摘要:目前我国在水质毒性检测领域，以人工现场采样、实验室仪器分析为主要方式，存在采样误差大、检测工序繁琐、不能及时反映水体受污染变化状况等缺陷，难以满足水环境监测发展需求。鉴于此，本文在发光细菌法的基础上设计了一种可实现在线监测的水质综合毒性检测仪。硬件部分设计了一种新型光电检测电路，以STM32F103ZGT6为核心，利用光电倍增管将采集到的荧光信号转化为微弱的电流信号，经后续电路放大处理并A/D转换后传输至单片机，再通过RS232和RS485与PC端通信。辅助相关软件系统可以对水质综合毒性数据进行实时监控和在线智能分析。实验结果表明，该仪器可在10 min内完成检测，能有效分辨出1 mg/L的毒性物质，具有良好的灵敏度、准确性和重复性，适用于绝大多数水体的综合毒性在线监测。

摘要:针对目前用于电力电缆绝缘检测的振荡波测试系统，大部分文献只对其简要的工作原理及其现场测试情况进行了阐述。基于已有的工作基础，分析了系统的组成结构、参数设置及具体工作原理，并在仿真平台中搭建了系统模型，模拟局放发生及检测过程；在仿真的基础上，研究出了一套小型振荡波测试系统，通过人为设置电缆尖端缺陷，对系统进行了试验。从试验结果来看，所研制系统成功模拟了振荡波测试系统的工作过程，并且采集到了局放信号，且局放信号的分布特性符合尖端放电的特性，证明了该系统的有效性。

摘要:为了提高数字计数式瞬时测频的精度，提出了一种采用时间数字转换器（TDC）进行瞬时测频的新技术。通过对脉内的被测信号脉冲个数进行计数，并利用TDC测量输入信号的脉宽，可得到被测信号频率。在FPGA中设计了测频的基本时序，并完成了对TDC的控制和数据计算。为了提高瞬时测频机工作的稳定性，设计了TDC的校准方法，通过在测量间歇期插入标准脉宽信号进行测量，以修正TDC的漂移。经测试表明，对于脉宽1 μs、载频频率为1~2 GHz的输入信号，该技术的测量精度约为0.3 MHz，测量时间小于1 μs。

摘要:研究了基于到达相位测距的性能，设计实现了基于到达相位技术的小型地下停车场定位系统。AT86RF233芯片可测量载波相位，根据不同频率射频信号的相位差可计算距离。设计了可变限幅均值滤波算法自适应限制测距结果的较大波动保证实时性的前提下优化了结果平滑性。在三锚节点的室内定位系统中，设计了基于加权最小均方误差的质心定位算法，改进了质心定位算法中定位点的选择方式。实地实验结果验证了算法的有效性，系统的实时跟踪精度达到亚米级，可用于小型室内停车场车辆和人员定位。

摘要:煤矿井下供电系统的防越级主要解决的问题是使离故障点最近的配电点出线跳闸，而各配电点采用单母线接线，使防越级系统成为二级通信网络，结构复杂，难以满足实时性要求。根据站域保护思想，提出了一种站域保护的井下防越级方案，该方案由站域保护装置和监控主机通过实时以太网构成的单级通信网络实现。站域保护装置的功能是采集井下供电系统配电点的电气信息，确定故障出线并上传故障信息；监控主机利用故障矩阵法确定故障线路所在的配电点，并向站域保护装置下发跳闸指令，使离故障点最近的断路器跳闸，而高性能实时以太网的应用，保证了防越级跳闸系统的实时性。实验结果表明，该方案可以使离故障点最近的断路器跳闸，且满足煤矿井下防越级的实时性要求，为解决煤矿井下越级跳闸问题提供了新的方法。

摘要:针对SRAM型FPGA，提出了一种基于动态可重构技术的容错设计方法，根据瞬态错误概率的高低来动态控制系统的冗余程度。在错误率低的时候，系统采用双备份比较（DWC），具有较低的面积开销和功耗；在错误率高的时候，系统切换到三模冗余（TMR）排除单个错误的影响。采用基于代理逻辑（Proxy LUT）和早期获取部分可重构(EAPR)的设计方法，以ISCAS’85 benchmark电路中的大型代表电路为验证模块，叙述了动态可重构的容错结构的实现过程，并重点验证了动态可重构容错设计方法和其它静态容错方法相比，在面积和功耗上的优势，结果表明动态可重构容错结构相比混合容错结构而言，其面积开销和功率消耗较小。

摘要:通过分析国外利用惯导数据反演火星大气密度的方法，提出了直接利用加速度计数据反演火星大气密度的方法。对加速度计反演火星大气密度方法原理和可行性进行了详细讨论和分析。根据美国“凤凰号”火星探测器以及美国火星全球参考大气模型（MarsGRAM）数据对反演所用加速度计的分辨率指标做出了最低要求，加速度计分辨率指标高于0.000 1 G，相应反演的大气密度分辨率达到MarsGRAM相应数据指标。对比“凤凰号”IMU数据，证明了采用该指标的加速度计完全可以直接用来进行火星大气密度反演。

摘要:励磁调节器对改善发电机的调压特性起了积极作用，但对电流测量值引入后的分析不足。为了研究电流测量值对励磁调节器调整特性的影响，建立发电机自动励磁电压和固定励磁电压并网运行两种仿真模型，并利用戴维南等效电路对励磁调节器中的电流进行分析。仿真分析结果表明，励磁调节器在稳定机端电压的同时会加剧发电机与系统间的振荡，而引入的电流测量值是由发电机电势与系统电势相量差振荡产生呈低频振荡特性的交流电流，该电流会加剧发电机与系统间的振荡。最后通过进一步仿真验证了该理论分析的正确性。

摘要:在移动机器人控制系统中，路径规划技术占据了重要地位，因为它决定了机器人在运动避障过程中的高效性和准确性。于是与路径规划有关的算法渐渐成为了学者专家们研究的热点。随着科学技术的不断成熟以及应用领域的不断拓展，面临的将是更加复杂多变的运动环境，因此群智能算法的出现给未来创造了更多的可能性。以蚁群算法、人工蜂群算法、人工鱼群算法、入侵杂草算法为主线，分别介绍了它们的理论分析和应用，然后针对各自的缺陷进行了相应的改进，并分析了改进后的算法在鲁棒性、稳定性、求解精度等方面的优化效果。

摘要:为了消除时频域转换过程中在边界点或间断点存在的Gibbs现象，提高转换后数据的准确度；首先通过分析时频域转换过程中Gibbs现象的形成机理，针对时域加窗引入边界点或间断点导致的振荡误差，引入了根余弦窗函数。为了更好地抑制起伏振荡误差，提出了一种改进的根余弦凯撒窗函数。通过MATLAB仿真和数据对比；根余弦凯撒窗函数能有效地抑制了起伏振荡误差，消除了Gibbs现象。仿真结果证明了算法的有效性。

摘要:针对目前井下综保器采用的信号检测算法存在的精度问题，提出将傅里叶变换、小波变换、小波熵理论相结合的综合检测算法。根据小波多分辨率分析这一特点，将采样信号分解为稳态信号和非稳态信号，稳态信号采用傅里叶变换进行处理，非稳态信号采用小波熵进行处理。利用MATLAB中的电力系统模块搭建井下供电系统模型，获取相应的电信号，采用傅里叶算法、小波算法及综合检测算法分别进行仿真，结果表明，将傅里叶变换、小波变换、小波熵理论融合后的信号检测算法能够更全面的反映井下供电线路的运行状态，对实现井下综保器可靠动作具有较好的理论价值。

摘要:传统的高斯混合建模算法对阴影的抑制效果差，且存在噪声干扰和对光照突变比较敏感的问题。采用了一种改进的高斯混合建模方法进行运动目标轮廓提取。该方法利用Canny边缘图像对噪声和光照适应性强的特点，将传统高斯混合模型与Canny边缘检测相结合来提取目标轮廓。但是，该方法复杂度高且计算量大，不满足视频分析实时性的需求，因此，运用GPU强大计算能力和并行处理的优势，基于CUDA平台设计并实现了该运动目标轮廓提取算法。实验结果表明，该算法增强了对噪声和光照的适应性，且有效抑制了图像中的阴影，在保证效果的前提下能够更快速地提取视频序列中的运动目标轮廓。

摘要:提出了两种基于同态加密的JPEG可逆数据隐藏方案,可分离方案和不可分离方案。在不可分离方案中，数据的提取是在明文中进行的，可以同时进行数据提取和图像恢复。在可分离方案中，数据提取是在密文中进行的，要先进行数据提取，再对图像密文解密并恢复图像。两种方案中数据提取的准确率均为100%，同时针对同态加密算法时间成本较高的问题，两种方案在对JPEG图像的DCT系数加密之前，先进行整合，使多个系数合并为一个系数，从而节省了一定程度的时间成本。

摘要:ZStack是TI公司推出的符合ZigBee标准的协议栈,专注于构建低功耗、低速率的无线传感器网络。针对该协议栈无法直接接入互联网，提出了HTTP协议在ZStack中的应用方案。首先通过以太网芯片ENC28J60将uIP协议栈移植到ZStack中，实现了ZigBee网络便捷接入互联网；其次对 uIP协议栈中的TCP客户端模式进行封装，实现了HTTP协议的POST请求，采用互联网中通用的JSON标记语言传输数据到PC数据库，保证了通信的简单高效；最后采用此方案采集温湿度信息并传输到后台，在WEB端实现温湿度曲线的实时绘制与ZigBee网络的拓扑显示。

摘要:线性位移传感器（LVDT）是一种高精度、高可靠性的直线位移传感器，广泛应用于工业自动化领域中的位移测量系统中。针对目前的传感器存在线性度和智能性偏低的问题，设计了以AD698为模拟调理系统核心用以处理LVDT信号，以STM32F407作为数字调理系统核心用以计算AD698的输出的采样信号。采用模拟信号和数字信号相结合的方案，综合了模拟信号处理率的高可靠性、高适应性和数字信号处理器中进行非线性拟合解决非线性的优点。实验结果表明该系统具有设计结构简单、功能强大、性价比高以及易操作等优点。

摘要:针对音频信号分析，提出了一种基于FPGA的频谱分析系统，该设计基于FFT和CORDIC算法；讨论在FPGA上进行高达4 096点的定点FFT运算和基于CORDIC算法的复数求模运算的系统架构和实现过程。通过Modelsim仿真，同MATLAB运算结果比较，本频谱计算方案的相对误差均值为4.11%。利用MCU进行信号采样与AD转换，并通过SPI接口将数据发送给FPGA进行频谱分析。当采样频率为60 kHz时，本系统辨识的频率范围为14.65 Hz~30 kHz，频率分辨率为14.65 Hz。对实际硬件系统进行频谱分析测试，成功实现对输入的音频信号的频谱计算。

摘要:ZPM泵中单向阀在工作过程中极易损坏，为了促进生产安全，提高效率。在分析了该单向阀实际振动情况的基础上，结合信号分析与处理技术，以LabVIEW为开发平台，以动态信号采集卡、双核高性能控制器和PXI机箱为硬件基础，对ZPM泵单向阀振动信号采集的关键技术进行了设计。在设计的过程中采用了模块化编程思想、多线程并行处理技术，同时还根据实际需求进行了循环缓冲区的设计以及数据储存策略的设计。经试验，该监测系统与LMS国际公司的振动信号分析仪相比，所采集的信号精度满足要求，系统可以长期连续稳定运行，能实现无人值守的自动化监测。

摘要:针对车内空气质量远程实时监测，设计了一种基于卡尔曼滤波的车内空气远程实时监测系统。系统以Exynos 4412微处理器为控制与信号处理核心，通过多个气体传感器采集PM2.5、PM10、甲醛浓度以及温度、湿度数据，在均值滤波消除数据的脉冲噪声后，利用卡尔曼滤波递归估计出气体最优数值，降低车辆不同状态下对传感器采集数值的精度影响，提高车辆空气质量监测的精度。监测数据在安卓开发板上绘图显示，并发送至移动终端，实现远程实时监测。当超过空气正常阈值，移动端可反向对车内进行声光报警与通风控制。实验表明，该系统能够有效提高污染气体监测的准确性与移动性。

摘要:心电监测作为无线体域网的一种重要应用，对心电信号重构精度要求较高，并且无线体域网中存在低功耗问题。现有的心电信号压缩感知重构算法虽然降低了功耗，但并未充分利用心电信号频域特性，造成重构精度不高。提出了一种基于静态阈值的无线体域网压缩感知心电降噪重构方法。该方法利用压缩感知理论，在传感器节点利用固定矩阵对心电信号进行观测，观测值被发送至汇聚节点后，再利用基于静态阈值的重构算法对心电信号进行降噪重构。仿真结果表明，该方法具有信号重构精度高、速度快和降噪性能好的优点。

摘要:面向钢筋混凝土内部结构的探测需求研制出一款小型化探地雷达，并利用Java语言研发了一款基于Android手机平台的实时信号处理系统，旨在为工程人员提供更加高效、便捷的探测方式和现场处理方法。该系统能够实时接收雷达探测数据，将数据绘制成单道波形图、灰度图，并且可以将数据保存在SD卡指定文件夹中。同时，提出了一种实时的钢筋识别算法，应用于信号处理客户端，实现了对混凝土结构中的钢筋目标的自动识别。实验证明，该算法具备较高的准确性与良好的实时性。

摘要:能谱分析是一种重要的核辐射分析方法，探测器将接收到的核辐射脉冲转化为电信号，经电路整形后送入ADC进行数模转换，然后再经处理器处理得到能谱数据。ADC采样率和采样位数越大，测得的核脉冲信号就越准确，系统的能量分辨率就越高。而高采样率与采样位数往往不可兼得，为了提高能谱分析系统采样率，提出采用通道复用技术让多个16位ADC并行采样以提高采样率。使用NI公司的8通道USB7845R数据采集卡，将两个采样率为500 k/s的ADC复用得到1 M/s的采样率，构建了4通道的能谱分析系统，验证了通道复用技术的可行性和稳定性。实验结果表明，多通道复用技术可以在不改变硬件电路的情况下提高能谱分析系统的采样率，从而提高能量分辨率。

摘要:压缩感知合成孔径雷达成像能够利用较少的观测数据清晰的恢复目标图像，但当回波中存在宽带压制干扰时，会严重破坏场景稀疏性，造成成像质量恶化。研究了一种基于选择性测量的自适应压缩感知宽带压制干扰抑制方法，通过构造一种压缩域投影滤波器并结合噪声联合检测算法，自适应感知干扰的位置信息，对合成孔径雷达（SAR）回波信号进行选择性测量，从“源头”上避免了干扰对SAR目标回波信号稀疏性的影响。仿真结果表明，该方法在减少SAR系统处理数据量的同时，使SAR成像质量明显提高，证明了该方法的有效性。

摘要:根据微型全极化SAR飞行试验取得的最新研究进展，简要介绍微型SAR载荷的技术指标和飞行平台的系统组成。在此基础上，重点介绍了微型SAR全极化飞行试验的航线规划、数据处理和成像结果。成像结果表明微型SAR全极化4个通道的地物目标清晰，聚焦效果和成像质量良好，分辨率经定标试验优于0.3 m。通过飞行试验验证了基于轻小型飞机的微型SAR系统的全极化遥感观测、数据获取和成像处理能力，达到了系统设计的预期目标，为基于微型SAR的全极化遥感观测在各个行业的应用奠定了坚实的基础。

摘要:飞行控制计算机作为飞行控制系统的核心组成单元，其性能的好坏很大程度上决定了整个飞行控制系统的性能指标，并最终影响飞机飞行安全。针对全时全权数字电传系统结构和功能复杂的特点，以自动飞行控制计算机测试验证为目的，设计开发了一套面向自动飞行控制计算机性能测试的测试验证系统，包括信号表决、余度管理、控制律软件测试等功能。双余度飞控计算机有故障信号注入试验测试表明，本文设计的测试验证系统测试结果准确，可有效验证飞控计算机功能和性能，达到设计要求。

摘要:针对矿井胶带运输系统中温度传感器运行情况不能进行实时现场检测的问题，设计了一种基于Smith预估补偿控制的便携式井下运输机温度传感器检测装置。详细介绍了该装置的工作原理，阐述了恒温箱、本安电源电路的硬件设计及基于Smith预估控制的驱动系统的设计，并给出了装置的软件主程序流程图。实验结果和现场运行结果表明该装置具有携带方便、测量准确、实时现场检测等特点。

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