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基于嵌入式ARM的微流控PCR检测系统设计

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传感器与微系统 2024年第1期43卷 76-79,83页

作者：张帅胡志刚杜喆祖向阳王新征马蓓蓓河南科技大学医学技术与工程学院河南洛阳471023 河南省智能康复医疗机器人工程研究中心河南洛阳471023

为了实现微流控设备功能的集成化、提高交互系统的可操作性,提出一种基于嵌入式ARM的微流控聚合酶链式反应(PCR)控制系统及上位机软件的设计方案。系统硬件采用多个嵌入式ARM控制器与功能模块相互协调,制定可扩展的通信机制和协议,实现... 详细信息

为了实现微流控设备功能的集成化、提高交互系统的可操作性,提出一种基于嵌入式ARM的微流控聚合酶链式反应(PCR)控制系统及上位机软件的设计方案。系统硬件采用多个嵌入式ARM控制器与功能模块相互协调,制定可扩展的通信机制和协议,实现微流控PCR检测过程中的流路运动、温度控制、荧光信号采集等功能的集成控制。采用qt结合SQLite数据库设计了上位机软件,利用多线程和节点映射,实现对硬件模块的协调控制以及检测信息存储。实验表明:该系统运行稳定,人机交互效果好,可操作性高,满足微流控PCR的集成功能需求。

关键词：嵌入式ARM 微流控聚合酶链式反应控制系统上位机软件 qt软件

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基于EtherCAT实时以太网的伺服运动控制系统设计

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现代制造工程 2014年第3期 100-104页

作者：李伟光李晓曦余漳侯跃恩华南理工大学机械与汽车工程学院广州510640

针对工业运动控制中多轴同步性问题,设计了一款基于EtherCAT实时以太网的伺服运动控制系统。系统主站根据EtherCAT通信原理对从站通信控制器分布式时钟进行操作,使其输出同步信号,实现对两轴实验平台运动的同步控制。实验结果表明,该系... 详细信息

针对工业运动控制中多轴同步性问题,设计了一款基于EtherCAT实时以太网的伺服运动控制系统。系统主站根据EtherCAT通信原理对从站通信控制器分布式时钟进行操作,使其输出同步信号,实现对两轴实验平台运动的同步控制。实验结果表明,该系统具有良好的稳定性和同步性。

关键词：实时以太网EtherCAT Linux软件 qt软件分布式时钟同步

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基于物联网技术的温室集群环境监控系统设计

现代电子技术 2016年第14期39卷 49-52页

作者：张紫谦衷卫声梁凯王娜南昌大学信息工程学院江西南昌330031 中国电信山西分公司山西吕梁033000

为了能够实现对温室集群的智能控制,设计并实现了一种基于RS 485总线搭配Modbus协议的温室集群监控系统。该系统由现场数据采集及控制部分、远程监控中心监控软件部分和通信协议部分组成。利用在RS 485总线上搭配Modbus协议实现监控中... 详细信息

为了能够实现对温室集群的智能控制,设计并实现了一种基于RS 485总线搭配Modbus协议的温室集群监控系统。该系统由现场数据采集及控制部分、远程监控中心监控软件部分和通信协议部分组成。利用在RS 485总线上搭配Modbus协议实现监控中心主机与各个温室的微控制器通信。结合温室环境控制的特点,利用Zig Bee技术组成无线数据采集网络,使用S3C6410处理器实现对继电器的控制,利用BP神经网络PID控制算法,从而达到温室环境的智能控制。使用qt软件设计人机交互界面,实现对温室集群的远程控制。实验结果表明,该系统能够正确采集温室环境的温度、湿度和光照强度等参数,并且能够通过控制继电器的动作对各个温室的环境参数进行有效的控制。

关键词：温室集群 ZigBee网络 Modbus协议 RS 485总线智能控制 qt软件

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Linux下数控代码的轨迹仿真

机床与液压 2009年第6期37卷 177-178,182页

作者：何峰蒋新华中南大学信息科学与工程学院湖南长沙415900

利用OpenGL技术和Linux环境下的qt软件实现了该环境下的数控代码的轨迹仿真。通过对NC代码信息进行读取、解释及处理,提取出仿真所需的信息,并根据这些信息利用OpenGL绘制出NC代码轨迹的仿真图形,从而实时、高效、直观地验证加工代码的... 详细信息

利用OpenGL技术和Linux环境下的qt软件实现了该环境下的数控代码的轨迹仿真。通过对NC代码信息进行读取、解释及处理,提取出仿真所需的信息,并根据这些信息利用OpenGL绘制出NC代码轨迹的仿真图形,从而实时、高效、直观地验证加工代码的正确性。同时由于qt软件和OpenGL都具有跨平台性,从而使研究嵌入式系统下的数控代码仿真成为可能。

关键词：数控轨迹仿真 qt软件 OpenGL

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基于边缘检测及人机接口的辐射探测系统设计

基于边缘检测及人机接口的辐射探测系统设计

作者：郑丽雯河南师范大学

学位级别：硕士

由于核技术在工业、农业和医疗等领域的应用导致公众接触核辐射的机会增加,所以有必要对从事放射性工作的人员进行辐射监测,然而,专用的探测器并不适合大规模使用,其成本高、功能单一、探测环境要求高,因此针对提高灵敏度和精度的新型... 详细信息

由于核技术在工业、农业和医疗等领域的应用导致公众接触核辐射的机会增加,所以有必要对从事放射性工作的人员进行辐射监测,然而,专用的探测器并不适合大规模使用,其成本高、功能单一、探测环境要求高,因此针对提高灵敏度和精度的新型辐射探测仪器的研究成为热点。其中,嵌入式作为辐射探测仪器进行辐射探测具有成本低、功能好,便携式等优点。目前,已有通过嵌入式或手机进行辐射探测的研究方法被提出,但由于算法不同,导致不同算法的测量辐射图像灰度值的灵敏度和辐射剂量的精确度有所差异。随着研究的深入,如何提高探测器的检测速度、灵敏度和精确度成为研究新型辐射探测器的主要方向。本论文在研究分析国内外关于辐射探测系统研究成果的基础上,提出了一种基于BP神经网络和边缘检测算法进行辐射探测的新方法,该方法通过BP神经网络筛选得到有辐射亮点的图像,边缘检测算法得到辐射图像亮点灰度值并进行辐射剂量计算。基于上述方法,设计了一种在线可视辐射环境监测系统。本文主要从以下几个方面开展研究工作:1.探测系统主要由硬件和软件两部分组成,在硬件部分,CMOS图像传感器因其低功耗,高水平集成、低噪音、低成本等优势作为辐射图像的信号采集装置,DSP作为控制芯片具有精度高、外设集成度高、数据及程序储存容量大和A/D转换精度高速度快等优点,实现对CMOS的图像获取,并对图像数据进行分析。在软件部分,因qt开发平台具有界面设计灵活且支持软件的可移植性和可扩展性,因此采用qt软件平台进行界面设计,实现对数据操作显示。2.基于BP神经网络进行辐射图像识别,达到了辐射图像快速识别的效果,提高了数据处理速度。其过程是将输入量灰度值与输出量之间建立关系,进行训练,得到训练模型,从而进行辐射图像识别。在实验中,通过改变BP神经网络的输入模型、隐藏层节点数来改变训练结果,最后对比分析数据,得到最佳网络训练模型。3.基于边缘检测算法实现辐射剂量探测,提高了测量辐射图像灰度值的灵敏度和辐射剂量的精确度。采用不同的经典边缘检测算子对辐射亮点图像进行处理,对比实验结果得出Canny边缘检测算法更适合用于辐射图像亮点的边缘检测。并对不同算法探测辐射剂量进行灵敏度比较,得出边缘检测求和算法进行辐射探测效果最好,从而实现了在线可视辐射环境监测系统的高灵敏度和高精度的测量。通过对以上工作的研究,本论文实现了在线可视辐射环境监测系统,满足了目前应用领域的需求以及为开发新的研究方向提供了思路。

关键词：辐射探测 CMOS图像传感器 qt软件 BP神经网络边缘检测

基于物联网的船舶气囊群气压监测客户端开发研究

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基于物联网的船舶气囊群气压监测客户端开发研究

作者：姜培广东工业大学

学位级别：硕士

在船舶行业中,保证船舶在下(上)水过程中的安全是船舶航行过程中的一项关键任务,目前船舶下水技术包括轨道式下水、滑道式下水、气囊下水、坞内下水等。其中船舶气囊下(上)水工艺是由我国开创的具有自主知识产权的新工艺,它得益于船用... 详细信息

在船舶行业中,保证船舶在下(上)水过程中的安全是船舶航行过程中的一项关键任务,目前船舶下水技术包括轨道式下水、滑道式下水、气囊下水、坞内下水等。其中船舶气囊下(上)水工艺是由我国开创的具有自主知识产权的新工艺,它得益于船用气囊柔韧性好以及耐磨等特性,具有经济、实用、简易的优点,在中小型船舶厂中应用广泛。为保证船舶在下水过程中的安全,需要对气囊的实时气压进行监控,进而对气囊的承载能力进行评估。目前市场上船舶气囊压力监测最常用的方法是人工读取机械式压力表上的气压数据,这种读取方法存在精度低、速度慢、耗时费力、实时性差、安全性差等缺点。为了改善上述问题,利用物联网技术和云计算技术相结合,通过无线传感网络将传感器终端节点的数据传输至云端服务器,最终实现在互联网终端实时监控船舶下(上)水状态。这种无线监控方式具有高效、实时、高精度的特点。本文提出了一种基于物联网的船舶气囊群气压监测客户端设计,监测客户端系统主要由感知层、传输层和应用层三部分组成。课题的研究过程主要包括对感知层ZigBee无线传感器网络的搭建,传输层物联网网关和设备云服务器的方案设计以及应用层软件的开发方案设计。整个系统设计实现了在客户端上实时监控船舶下(上)水过程中气囊的气压状况,改善了传输距离的限制。本文主要完成的工作有以下几个方面:(1)简要概述课题的研究内容,分析课题研究的背景和意义,并介绍了目前监测技术和物联网技术的发展现状,最后分析了本文的创新之处;(2)分析客户端系统设计涉及的关键技术;(3)搭建系统感知层的无线传感器网络,包括对传感器终端节点的硬件电路设计和软件设计;(4)确定传输层物联网网关的设计方案,包括硬件设计和软件设计;(5)设计软件的总体流程框架以及包含的功能模块,并分析了每个模块的设计流程,并对软件数据存储模块的数据库进行设计;(6)将客户端放在系统环境下进行测试,测试系统软件的功能、兼容性、稳定性、运行速度等。

关键词：船舶气囊 ZigBee技术物联网网关设备云服务器 qt软件

基于FPGA和DSP的CIS图像处理系统的研究与实现

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基于FPGA和DSP的CIS图像处理系统的研究与实现

作者：王炳松西南交通大学

学位级别：硕士

随着微电子技术的发展,实时图像处理技术在多媒体通信领域有着广泛的应用。FPGA是实时图像处理的理想选择,但是因FPGA的硬件电路结构,只适合完成比较简单的图像处理算法。DSP是一种具有特殊结构的微处理器,具有专门的硬件乘法器和广泛... 详细信息

随着微电子技术的发展,实时图像处理技术在多媒体通信领域有着广泛的应用。FPGA是实时图像处理的理想选择,但是因FPGA的硬件电路结构,只适合完成比较简单的图像处理算法。DSP是一种具有特殊结构的微处理器,具有专门的硬件乘法器和广泛采用流水线操作,可以用来快速地实现各种复杂数字信号处理算法,正好弥补FPGA的不足之处。 qt软件是一个跨平台的C++图形用户界面应用程序框架(C++GUI),能提供给应用程序开发者建立完美图形用户界面所需的所有功能。与USB相结合,能够快速的接收处理后的数据并实时显示图像。本文提出基于FPGA和DSP的CIS图像处理系统设计方案,采用FPGA作为协处理器完成CIS的采集、预处理,采用DSP内嵌DSP/BIOS作为主处理器进行图像处理,FPGA和DSP之间通过双口RAM进行图像数据的传递。文章首先介绍了系统的整体设计方法,包括系统软件和硬件设计思路;接着在FPGA内部构建了CIS采集预处理系统;然后介绍了DSP图像处理部分的硬件设计及DSP/BIOS图像处理系统的构建;最后对qt图像显示与存储界面程序的设计做了详细说明。本文设计的图像处理系统充分发挥了FPGA和DSP的优势,与USB和qt相结合,使它的扩展升级性得到了很大提高,为后续升级为通用软硬件图像处理系统提供了一个参考。

关键词：接触式图像传感器现场可编程逻辑阵列数字信号处理器通用串行总线 qt软件

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工业机器人手持示教器设计与实现

工业机器人手持示教器设计与实现

作者：吴东南杭州电子科技大学

学位级别：硕士

随着科学技术的迅速发展,工业机器人技术逐渐成熟,并很快得到推广,机器人已被广泛应用于各行各业。示教器作为工业机器人手动操纵、程序编写、参数配置及数据监控的手持装置,对工业机器人的调试和控制具有重要意义,其功能的多样性和交... 详细信息

随着科学技术的迅速发展,工业机器人技术逐渐成熟,并很快得到推广,机器人已被广泛应用于各行各业。示教器作为工业机器人手动操纵、程序编写、参数配置及数据监控的手持装置,对工业机器人的调试和控制具有重要意义,其功能的多样性和交互的舒适性逐渐成为国内外研究的重点。本论文根据工业机器人手持示教器的基本功能需求,通过采用qt Widget和qt Quick相结合的独特方式,设计和实现了一种多功能的工业机器人手持示教器软件。该示教器软件基于qt5.11开发环境,采用C/S架构将软件划分为服务器端和客户端。服务器端采用稳定性良好的qt Widgets方式开发,利用Twin CAT平台,通过ADS和Ether CAT通信方式,实现对新时达SD700E工业机器人的控制。客户端采用渲染效果良好的qt Quick方式开发,充分利用其渲染性,提高界面的交互性;客户端部分实现了文件操作、程序编写、3D模型显示、数据监控、运动控制等基本功能;通过对3D模型的切分、装配和导入,实现3D模型的显示;通过正则表达式实现语法检查。本论文所设计工业机器人手持示教器,客户端和服务器端通过TCP/IP网络通信,实现了对工业机器人的动作轨迹控制、程序编写、参数配置、数据监控及仿真等基本功能。经过系统测试,本示教器不仅实现基本功能,且在软件开发的效率和效果方面,相比传统示教器更加快捷和美观。

关键词：工业机器人示教器 qt软件 3D模型

基于无人机影像的铁路环境分割与识别算法研究

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基于无人机影像的铁路环境分割与识别算法研究

作者：盛威华中科技大学

学位级别：硕士

铁路是我国不可或缺的基础设施,具有运载能力强、运输距离长和高速化的特点,属于交通运输系统中的骨干力量。然而铁路环境下也存在着一些安全问题不容小觑,例如铁路限界的异物侵入,对铁路运输安全性产生了一定的影响。另一方面,在铁路... 详细信息

铁路是我国不可或缺的基础设施,具有运载能力强、运输距离长和高速化的特点,属于交通运输系统中的骨干力量。然而铁路环境下也存在着一些安全问题不容小觑,例如铁路限界的异物侵入,对铁路运输安全性产生了一定的影响。另一方面,在铁路施工和养护过程中,施工成本高、检测手段落后也一直困扰着铁路从业者。为了推进铁路安全信息化建设,提高施工安全生产水平,做好先期铁路场景数字化识别与分类工作迫在眉睫。为解决三维激光扫描设备成本较高的问题,使用无人机影像合成三维点云,降低铁路环境数据获取的难度。为解决传统分割算法在铁路环境下的分割效果不佳的问题,提出改进的三维点云分割算法,在基于法线的区域生长分割的基础上,利用局部的颜色信息差异对欠分割区域进行二次分割,以提高分割的准确度。为解决对具有相似特征点云模型识别不佳的问题,提出使用三维上下文特征进行局部识别优化,提高算法整体识别准确度。为验证这两种算法的性能,使用前期数据采集工作中获得的数据集进行了实验。实验通过对不同场景的分割和识别的结果进行对比,结果显示算法有效提高了铁路场景点云的分割和识别的准确度。最后使用经过验证的算法,结合qt软件框架,设计并实现了一套可视化系统原型,通过在铁路点云场景的试用结果表明,本文所提出的处理方案能够比较准确地完成对铁路场景下的物体进行分割与识别工作,为铁路安全数字化建设提供了新的发展方向。

关键词：铁路场景点云模型扩展FPFH特征 qt软件