中科院研制监控机器人协助家庭安防建设

正中科院深圳先进院研制的家庭监控机器人可以自如移动,监测家中是否漏水、着火、煤气泄露等,一旦发现异常,它会主动向主人的手机发送报警短信。如有陌生人闯入,会立即拍照传给主人。管家机器人还能根据用户通过智能手机发送的指令抓取特定目标,为老人提供便利。     

基于ARM的山体滑坡远程无人监测系统

阐述了山体滑坡远程无人监测系统的构成。以ARM处理器为核心,采用加速度传感器,通过A/D采集数据并进行报警值判断。配合SIM300 GPRS模块对山体进行实时监测和报警,并以短信形式将山体突发状况发送给远程监测人员。系统设计中引入键盘管理和多线程设计思想。说明了传感器模块的设计实现方法。系统中稳定的太阳能和蓄电池联合供电系统,使系统具有体积小,操作简便等优点,适用于具有无线信号偏远山区的滑坡灾害监测。     

螺旋轮式小型管道机器人及其驱动控制系统研究

作业管径小于80mm的小型管道机器人广泛应用于化工、制冷、核电站等领域的检测、维修等方面,其移动结构及信号采集和处理技术具有较高的实用价值和学术意义。采用螺旋轮式结构设计了内径为Φ60mm的小型管道机器人,其原理简单、结构紧凑、控制方便。螺旋轮式移动的主体结构,确保管道机器人具有较大的牵引力和移动速度。管道机器人在管道内的数据信号,由搭载在微型管道机器人的移动结构上的智能差压压力传感器采集传送到51系列单片机,通过无线蓝牙数传模块,将数据传输到上位机,利用Visual basic程序软件实现计算机对管道机器人的控制。螺旋轮式小型管道机器人控制系统能够自由控制前进、后退、调速、自锁等,其动作状态数据也可利用上位机软件显示或打印。     

基于NB-IoT模块的机器人监控系统移动应用开发

机器人监控系统利用单片机经串口获取机器人的状态信息(角位移、角速度、角加速度、力/力矩)。基于NB-IoT模块,机器人监控系统通过低功率广域网络技术将数据发送至云服务器,完成数据的存储和处理;基于C#语言开发手机移动应用,利用数据库访问技术远程获取云服务器中的机器人数据。在手机APP中实现机器人运动复现、历史数据查询和超值报警、多机器人监测切换等功能。该系统硬件监测终端具有成本低、功耗低和寿命长等优势;手机移动应用还可以远程同时监测多个机器人,具有便捷、响应快等优势。     

废弃物处理工作现场巡检机器人远程监查系统设计

为解决对废弃物处理工作现场环境参数进行实时监测与巡检,设计了一套基于巡检机器人的远程监查系统。该系统以STM32为主控制器,外接传感器、无线通信模块以及执行模块的巡检机器人远程监查系统。利用单片机连接WiFi模块ESP8266连接互联网,通过物联网技术将传感器采集到的工作现场环境参数以及现场图像上传到云服务器,用户可以通过手机APP以及PC端等远程监控终端查看设备实时上传的数据,当环境出现异常,启动蜂鸣器报警。工作人员通过远程上位机对巡检机器人下发动作指令,从而实现对巡检机器人进行巡检控制管理,针对不同应用场景为多种用户提供服务。     

基于LabVIEW和Web服务器的光纤气体传感器监控系统

光纤气体传感器作为本质安全的传感器,具有其独特的优势。传感器的光谱信号解调及数据远程传输是该传感器实用化的基础。基于Lab VIEW和Web服务器开发了一套光纤气体传感器的监控系统,实现了用户管理,传感器光谱信号采集、处理及气体浓度的信号解调等功能,并通过开发Web服务器实现了数据的远程监控。该系统为光纤气体传感器信号解调及工业现场远程实时监测和数据远程传输提出了一种实用方法。     

铝液坩埚安全监控及远程报警系统设计

为及时发现铝液坩埚出现漏铝、主电源断电等情况的发生,提高安全水平,实现远程报警,设计出一种铝液坩埚安全监控及远程报警系统。该系统的主控模块会24小时不停歇地接受铝液泄露检测模块和总电源断电检测模块的检测信号,当主控模块接收到铝液泄露信号或总电源断电信号时,会通过GSM通讯模块及时向指定移动终端发出报警信息及控制报警模块现场声光报警。该报警系统基于GSM网络,覆盖面广,具有很高的实用性。     

基于自动化交互行为的电力机房巡检机器人系统设计

目前设计的电力机房巡检机器人系统响应时间较慢,导致巡检精度较低。为解决上述问题,基于自动化交互行为设计一种新的电力机房巡检机器人系统,对系统的硬件和软件进行设计,巡检机器人系统硬件由驱动器、处理器、传感器、红外热成像测温器组成。利用驱动器实现信息驱动,驱动器的控制信号的引脚分别为GND、ALM、PG、EN,分别控制驱动器的报警、以及驱动信号的接收和输出、电机方向的确定。采用TUIS-8689处理器,TUIS-8689处理器的核心是8核智能芯片处理器的芯片为Xilinx芯片,具有超强的计算能力和处理能力,传感器采用14vdc供电模块,传感器的振动速度和位移具有关联,实现巡检机器人运动的校验。选用PI 400型红外热成像仪测温器实现温度测量。通过数据获取、特征值提取、确定巡检路线实现软件流程。实验结果表明,基于自动化交互行为的电力机房巡检机器人系统能够有效缩短响应时间,提高巡检精度。     

智能语音机器人的设计

本设计利用凌阳16位单片机SPCE061A作为主控制器,外加电机驱动电路,无线数字收发电路,红外传感器,热释电传感器,烟雾传感器,设计实现了一种多功能智能机器人。该机器人采用特定人语音识别技术进行语音控制,可以完成行走、跳舞、瞄准发射、红外避障、探测可燃性气体或烟雾浓度是否超标及报警等功能。另外,配合按键,可重复对机器人进行语音辩识训练,以满足方便多个个人亲自控制的要求,而且采用无线收发模块,可以实现远程监控。     

一种新颖的智能健康监护床设计研究

突破传统护理床结构设计思想,利用机器人多轴控制技术实现护理床不同体位变换;以护理床为基点,采用嵌入式技术研制了智能健康监护系统,实现对监护对象的生理参数实时检测和健康异常自动报警.为确保报警的准确性,分析了信号噪声、传感器信号和人体生理信号特征,研究了基于小波分析的智能健康报警模型.这样一个融合"护理"、"监控"和"危急报警"功能的智能健康监护床不仅可满足当前社会的需求,同时作为一个终端,可以和远程监护中心形成一个面向社会的网络化健康监控体系.     

嵌入交互式检测技术及其在装备检测中的研究应用

信息获取是性能测试与故障诊断的基础。装备系统可用于测试的、开放式的对外接口缺乏,需要将检测系统或其一部分嵌入装备系统内部,获取信息。文章在分析武器装备检测诊断现状的基础上,提出嵌入交互式检测的思想,给出嵌入交互式系统级检测和电路板级检测的检测系统结构,说明了嵌入交互式检测的过程。     

Leak detection systems in oil and gas fields: Present trends and future prospects

Early leak detection of liquid and gas of both buried and unburied pipelines remain a critical task for economical and safety reasons. Several techniques were recently suggested and tested in real-life conditions and the corresponding results are very encouraging since they offer low cost solution while they yield both true detection and accurate localization of the leak. However, most of the techniques are not robust enough for all possible scenarios and may fail under certain environmental conditions. This review paper presents the most recent findings in acoustic and infrared (IR)-based leak detection techniques which remain the most widely used techniques for liquid and gas leaks detections respectively. However, they may fail under some situations. For instance IR-based techniques are not adequate during rainy, humid, or sandy weather or when ppb sensitivity is required, while acoustic sensors are not adequate for gas leak detection or when additional sources of acoustic noise are in the vicinity of the target area. Thus, the paper provides other alternative techniques such as ground penetrating radar (GPR), temperature profiling, and photoacoustic sensing techniques. Several important research works and real-life applications are cited in an attempt to provide a reasonable cross-section of various techniques. The paper can be useful for either a fresh researcher in the area, or for a skilled R&D engineer involved in the design of a leak detection solution since it presents the most recent leak detection techniques.     

基于电泳芯片的生化分析仪器的研制

介绍了一种基于电泳芯片的微型、高效生化分析仪器，利用该仪器进行了基本的电泳进样、分离实验。仪器采用阻抗检测方法对多次生物化学试样的电泳分离结果进行分析，采用比例测量法大幅提高了仪器的测量精度，模块化的设计使该仪器易于扩展。     

基于荧光偏振的HPV病毒基因检测系统研究

针对HPV病毒的检测难题,设计一种将荧光偏振技术用于病原微生物检测和基因分析的荧光偏振自动检测系统。讨论荧光偏振自动检测系统光学系统结构、总体设计思想,并对主从模式下上位机和单片机通讯的通讯格式和实现方法进行详细讨论。检测结果表明荧光偏振自动检测系统运行稳定,控制过程可靠、检测精度高。     

机械臂倒液任务中透明容器的液位高度视觉检测与控制

针对包含多类透明容器与多种液体的机械臂倒液任务,提出了一种不需要相机标定与标尺辅助的液位相对高度视觉检测方法与闭环控制方案。首先,分析了服务机器人倒液任务的特点,使用计算机视觉中的目标检测方法同时检测液体与容器,利用液体与容器的高度比例关系得到相对液位高度,避免了测量液位绝对高度所需的繁杂标定过程。其次,利用小孔成像模型对所提的相对液位高度检测方案进行几何建模与分析,推理出典型情形下测量的误差规律;再次,采集多种液体、多类容器的图像作为训练集来训练YOLOv5s,用于检测目标物以获得液位相对高度。测试结果验证了所提的液位检测方法的有效性,新方法对于训练集中未出现的新形状容器中的新液体的平均配对检出精度为86.7%;最后,为了避免求解或估计视觉伺服理论中复杂的雅可比矩阵,将求得的相对液位高度与PD控制结合组成液位闭环控制系统。系统使用相同的PD控制器参数在两种倒液平台上的多类倒液任务中均取得成功,验证了液位闭环控制方案的有效性与鲁棒性。     

[BIM模型与智能设计]一种新型铁路轨道检测小车的设计与分析

针对目前轨道手工检测效率低下、检测项目单一和高速轨道检测小车普及率不高的现状,为适应光学视觉检测需要,设计了一种可折叠的轻量化半T形检测小车,以同时满足激光检测和三维结构光检测的需求。为解决普遍存在的轨道检测小车车架与钢轨纵向难以保证垂直的问题,设计了柔性侧压机构,使车架不发生偏移。应用D-H法构建运动学模型,求解机构末端侧压轮的正运动学问题,论证了柔性侧压机构的侧压轮能紧贴钢轨内侧面以适应各种轨道的轨距变化。为小车建立力学分析模型,确保小车在静态下不会侧翻、脱轨,验证了机构设计的合理性。制造了物理样机,并进行了现场试验。结果表明,检测小车运行时垂直度好、自调节能力强,满足检测要求。     

结构损伤识别的现状和发展

总结和回顾目前关于结构振动损伤识别的研究方法、现状和进展,基于结构动态振动响应和系统动态特征参数进 行损伤识别的方法,介绍智能损伤诊断方法的原理及在结构损伤识别中的应用前景,提出了结构损伤识别的发展趋势。     

一种新型变频器硬件系统的设计

主要简述了一种新型的变频器硬件系统,其中MCU采用的是瑞萨的16位单片机R5F21258SNFP。系统包括整流滤波电路,逆变电路,电压、电流检测电路以及控制电路等。针对传统变频器的不足之处,对吸收电路,滤波电路,电压、电流检测电路等环节作出了改进和优化,使得系统更加稳定可靠。     

彩色图像的快速人脸检测方法研究

提出一种快速人脸检测方法。其原理是通过建立肤色模糊集 ,初步确定人脸所在区域 ,然后利用经过充足样本训练后的稀疏神经网络 (SNo W结构 )来验证人脸的存在。为了加快人脸检测速度 ,提出外螺旋搜索策略。实验结果表明 ,该方法在保证较高的检测率的同时 ,大大提高了人脸检测速度 ,能实现近实时的人脸检测     

便携式MicroRNA快速检测系统

MicroRNA(miRNA)与疾病的发生和发展密切相关,可作为疾病诊断标志物。常规检测miRNA的方法耗时较长且操作复杂,本文设计了一种便携式miRNA快速检测系统。该系统采用光电检测技术检测滚环扩增后的标志物miRNA受激发出的荧光强度,对采集到的荧光数据进行分析,得出miRNA的变化情况。实验得出便携式miRNA快速检测系统在试剂浓度为0.1~1μmol时,荧光强度线性偏倚不超过±5%,系统重复性大于95%。通过对冠心病检测标志物miR-499进行滚环扩增实验,结果表明设计的便携式miRNA快速检测系统能够快速有效地检测miRNA。