一种基于聚丙烯孔洞型铁电驻极体薄膜的新型传感器

采用聚丙烯孔洞型铁电驻极体薄膜作为机电转换材料,将其层叠封装制成压力传感元件,并设计电荷放大器将其输出信号放大,用无线发射模块/无线信号接收模块连以信号处理模块,做成无线传感器。这种无线传感器可用于报警、运动监测。     

基于多信息融合的下肢外骨骼机器人感知系统研究

人体运动感知系统是外骨骼机器人柔顺控制和人机耦合的关键。通过分析外骨骼机器人的下肢动态模型,提出了一种支撑相选择位置控制、摆动相选择交互力导纳控制的人机协同控制方法。根据该方法开发了一种基于多信息融合的下肢外骨骼机器人感知系统,以人体下肢关节角度、人机交互力和足底压力为运动状态感知量,利用变增益卡尔曼滤波算法和Savitzky-Golay滤波算法分别对IMU传感器数据进行姿态角度解算和对FSR压力数据进行预处理,获得步态特征并通过试验来验证该方法的可靠性。试验结果表明：角度解算算法具有高精度、高稳定性的特点,交互力感知方法和FSR压力数据处理算法具有可行性,验证了所开发的感知系统能够可靠地获取关节角度、人机交互力和足底压力并融合处理,以及准确地识别穿戴者的步态特征。研究结果为外骨骼机器人感知系统的优化提供一定参考,促进了外骨骼机器人控制系统及策略的发展。     

基于氧化锌气敏传感器的矿井气体无线监测系统

针对煤矿生产中需要对甲烷气体浓度进行监测的需求,设计一种基于新型氧化锌传感器的矿井气体无线监测系统,介绍氧化锌传感器的特性以及系统的硬件构成。系统主要由传感器、调理电路、数据采集电路、电源模块、显示模块及Zig Bee无线通信模块组成。最后通过试验测试该系统对甲烷气体的监测性能,试验结果表明:该系统可以实现对甲烷气体浓度的有效监测。     

基于Arduino的智能楼宇无线多传感器监控系统设计

针对传统楼宇传感器监控系统布线复杂、功能单一等缺点,利用Arduino开源平台、无线模块Xbee、LEWEI50物联网开放平台搭建智能楼宇多传感器无线监控系统。系统以Arduino Uno为主控板,采用模块化设计,在局域网内部采用Xbee无线模块组网,实现对温湿度传感器、空气质量传感器、烟雾传感器、电能能耗传感器的数据采集和开关控制命令的传输,在外部通过W5100以太网模块实现互联网数据传输与监控。该系统实现对室内温度、湿度、空气质量指数、烟雾及电能等数据的无线实时采集;通过互联网、微信实现对传感器数据的远程实时监测;通过物联网开放平台实现微信、微博、短信等多种方式的报警功能;实现对智能楼宇开关的远程控制。实验结果表明,该系统无线通信距离远、实时性好、运行稳定、扩展性强。     

一种分布式无线传感器节点监控系统设计

对于大区域地下爆炸毁伤效能测试,分布式传感器网络是其参数获取的重要手段,对传感器节点监测也是其重要的研究内容.针对于此,本文设计了基于LabWindows/CVI的远程无线传感器节点监控系统,通过对线程应用、协议设计、MATLAB混合编程和组网布设等操作,实现对多个传感器节点同时的远程控制、数据回传和数据预处理.试验结果表明:该系统能实现3km内的无线通信、对16个汇聚节点对应的64个传感器节点同时控制、64套传感器数据同时回传.数据处理后的波形较为平滑,已成功应用于对地下爆炸毁伤效能的评估.     

基于无线通信的智能防溜铁鞋系统设计

通过对防溜铁鞋安放方式以及安全现状的分析,从自动和安全运行的角度设计一种新型的基于无线通信的全自动智能防溜铁鞋系统,本系统通过信号台[1]与主控监测装置的串口连接、主控监测装置与工作人员中介通信模块的无线通信连接、中介通信模块与铁鞋信号模块的无线通信连接、铁鞋信号模块与主控监测装置的无线通信连接等一系列的循环连接实现全自动远程控制功能,利用无线收发芯片nRF401作为无线收发控制电路的核心,再通过压力传感器的灵敏感应和铁鞋自锁实现安全操作的目的。该系统可行性强,经济性能好,从根本上解决了当前铁鞋存在的不足,具有革命性的意义。     

一种可同时测量温度和压力的新型SAW传感器

针对汽车轮胎压力监测系统（TPMS）的典型应用,提出了一种基于声表面波（SAW）的新型传感器.这用SAW延迟线理论,温度和压力对于传感器的影响能够通过射频回波信号的变化反映出来.通过在数据处理中引入权重因子,实现对于温度和压力的准确测量.在一定压力（0-200 kPa）和温度（20-100℃）范围内的测试结果表明,该传感器能够同时准确测量温度和压力.SAW传感器对温度的测量精度可以达到0.05℃,对压力的测量精度可以达到7.2 kPa.在对于可靠性和耐久性具有特殊要求的汽车轮胎压力监测等领域,该传感器简单的结构和无线无源的测量方式,进一步提高了其实用性和推广价值.     

基于足底压力传感器的不控制减重比例下步态相位识别

下肢外骨骼机器人是帮助下肢运动功能障碍患者步行训练的新手段，能够减轻医护人员的劳动强度，它常采用减重方式完成辅助训练。然而，对于地面行走减重外骨骼机器人系统而言，其减重比例随步态及穿戴方式变化而变化，因此不控制减重比例下的步态相位识别具有重要意义。通过搭建基于Arduino Mega2560板卡和单侧鞋内8个薄膜式压力传感器的足底压力采集系统，分别采集了正常行走、不控制减重比例减重带减重状态下行走时的足底压力信息，并采用神经网络算法进行步态相位识别。结果表明：在减重状态下行走与正常行走相比，左右脚压力值均出现明显下降且两侧具有对称性；足底每个压力传感器处的压力减小比例不同；采用神经网络算法对正常行走时步态相位总体识别率达到96.8%，对减重行走时步态相位总体识别率达到94.8%。研究结果表明该足底压力采集系统可以有效测量减重行走时的足底压力，为在地面不控制减重比例下减重带减重的外骨骼机器人控制策略的制定提供一定支持。     

基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术

研究一种基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术．采用人体加速度向量幅值（SVM）和微分加速度幅值的绝对平均值（MADS）描述人体运动状态,进而作跌倒判断．为兼顾算法的准确性和实时性,设计采用多级探测的思想．首先,当检测出人体SVM超过阈值时对跌倒作出初判;其次,将MADS超过阈值作为跌倒的判断依据;再根据一定时间段的加速度归一化方差判断人体姿态的稳定性以防止误判,最后计算人体躯干的水平倾角确定人体姿态作为跌倒报警的辅助信息．系统采用基于MEMS技术的加速度传感器监测人体运动加速度,当判断出人体处于跌倒状态时,利用GPSOne技术自动定位其地理位置,并通过手机短信报警．实验证明,算法探测准确率高,实时性好．     

基于S3C2410X的车辆制动监测装置研制

根据车辆104空气制动机的参数特征,研制了一种基于S3C2410X处理器的车辆制动系统监测装置,该装置可实现车辆制动系统常见故障的检测,并对检测结果及制动系统状态数据进行大容量存储,实现对制动机维护的计算机管理。监测装置由气体压力传感器和32位嵌入式计算机两部分组成。压力传感器检测列车制动管、制动缸和工作风缸的压力值。嵌入式计算机通过对传感器提供的信息进行分析处理,实现故障的判别、显示和报警。在单车试验台上进行了车辆制动机故障模拟试验,实验结果表明,该监测装置能够实现常见制动故障的实时检测和报警。     

无线传感器网络数据转发器硬件电路设计

为了建立传感器节点和远端上位控制机之间的通信链路,利用无线传感器网络技术,设计实现了无线传感器网络数据转发器的硬件电路。数据转发器由工控机、无线通信模块以及电源管理模块三部分组成。系统能源主要来自于太阳能蓄电池,为了达到无线传感器网络的低功耗要求,数据转发器采用休眠任务唤醒模式。实际应用表明,此系统具备低功耗、能量自给、可远距离控制的特点,具有广阔的应用前景。     

ConST980压力传感器测试筛选系统的研究和应用

文章给出一种压力传感器测试筛选系统,该系统包含压力传感器测试装置、数据采集分析系统、综合控制器、气源发生器,通过对压力传感器在不同温度下数据的自动分析,实现压力传感器的在线老化、分级筛选和标定,从而达到压力传感器全自动的校准和检定目的。     

一种智能传感器系统的设计

随着传感器的广泛使用和网络技术的发展，智能传感器系统成为传感器发展的一种趋势。参考IEEE 1451.2标准，设计了基于STM32F103的智能传感器系统，它包括智能传感器模块、网络适配器模块、上位机等硬件及相应的运行软件。智能传感器模块采用IIC（inter-integrated circuit，内部集成电路总线)与网络适配器模块通信；网络适配器模块采用Wi-Fi与上位机通信，并作为智能传感器模块和上位机之间通信的桥梁。实验结果表明：智能传感器模块内部能够存储模块自身与传感器的信息，并实现传感器的即插即用；网络适配器模块能够实现智能传感器模块的即插即用；上位机能够实现指令发送和结果接收与管理，并实时监测其与网络适配器模块的连接状态。该智能传感器系统可实现无线远程监测，摆脱了线缆的束缚，能够适应更多的监测场景；能够读取传感器的信息，从而对传感器进行识别，并兼容不同类型的传感器；能够实现传感器的自校准功能，使测量结果更加准确。研究结果可以为大型智能传感器系统的研制和应用提供参考。     

无线加速度传感器在人体运动参数测量中的应用研究

针对实验室环境中的人体运动参数测量手段在户外测量中的不足,本文利用无线加速度传感器,设计了一种人体运动参数的测量方案,可以在户外方便有效地测量人体运动。利用该方案,对人体步态运动和振动环境中的人体运动进行了测量实验。实验结果证明了无线加速度传感器在人体运动参数测量中应用的可行性。     

太阳能光伏发电系统的数据监测研究

设计了一种自动的、可以实时检测、记录以及传输的太阳能光伏发电系统的数据检测装置,包括五个模块:电源模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块、无线通信模块。该装置不仅可以实时检测光伏发电组件的环境参数,而且可以把采集到的参数通过无线传输发送到远程的控制台,进行记录处理分析。     

基于无线传感器网络的社区保健监测系统

以躯域传感网络技术为载体,结合无线传感器网络在社区的合理安置,研究人体生理参数的无创连续监测技术以及穿戴式医疗仪器开发,设计了一个适用于慢性病人(如糖尿病人)的社区无线医疗保健监测网络系统;同时设计出一种新的无线传感器网络低能量数据汇聚模型——集合汇聚模型,把此模型应用于本系统以期达到降低能耗延长网络生命周期目的.最后,提出了在人体生理数据处理过程中需考虑的数据分级处理和安全问题.     

压电式压力传感器的一种动态建模方法

针对数学模型在动态校准实验数据处理中的重要地位,结合激波管对压力传感器测试系统动态校准所得实验数据,介绍了一种基于广义最小二乘法的动态数学模型建立方法.并利用Matlab/Simulink模块进行了仿真验证,由仿真结果表明该时间域数据处理方法具有简洁性、准确性的特点,特别适合于动态校准中建立差分方程模型.     

浅谈多种无线技术的综合远程监控系统

本系统是基于多种无线技术的远程监控装置,通过无线射频在2.4GHz频段进行双向数据通信。由高性能的STC12C5A60S2控制的数据采集器和控制器组成。数据采集器通过多种传感器采集温度等环境信息,再通过无线射频技术发送到主控制器。控制器接收数据处理并显示,通过红外技术接收编码了的控制信号,从而对继电器进行控制;可通过GSM技术将数据发送到手机终端上,也可通过发送手机短信对系统进行远程控制;通过无线串口模块与PC进行数据传送,由上位机绘制数据图表。     

无线传感器网络与气象应用

近年来,在无线的传感网络运用之中,我国将无线传感网络应用于气象之中,采取了分布式的传感网络系统特点,构成了无线的传感系统与气象结合。融合了数据系统的采集精简技术。通过传感器对现场的一些环境进行实时的,不间断的监测与控制。同时利用无线传感器网络（ Wireless Sensor Networks, WSN ）进行传感的数据通信。并将多个系统的传感器进行数据的收集,达到数据的进一步系统化。使无线传感器网络更好的应用于气象领域,使得气象技术当前在国际上成为值得关注的热点研究领域。     

低温压力传感器自动检定/校准装置设计

设计研制了一套可在低温环境下检定/校准压力传感器的装置.该装置采用模块化设计方法,各模块可独立使用,从而提高了低温压力传感器自动检定/校准装置的使用效率.该装置的工作温度可以从室温到-196℃,期间温度可连续变化,压力范围为0～ 20MPa,检定/校准装置的扩展不确定度为0.1％(k=2).该检定/校准装置的建立,有效地保证了我国航天液体火箭发动机试车所用低温压力传感器液氧管路系统压力测量的准确性,也保证了发动机性能评估的可靠性及故障诊断的准确性.