一种路点受限的移动传感器网络移动模型

提出了一种基于随机路点移动模型的路点受限移动模型。在模型设计中,对节点的路点选择和暂停时间进行了设置,从而保持节点移动的规律性,满足特定场景的需要。利用仿真工具模拟模型的节点移动轨迹与其它移动模型进行比较,并从路由协议方面进行评估。仿真结果证明:该模型对集体搜索等特定场景具有较好的适用性。     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

一种无线传感器网络链式传输分簇路由协议

由于周围环境对无线传感器网络(WSNs)的影响,在布设到特殊环境下时会产生信号的衰减与损耗,导致通信不畅。针对此问题,提出一种以LEACH路由协议为基础适应特殊环境(长直空间)的新型路由算法。本算法采用链式传输,即从内部逐一将信号传输给距空间最外端且距基站位置较近的簇头,克服了内部节点死亡过快的问题。同时簇内采用链式传输并且改进簇头阈值与成簇半径,减小了能量消耗,提高了稳定性,克服了LEACH算法的不足。     

无线传感器网络分簇拓扑控制算法

通过对经典的分簇算法HEED和EEUC进行研究与分析,对它们不足之处进行了改进,提出了一种新的基于双簇首节能的无线传感器网络分簇拓扑控制算法,即DCHEB算法。该算法提出了一种新的簇划分方案,通过此方案可以对无线传感器网络进行合理分簇,使得簇首节点位于合适的位置上,平均了各个簇的节点个数,可以避免簇内的边缘节点过早死亡。最后通过理论分析和仿真工具验证了该算法对减少无线传感器网络的能量消耗和延长其生存时间有很好的作用。     

原子磁强计检测光闭环稳定系统设计

SERF态原子磁强计已实现人类历史上最高的0.16fT/Hz1/2的灵敏度。其检测方法主要是法拉第调制法。但法拉第调制法中光电流摄动或环境温度变化等干扰导致的检测光强的起伏会造成检测结果的不准确。为抑制检测光强起伏,设计了闭环原子磁强计检测光稳定系统。在法拉第调制法的基础上,增加了光路子系统和控制子系统对检测光强进行闭环稳定控制。通过对随机干扰进行闭环控制仿真与实验,验证本系统可以有效抑制各种干扰引起的光强起伏,使系统抗干扰能力提高1.2%,从而提高原子磁强计的检测精度。     

基于智能手机的汽车胎压监测系统

针对传统汽车胎压监测系统(TPMS)的不足,设计了基于智能手机的汽车胎压监测系统。该系统由轮胎传感器、中继器和智能手机三部分组成,通过无线射频技术和蓝牙技术,实现在智能手机上实时显示轮胎状态,以及对系统的报警阈值、传感器ID等参数进行设置的功能。实验结果表明:该系统的最大测量误差为±0.06 bar,上车测试的丢失率为1.69%,传感器匹配时间约为1 min。该系统有效地将TPMS和智能手机结合起来,改善了TPMS的显示效果,增强TPMS的交互性,使其有高品质用户体验效果,具有极高的产业化价值。     

基于表面等离子体共振传感器的尿微量白蛋白检测

检测尿微量白蛋白(MAU)可对轻微肾脏损害进行早期诊断,也可对高血压患者可能发生的心脑血管事件进行预测。实验将抗体通过巯基自组装固定于Au膜表面,研制了一种快速检测MAU的表面等离子体共振(SPR)生物传感器。结果表明:直接检测法可以检测到0.3μg/L的MAU,而纳米Au放大法检测限可以低至0.03μg/L。     

基于RSSI距离修正的WSNs定位算法

针对无线传感器网络(WSNs)易受外界因素影响,导致三边定位的锚圆不能相交的情况,提出了一种接收信号强度指示(RSSI)距离修正定位算法。通过对锚圆半径进行修正,形成3个锚圆相交的区域,然后用加权定位法对未知节点进行准确定位。仿真和实验结果表明:在6 m×10 m的区域范围内,该算法的平均定位误差为0.62 m,和其他定位方法相比,有更好的定位精度。     

超声波传感器深度增益补偿电路设计

为了补偿超声探伤信号在动车组转向架中的传播损耗,利用超声波传感器,根据深度增益补偿的基本原理和微弱信号在不同深度处的衰减规律,设计了基于现场可编程门阵列(FPGA)的数字可控制式的增益放大补偿方法和电路。由XC6SLX16型FPGA的PLL模块产生精确的时钟控制信号,并输出数字量到DA芯片产生补偿电压曲线控制AD8330的放大增益倍数,再使深度补偿增益后的回波模拟信号进入LTC2249芯片内转换成数字信号,以便为下级数字信号再处理使用。实验结果表明:在超声波探伤仪系统的电路输入端加入频率为5 MHz、峰峰值为2 mV的正弦波激励后,通过改变步进值为5 dB的3种不同增益的大小,可以实现不同的放大增益,使衰减得到补偿。     

四电极电化学MEMS加速度传感器仿真

基于溶液相对于电极的运动会使电极附近因电势差作用而产生的离子浓度梯度发生改变,从而使电极电流发生变化等电化学原理,建立一种置于碘(I2)和碘化钾(KI)混合水溶液环境中的阳极—阴极—阴极—阳极(ACCA)四电极阵列传感单元模型。通过理论分析,该传感单元可以局部电解液为惯性质量,利用电解液中带电离子相对于电极的运动来产生并输出附加电流;进一步的建模仿真证明:在一定的加速度范围内(0a x0.149 m/s2),附加电流的大小同加速度呈正比关系,故可以将此电流放大输出,从而实现对加速度大小的表征。可利用MEMS工艺制作,并封装此传感单元成为加速度传感器。