器的不足。该系统对交通信息实现实时采集与统计，可获取的交通信息有车辆类型、车速、交通流量、行驶方向、车头时距、道路占有率等，为智能交通系统提供了丰富的关键交通信息参数。但系统对检测器检测到的地磁波形的准确性要求很高，波形检测是否准确将影响到车型判别的有效性。系统主要由三个功能模块组成，即amr地磁检测器节点、检测器专用路由、路口或路段采集中心。检测器节点检测车辆引起的地磁强度变化，处理后经专用路由传送到采集中心通过交通数据管理软件的分析和车型判别算法处理后获取交通信息参数。其次，本系统应用了一种新的模糊数据融合算法实现对车辆类型的判别。该算法具备基值自动更新机制，体现较强鲁棒性的同时，也解决了外部干扰导致的基值失效的问题，保证了检测器的高灵敏度。算法采用高斯型隶属函数对从检测波形提取的特征参数进行描述，然后结合相应的数据融合公式，获取模糊数据融合的结果。最后，根据最大隶属度原则分析融合结果，确定检测车辆所属车型。经过实际测试本系统对车型判别有98%的判别准确率。最后，本文介绍了整个系统的设计方案，包括硬件系统的组成及软件的整体架构、数据通讯协议以及系统管理软件的操作界面等。也通过实例阐述了车型的判别过程，根据误判车型的出现频率，对系统的判别车型性能进行了评估。

关键词：交通智能协调技术交通信息检测系统基值自动更新 amr传感器模糊逻辑数据融合

基于amr传感器和Zig Bee技术的车辆检测器设计

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传感器与微系统 2016年第3期35卷 96-98,101页

作者：高天龙章伟南京工业大学电气工程与控制科学学院江苏南京211816

根据车辆经过而引起地球磁场扰动这一现象,应用amr传感器和Zig Bee技术,设计一种放置于交通路口的车辆检测器,该车辆检测器具有安装简便、可靠性高等优点。设计给出磁阻传感器检测原理、测量电路的设计、无线收发模块的软硬件设计及实... 详细信息

根据车辆经过而引起地球磁场扰动这一现象,应用amr传感器和Zig Bee技术,设计一种放置于交通路口的车辆检测器,该车辆检测器具有安装简便、可靠性高等优点。设计给出磁阻传感器检测原理、测量电路的设计、无线收发模块的软硬件设计及实验结果。经实验证明:该车辆检测器可以准确实时获得各种交通数据(包括车流量、车速度、车辆密度、车头距离、占有率等),是智能交通系统(ITS)中最重要的交通数据采集设备之一。

关键词：车辆检测器 amr传感器 CC2530 HMC1052L

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基于amr传感器的车辆检测系统设计研究

电子设计工程 2017年第11期25卷 19-21,26页

作者：顾天胜西安铁路职业技术学院陕西西安710014

车辆检测技术随着社会经济与科学技术的不断发展而不断完善,目前在解决交通问题中,车辆检测技术取得了一定的成果。为了更好的完善强化车辆检测技术,本文对车辆检测系统设计进行了研究,探究amr传感器在该系统设计中的具体应用。经研究发... 详细信息

车辆检测技术随着社会经济与科学技术的不断发展而不断完善,目前在解决交通问题中,车辆检测技术取得了一定的成果。为了更好的完善强化车辆检测技术,本文对车辆检测系统设计进行了研究,探究amr传感器在该系统设计中的具体应用。经研究发现,基于amr传感器的车辆检测系统能够通过探测车辆对地磁铁的干扰,结合相关的技术实现车辆的检测。amr传感器在车辆检测系统设计中的应用研究给我国车辆检测技术的发展提供了帮助。

关键词： amr传感器车辆检测系统设计

基于amr效应的磁传感器及其接口电路的设计

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基于AMR效应的磁传感器及其接口电路的设计

作者：蒋琪江南大学

学位级别：硕士

随着集成电路和传感器产业的发展,磁传感器由于具有超高灵敏度和非接触性等特点,拥有非常广阔的应用前景。其中,各向异性磁阻效应(amr)传感器由于具有灵敏度高、稳定性强、易于集成和成本低廉等优点受到了广泛关注并具有庞大的市场。本... 详细信息

随着集成电路和传感器产业的发展,磁传感器由于具有超高灵敏度和非接触性等特点,拥有非常广阔的应用前景。其中,各向异性磁阻效应(amr)传感器由于具有灵敏度高、稳定性强、易于集成和成本低廉等优点受到了广泛关注并具有庞大的市场。本文以amr效应原理为基础,从建模仿真、工艺制备以及接口电路的设计等三方面对amr传感器进行研究。首先通过建模仿真优化了传感器内部重要组成部分的结构参数;然后根据优化的参数进行传感器的结构设计及工艺流程设计,制备出性能较为优越的传感器芯片;最后根据传感器芯片输出信号的特点设计了接口电路,用于对输出信号的放大处理。本文的主要内容包括:(1)针对amr传感器的设计原理进行了介绍,包括amr效应原理、坡莫合金的磁学性质、Barber电极的偏置效应原理以及惠斯通电桥的原理;结合原理中的公式进行推导,得到了传感器电阻率变化情况与电流和磁化方向之间夹角的关系并绘制出了amr传感器的理想输出曲线。(2)针对amr传感器内部重要结构参数的优化问题,建立了传感器模型并提出了一套新的仿真方案。在仿真过程中,针对坡莫合金薄膜厚度和长宽比的参数选择,使用仿真软件模拟不同参数下的磁滞回线,从矫顽力和磁滞损耗等方面对比分析其磁学性质;针对Barber电极宽度和间距的参数选择,使用仿真软件模拟不同参数下电流密度的方向和大小,经过计算求得电流密度在电极处的偏转角度,从角度的大小和分布均匀程度等方面对比分析Barber电极的偏置效果;最终得出结论:坡莫合金厚度20 nm,长宽分别为200μm和10μm,而Barber电极宽度10μm,间距8μm是最优的参数。(3)针对amr传感器实际制备的相关工艺问题,设计了一套完整的工艺流程和测试方案,流程中包含磁控溅射、光刻、电子束蒸发、离子束刻蚀等诸多工艺。在制备过程中,针对坡莫合金形状各向异性的要求,采用正胶光刻和离子束刻蚀相结合的工艺将其制备为磁阻条的图案;针对Barber电极45°偏置效果的要求,采用反转胶光刻与liftoff相结合的工艺,将其制备为45°角的平行四边形的图案;针对不同退火温度和时间对传感器输出产生的影响,使用探针台测试系统对传感器的输出曲线进行分析对比,确定了350℃的退火温度以及3 h的退火时间为最佳工艺参数。此条件下传感器的灵敏度为0.162 m V/V/Oe,线性工作区间为±5 Oe。(4)针对amr传感器输出信号需要放大处理的问题,设计了一种新型amr传感器的接口电路,主要结构为改进型的三运放式仪表放大器电路。针对传统仪表放大器电路的高功耗和噪声问题,设计电路的第一级为高增益的折叠式共源共栅运放和偏置晶体管相结合的电路,减少电阻的使用;而针对第一级后电压摆幅过大引起的输出失真问题,设计第二级为跨阻放大电路,把小电流信号放大为电压信号;仿真结果表明在对amr传感器的输出电压信号放大时,电路的性能较好且比较稳定。

关键词： amr传感器建模仿真工艺制备接口电路

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基于amr磁阻传感器的车位检测装置

天津理工大学学报 2015年第4期31卷 23-27页

作者：毛程倩邓永坚余新官王坦何宏天津理工大学自动化学院天津市复杂系统控制理论及应用重点实验室天津300384

目前,智能停车场建设迫在眉睫,而车位检测是其实现的重要一部分.传统的车位检测方法如超声波检测、红外检测,环形线圈检测等存在易受到外界环境干扰、造价成本高,安装不方便等缺点.为此本文设计了一种基于磁阻传感器的车位检测装置,它... 详细信息

目前,智能停车场建设迫在眉睫,而车位检测是其实现的重要一部分.传统的车位检测方法如超声波检测、红外检测,环形线圈检测等存在易受到外界环境干扰、造价成本高,安装不方便等缺点.为此本文设计了一种基于磁阻传感器的车位检测装置,它利用磁阻传感器的将车位信息通过ZigBee网络传递到上位机平台显示.该检测装置体积小、功耗低、可靠性高、灵敏度高,安装简便.

关键词： amr传感器 ZigBee技术车位检测