摘要:对于涡街流量计的旋涡发生体的仿真研究主要集中在形状和尺寸上，但在现场复杂工况环境的情况下，发生体的位置并不是固定不变的，会存在安装偏差。为了很好的分析发生体安装偏差带来的信号强度发生变化的问题，确定不影响信号强度的最大偏差角度，采用三角柱型发生体，在Ansys+Workbench+FLUENT 数值仿真软件平台环境下，根据涡街流量计的实际物理结构尺寸建立仿真模型，并对其进行网格划分、求解，将仿真得到的升、阻力频率相比较，得出阻力频率正好是升力频率的2倍，表明可以利用FLUENT软件对涡街流量计进行三维流场数值仿真。最后利用FLUENT软件，通过改变管截面与截流面的夹角，在低、中、高速流速下，对其进行取压，将得到的信号强度和频谱分布进行比较分析，得出夹角与信号强度的关系：夹角在1°~7°范围，对信号强度的影响不大，超过7°以后影响变大。

摘要:针对UHF RFID标签贴附在介质表面时，标签的谐振特性用接触式测量方法存在较大的误差问题，通过建立标签的接收功率模型，分析标签芯片获取到的能量与频率之间的关系，提出非接触式测试UHF RFID谐振特性的方法。详细描述了利用频率和距离关系测试标签谐振特性的原理，说明了非接触式测试方法硬件测试平台的搭建方法和测试软件的编写思想，并完整地实现了该平台。实测实验证明，该测试方法和平台能有效地测试标签的谐振特性。在实际应用中，可以根据标签的谐振特性设计适合不同物体的标签。

摘要:针对UHF RFID密集环境下标签性能受互耦效应影响的问题，从天线阻抗频移特性的角度对标签间互耦效应进行研究。首先基于电感耦合型标签天线的结构和电路模型，分析带有弯折辐射体结构的标签天线互相耦合时阻抗的频率特性，并通过仿真计算验证了天线阻抗向低频偏移的结论。进一步结合理论和仿真数据分析互耦效应的频率特性，得出天线阻抗的频率偏移导致目标标签的功率传输系数也相应地向低频偏移的结论，从而导致标签的读取性能不稳定。结论对密集标签的性能研究具有指导意义。 关键词：射频识别；互耦效应；电感耦合型标签；频率偏移

摘要:针对医用宽带超声小信号检测的不同效益需求，以分立元件、分立元件与集成运放结合、专用集成芯片3类可变增益放大电路为核心，分别给出不同类型的超声检测调理电路设计方案，并对其优缺点和适用范围进行了讨论。最后以PR5800超声收发器作为标准源，测试了基于放大器AD8334的实验电路，对脉冲超声信号进行放大和滤波，获得稳定的80 dB放大波形，并通过计算其信噪比换算了电路的输入噪声密度为0.7 nV/Hz。所述电路能很好地达到80 dB最大增益、30 MHz带宽@80dB、输入噪声密度<5 nV/Hz的设计要求，为超声前端设计的成本、灵活度、方便性等问题提供了很好的参考。

摘要:选用巨磁阻传感器作为敏感元件，设计一款基于STM32微控制器的磁编码器。由正交放置在圆柱状磁体下方的4个巨磁阻传感器输出两路正交电压信号，该电压信号经过调理电路滤波、放大，采用STM32微处理器对放大后的两路电压信号进行模数转换，然后对转换后的数字量进行校正、辩向和查表等来完成信号处理，输出准确的旋转角度值，并根据需要灵活选择合适的编码器输出方式。试验结果表明，磁编码器具有较高的检测精度以及实时性。

摘要:受趋肤效应的影响，在导线中分别流经高频电流和直流电流时，在导线横街面上的电流密度分布情况截然不同。详细介绍了趋肤效应的理论基础、考虑趋肤深度时导线电阻的计算公式，并利用Ansoft Maxwell电磁场仿真软件分别对圆形导线和矩形导线2种导线在不同频率情况下的趋肤效应进行了建模仿真，得出了导线的趋肤效应现象图。并通过对比不同频率时导线横截面的电流密度分布情况，验证了随着频率的升高，趋肤深度将越小，导线的电阻损耗越大。

摘要:针对物品搬运时人类双手仍无法完全解放的现状，设计并实现了一种基于STM32、超声波测距以及比例控制算法的可遥控智能跟随小车。小车以STM32为控制核心，有智能跟随和红外遥控2个模式可选。跟随模式下用2个安装在前端的超声波模块分别实时测量小车与目标之间的距离，单片机采用比例控制算法，根据实测距离控制左右电机转速；遥控模式下单片机根据接收到的红外遥控信号控制小车的运动方向。试验结果表明：小车在2 m以内准确跟随几率大于95%、响应时间小于250 ms。该设计实现了小车对目标的360°智能跟随以及在必要情况下对小车的遥控操作，系统可靠，较人性化。

摘要:随着系统频率的不断提高，许多影响系统性能的噪声就会出现，造成系统性能的下降，信号完整性问题变得越来越严重。串扰就是一个经常遇到的问题, 而引起串扰的根本原因就是边缘场导致攻击线和受害线之间产生容性耦合和感性耦合。在对引起串扰的原因进行分析的基础上，介绍了利用二维场求解器求解单位长度电感和电容矩阵的方法，在求得单位长度电感和电容矩阵以后，就可以建立传输线的SPICE电路模型，对电路系统的信号完整性进行研究。

摘要:目前在建筑行业中，若能够直观客观地观察到地下几十米深的圆形灌注桩基是否有裂纹等影像对工程人员来说是十分有意义的。本课题配合相关行业室外作业需求，研发相应的设备及配套软件，通过防水摄像头把地下深处桩基内壁的图像传送到地面上的笔记本电脑显示屏幕上，可依据不同桩基的口径尺寸大小自动调整比例标尺，在屏幕右侧及下方显示标尺刻度，可观察并通过标尺测算出内壁裂纹等大小尺寸，同时标注出准确深度位置。当摄像头到达桩基底部时能给出标识，并将所得到的图像及其他信息压缩保存以便分析。

摘要:为了能够同时显示多个传感器的信息，需要对红外传感器和CCD传感器获得的图像信息进行融合。通过对红外图像的插值放大、彩色编码运算，使得红外图像的分辨率和CCD图像的分辨率保持一致，并得到红外彩色图像。为了实现2幅彩色图像的融合，采用颜色空间变换的方法将颜色信息和亮度信息分离开来，采用不同的融合策略对各通道图像信息进行融合，并在FPGA内实现了图像的融合算法。最终设计出了一套基于FPGA的实时图像融合系统。

摘要:介绍了采用一种轮廓和纹理相结合进行图像处理的方法，采用该方法可以从照片自动生成具有铅笔画效果的非真实感图像。在图像处理过程中首先采用高频提升滤波的方法对图像进行预处理，使得图像能包含更加丰富的轮廓信息，增加图像对比度，然后通过对灰度化之后的图像进行梯度的计算，根据梯度进行像素分类，从而提取出图像轮廓，在提取轮廓阶段设置2个参数分别表示铅笔长度和深度，通过参数的调节，能产生不同效果的轮廓线图。纹理的处理方式是建立一个参数模型的方法对图像进行分层，选取人们所绘制的铅笔画纹理对每一层进行色调渲染，同时不同色调权重会产生不同风格的色调纹理图。通过轮廓和纹理的卷积叠加最终生成素描铅笔画，并且该系统还可以进一步延伸至彩色铅笔画的自动生成。

摘要:由于发型、头部姿势、服装、遮挡等现象的多样性，人脸图像分割一直是一个具有挑战性的课题。为了提高复杂背景图像的人脸分割正确性，提出了一种基于多特征融合条件随机场（CRFs）的方法。该模型建立在图模型上，图中的每一个节点对应一个超像素，每一条边缘则连接一对相邻的超像素。使用颜色和纹理特征定义节点的能量函数（一元能量函数），使用位置信息和相邻超像素之间的差异定义边缘的能量函数（二元能量函数）。分割是通过条件随机场融合节点能量函数和边缘能量函数推理而得。考察了该模型在2个无约束人脸数据库上的分割性能，实验结果表明该方法可以有效地从复杂人脸图像中分割出面部皮肤、头发和背景区域。

摘要:中值滤波抑制干扰脉冲和点状噪声的同时，对图像边缘能较好的保持，在很多图像处理领域都起到了重要作用。运动目标识别技术对图像预处理实时性要求越来越高，为了提高预处理速度，以中值滤波原理为基础，对滤波排序算法和实现方案进行了研究，提出了一种基于排序统计理论的快速图像中值滤波方法，实现实时滤波。研究结果表明：该方法在硬件系统上对传统中值滤波排序算法进行的改进，使得3×3窗口中二维的9个像素取中值简化为一维的5个像素取中值，单窗口查找中值的比较次数由传统排序法的36次降到了16次，再结合FPGA的并行处理能力和流水线结构，滤波速度提高为原来的近4倍，可以满足图像预处理对实时性的要求。

摘要:以图像篡改定位为目的，提出了一种基于正交化分形编码和混沌相结合的脆弱数字水印技术。该算法利用宿主图像的分形编码参数信息作为混沌映射的初值,从而通过混沌映射产生混沌二值水印，所产生的混沌二值水印再嵌入到宿主图像中，从而实现图像的篡改定位。算法能有效的检测图像是否被恶意篡改，并且不同宿主图像能够产生不同的混沌二值水印，加强了算法的保密性，在处理大批量图像的时候优势更明显。实验数据表明，算法可行有效，拥有良好的图像篡改定位能力。

摘要:针对视频图像的高斯型随机噪声，提出一种背景提取与前景滤波相结合的时空联合视频降噪算法。结合图像膨胀处理和背景差分法将视频图像分为背景和前景部分，前景部分和背景部分分别采用基于Nonlocal means filter的时空联合视频降噪算法和时域平均算法进行降噪处理，并将处理之后的前景和背景相加,得到最终的视频图像序列。最后，给出了Nonlocal means filter方法和本文降噪方法降噪效果的对比试验。实验结果表明，Nonlocal means filter和本文降噪方法降噪后2个测试序列的PSNR分别为33.0043、29.0365和35.8340、31.5261。这说明对于背景固定的监控类视频，该算法在降低算法复杂度、提高实时性的基础上，有效的处理和保留了视频图像的低频信息和高频细节。

摘要:针对大视场TDI CCD相机大姿态角推扫成像过程中像面上像点像速差异较大，行频匹配精度不高引起的相机传函下降等问题，提出一种可支持粗调和精调的高精度行频匹配方法。首先，阐述了大视场遥感相机像速场的主要特点及像速匹配的关键问题；其次，深入分析了大视场TDI CCD相机大角度侧摆和前后摆推扫成像的像速场特性；然后，根据像速场特性制定同速匹配模式和异速匹配模式，分析传函特性，确定各自模式的使用条件；最后，提出了一种可支持粗调和精调的高精度行频匹配方法，并分析已实现行频匹配方法的精度，最终满足给定行频匹配精度要求。实验结果表明：在积分级数为96级，粗调方法使行频精度达到0.999 425，精调方法使行频精度达到0.999 928，2种方法均能使相机传函MTF优于0.998，从而实现大视场TDI CCD相机在各种大姿态角推扫成像条件下高质量成像。

摘要:电波钟系统以STM32为控制核心，通过自制磁棒天线接收中国码，经选频放大以及单片机解码得到实时时间数据，从而在液晶显示器上显示完整时间。系统采用太阳能系统供电，能够输出稳定的恒压电源，附加秒表计时器、倒数计时器与信号强度检测，经5个独立按键控制实现相关控制功能。整个系统使用AGC提高信噪比，显示信号强度，并在此基础上尽可能降低整机能耗，从而提高供电续航能力。天线性能是影响电波钟系统的重要性能，当场强为1.0 mV/m时，工作状态优良，时码信号十分清析；当场强为0.5 mV/m时，工作状态正常。选频放大模块测试显示系统整体的灵敏度较高，显示模块的测试数据显示通过定时关闭背光能有效降低功耗。

摘要:随着便携式电子产品的迅速发展，锂电池的使用也越来越广泛。为解决多种锂电池电子产品快速充电的问题，应用STM32单片机设计制作了一种智能化四路锂电池充电器。设计集成了四路充电回路，各个回路独立控制，互不影响。通过模拟开关来分别选通充电回路，利用按键来选择初始化充电参数，采用PWM波来调节锂电池的充电过程。经过实验验证，在保证充电时间的前提下，此设计能有效实现多路同时充电，而且通过按键选择，可以选择为3.7 V和7.4 V 2种大小的锂电池充电。

摘要:近年来随着人们对大气环境质量的重视程度日益提高，大气气溶胶浓度的定量分析方法也越来越受到关注。该大气气溶胶实时监测系统基于Mie弹性散射分析技术，利用LabVIEW数据流图形化编程方法完成数据实时处理、动态显示以及历史数据保存等功能。系统可以通过实时获取单个气溶胶粒子在激光照射下后向散射光的强度来分析采集样本中各粒度气溶胶粒子浓度，并以此来评估当前环境的气溶胶质量状况。此系统具有操作简单、界面友好、数据翔实的优点，可广泛应用于大气气溶胶分析领域。

摘要:针对现有的电阻测量仪器和设备对于电阻测量的精度不高以及价格昂贵的问题，设计了一款基于电桥的高精度电阻测量系统。系统采用电桥电路作为测量电路，利用STM32F103RBT6单片机作为控制核心，主要通过基准电压电路和A/D模块电路实现测量电阻数据的采集与模数转换，同时,为了实现对电阻的高精度测量，通过硬件去耦滤波和软件数字滤波及误差补偿2种方式共同减小了接触电阻、导线电阻以及其他各类噪声的影响。系统在测量电阻时可以通过液晶显示六位有效位数字，即精度可达到十万分之一，分辨率为1 mΩ；它具备电阻测量的操作简单、数据采集稳定、灵敏度高和成本低廉等特点，可以对各类电阻包括精密电阻的阻值测量，并且适用于应用于实验、维修和工程开发等多种场合。

摘要:针对无线传感器网络节点的应用环境特殊性，以及传统随机投放所造成的高成本，覆盖率低的问题，提出了采用免疫遗传算法对节点分布进行优化的覆盖策略，目的是在实际应用中满足网络正常运行，功能实现的条件下，尽可能以最少的节点数量达到最大的覆盖率，达到节约成本的目的，给出了算法的具体步骤。仿真结果表明：要实现97%的覆盖率，免疫遗传分布策略只需要相对较少的节点数目，相比传统的随机投放策有明显的优势。

摘要:为了进一步提高压电传感器及其信号调理电路的低频响应能力，扩展压电传感器的工作频带，通过分析压电传感器电荷放大电路的频率响应情况，提出了采用数字滤波器进行补偿的方法。利用对压电传感器标定后获得的输入输出和MATLAB软件设计了FIR滤波器，并将传感器测试系统与滤波器串联来复现原有被测信号。仿真结果表明该方法使压电测量系统的工作带宽得以扩展，进一步降低了整个压电测量系统的低频截止频率，达到了减小动态测量误差的目的。

摘要:为满足人们对实时信息的获取需求，结合传感器网络和移动设备发展的现状，提出了一种在Android手机上获取和可视化传感器观测信息的方案。基于Android平台，设计和开发了一款智能终端应用，实现了通过与传感器观测服务（SOS）的交互来实时获取传感器的观测信息。通过该应用，可以按时间、空间、传感器类型查找用户感兴趣的传感器信息以及观测数据，并最终在手机终端上显示。应用结果表明，提出的方案能够在Android手机终端实时获取传感器信息，具有可行性、实用性。

摘要:信号的稀疏分解是压缩感知理论的关键问题，冗余字典相较于传统的正交基矩阵，可提供信号的更稀疏表示。首先根据光场相机特征光场图像具有图像内和图像间相关性，提出光场中的联合稀疏模型，然后使用基于图像特征训练的冗余字典稀疏表示光场信号，最后通过同时分段正交匹配追踪算法(SStOMP)重建稀疏信号, SStOMP重建速度较快，可同时重建多个信号。最后通过实验验证了算法的准确性和可靠性。

摘要:准确估计信源数目是盲源分离实现有效分离的重要前提之一。针对源信号数目未知且少于观测信号数目的欠定问题，提出了一种有效的信源数目盲估计方法。该方法基于经验模态分解，并结合协方差矩阵的奇异值分解，采用拉氏逼近的贝叶斯选择原理来估计源信号数目。在对观测信号进行经验模态分解前，为了消除本征模态函数的模态混合现象，引入卡尔曼滤波算法对观测信号进行了消噪处理。分别采用仿真信号和实测信号对该方法进行验证，研究表明，方法能够准确估计出源信号数目，为盲源分离提供准确的先验信息。

摘要:利用计算机来模拟合成孔径雷达回波信号是雷达系统仿真中重要的一部分。借助雷达目标的高频电磁散射特性，运用图形电磁计算方法，开发了可快速、有效地获取合成孔径雷达回波信号的方法，可为合成孔径雷达成像提供原始的雷达回波数据。以起浪海面为目标实例，利用海浪频谱构建海面的几何模型，针对此海面模型，运用高频散射机理，实时可视化地计算其电磁波回波场强以及模拟出时域回波信号。利用条带式合成孔径雷达成像方法，通过该回波信号仿真出海浪面的合成孔径图像，验证了该方法有效性。

摘要:针对电磁兼容预测实用化的现实需求，提出构建基于系统用频单元发射参数以及敏感度特性的电磁兼容数据库。通过设计数据库整体框架，对数据库包含要素以及功能要求进行描述，较完整地阐述了依据各类试验数据间交叉索引关系的分层数据库设计，通过应用COM组件技术增强了整个系统的稳定性和可扩展性。基于电磁兼容预测数据库，联合电磁兼容敏感端口的耦合计算，可以准确实现系统间的电磁兼容预测，进一步推进系统间电磁兼容预测技术的发展。

摘要:在腐蚀电阻挂片的研究过程中，为满足环境腐蚀的快速灵敏监测的需要，需要对多个电阻试片的测量结果进行温度校正，所以要保证腐蚀电阻挂片的多个电阻试片同时、快速、精确的测量。提出一种利用小信号继电器G6K2PY的快速通断来进行测量通道的切换，进而达到多个电阻试片的多通道同时测量的方法。对一种由4个电阻试片构成的腐蚀电阻挂片，完成暴露试片和封闭试片的多通道同时测量，实现环境腐蚀的快速灵敏监测，本测量系统对电阻试片的测量分辨力达到1 μΩ的级别。

摘要:为了满足温室出产作物优质和高产的要求，利用现有的GSM网络系统实现的系统，介绍了一种以移动通信模块GSM TC35和STC11F32XE微控制器研发的基于手机短信的温室信息查询和控制系统。该系统还包含5种温室信息传感器模块、驱动模块、按键输入模块、电源模块和液晶显示模块，实现了对温室内空气温湿度、光照度、CO2浓度和土壤温度的测量与显示，同时可由用户发送短信实时查询和控制。当温室信息超限时测控系统可以本地和远程短信报警。重点介绍了数据采集和GSM网络数据传输。制作了样机并进行测试，测试结果表明数据发送快速、准确，温室重要参数调节快速有效，为温室环境的高效调控提供了一种手段。

摘要:针对目前对高速网络数据监控、分析和性能预测的需求，对实时存取原始网络数据的软件解决方案进行了分析。以WinPcap为例，深入其内部运行机制，详细展示了网络数据包捕获中的各个阶段，并给出了每一阶段的详细性能评估，同时指出其中的性能缺陷和瓶颈所在，最后给出了改进各个阶段性能的详细解决方案，使其能明显改进高速网络数据包捕获速率，节省系统开销，为之后的数据包处理和分析留出充裕的资源。最后对改进方案进行了定量的分析和论证。

摘要:串口通信因其简单、可靠和高标准化在工业自动化和电子仪器控制中得到广泛的应用。介绍数据采集系统串口通信的设计和实现。首先以Visual C++的编程环境为例，给出了用MSComm控件实现计算机与下位机之间的串口通信关键代码设计，介绍了MSComm控件的创建和属性的设置后，又从数据的发送和接收2个方面详细阐述了其关键代码的实例。然后，进行了通信传输协议的设计，以图形和代码示例详细展示了如何实现数据块的传输。接着给出了通信握手协议的设计，以流程图的形式讲述了上位机与下位机之间如何实现握手的。最后展示了系统运行的结果。还做了思路扩展，提出了实现计算机与下位机之间远程串口通信的2种方案。

摘要:旋转导向工具仪器工作在井下苛刻环境中，其内部通信系统需要具有耐高温、可靠性高、通信实时性强和扩展灵活等特性。设计了一种基于HI3110芯片的CAN总线通信系统，介绍了利用CAN总线控制驱动集成芯片HI3110及单片机实现CAN总线通信节点的系统硬件设计结构方案和软件工作流程。实验室测试表明，该通信系统在125℃环境温度下，通信误码率可以达到10-5,满足旋转导向仪器内部通信系统对耐高温、可靠性、实时性的要求，并且在旋转导向工具工程应用中取得了很好的效果。