基于K-means和SOM的水下传感器数据采集方法

随着海洋资源勘探和海洋污染物监控工作的开展，水文数据的监测和采集等已经成为重要的研究方向。其中，水下无线传感器网络在水文数据采集过程中起着举足轻重的作用。本文研究的是水下无线传感器二维监测网络模型中，传感器节点数据采集的问题，其设计方法是通过自组织映射（Self-organizing mapping，SOM）对传感器节点进行路径最优化处理，结合优化的路径图形和K-means算法找到路径内部聚合点，利用聚合点和传感器的节点得到传感器通信半径内的数据采集点，最后通过SOM得到水下机器人（Autonomous underwater vehicle，AUV）到各个数据采集点采集数据的最优路径。经过实验验证，在水下1 200 m×1 750 m范围内布置52个传感器节点的情景下，数据采集点相比于传感器节点路径规划采用相同的采集顺序得到的路径优化了6.7%；对数据采集点重新进行自组织路径规划得到的路径比传感器结点路径的最优解提高了12.2%。增加传感器节点的数量，其结果也大致相同，因此采用该方法可以提高水下机器人采集数据的效率。     

悬浮抱杆组塔无线监测系统的设计与应用

抱杆系统是悬浮式内拉线抱杆分解组塔施工安全的决定性影响因素，但由于其受力复杂且难以实时感知，造成铁塔组立施工难度过大甚至产生事故。为此，结合当前发展的无线物联技术，提出了一种基于无线传感器网络的悬浮抱杆组塔无线监测系统。通过对悬浮式内拉线抱杆分解组塔工艺的分析，获取了抱杆系统的安全薄弱点，从而明确了系统功能原理与模块组成。针对抱杆及其拉线系统的受力、倾角、风速、高度、距离等数据特点，选择相应传感器进行实时数据监测与采集；并针对监测点分布广、层级多的特点，采用LoRa树型组网模式，形成以上位机为网络总节点的一主多从无线传输方式。系统采用阵列巡检应答通信模式，各信道通过时分进行有序利用，数据延迟控制在ms级以内，并通过临限预警功能将各危险点数值控制在安全范围之内，保证施工全过程的安全稳定。     

多通道称重传感器蠕变测试系统方案及应用

为提高称重传感器蠕变测试的检测精度和生产效率,本文介绍了如何利用计算机控制系统和载荷砝码加载机改造传统手工传感器蠕变检测方式,通过串口通信对多台精密测试仪表数据采集及PLC控制自动加载砝码,研发出一套多通道,操作简便,稳定性强,实时传输能力快速的自动化检测设备,并已在本单位生产实际中得以应用。     

一种基于无源RFID的裂缝传感器设计

基于无源RFID原理，提出了一种安全可靠、结构简单、价格低廉的新型裂缝标签传感器。该标签由两个嵌套的环形缝隙天线、二倍压整流电路、二次谐波带阻滤波器和发光报警电路组成，工作频率为f0＝2.45GHz?并使用0.254mm厚超薄型高频覆铜板加工制作完成，当裂缝出现时，带阻滤波器与传感器标签断开连接，标签中的二次谐波信号通过缝隙天线发送到 接收端实现远距离报警，同时标签中的直流信号给发光报警电路供电实现近距离的位置报警。实验结果表明，当有效发射功率为35dBm时，传感器标签的预警距离可达7m以上，发光定位的正常工作距离超过0.8m。     

基于贝叶斯估计的土壤呼吸传感器最优高度点搜索研究

为了准确监测土壤呼吸，针对土壤呼吸传感器最优布点的问题，提出了一种基于贝叶斯估计的土壤呼吸传感器最优高度点搜索算法。算法的具体思路为:首先通过CFD(计算流体力学)仿真与涡度相关法得到土壤呼吸稳态时气室内不同高度的碳通量数据。然后对数据赋予一定的权值得到不同高度的融合数据，最后采用贝叶斯估计理论求解相应高度的概率密度，从而确定传感器最优高度点。结果表明:直径为0.25m，高度为0.3m的气室传感器最优高度点为中轴线上0.0836m处，且该点数据的均方根误差RMSE为1.426μmol·ｍ-2·s-1 。平均偏差Bias为1.224μmol·m-2·s-1，并与贝叶斯联合密度的计算结果验证分析，证明此算法有很高的可行性与准确性，为土壤呼吸传感器的最优高度点选取提供了方向与建议。     

电子鼻技术对甘薯储藏中长喙壳菌侵染病变程度判别

针对甘薯受到病原菌侵害后，引发储藏病害产生毒素问题，提出了一种基于电子鼻技术，利用化学计量学对甘薯储藏病害的病变程度进行判别的方法，以期为库存甘薯储藏病害的识别提供技术参考。通过主成分分析(PCA)、偏最小二乘法 －判别分析(PLS-DA)、正交偏最小二乘法判别分析(OPLS-DA)、BP神经网络(BPNN)和支持向量机(SVM)对长喙壳菌侵染后不同病变程度的甘薯气味响应特征值进行分析判别。结果表明，PCA、PLS-DA、OPLS-DA)均可对3类病变程度的甘薯进行有效的区分。BPNN 模型未能对3类病变甘薯进行有效的区分。SVM利用交叉验证算法优化(Best c＝0.2500 Best g＝0.3789)并建立模型。测试集的准确率为96%。因此，电子鼻技术可对甘薯储藏病害程度实现区分，且具有较好的判别效果。     

粮仓环境监测系统设计

随着科学技术的发展,粮食行业信息化发展得到了强有力的科技支撑。为满足粮库整体信息化建设的要求,打破"信息孤岛"现状,实现资源整合、数据共享,为大数据分析和数据应用提供数据基础,设计一款能够实时采集粮仓内温湿度、氧气、二氧化碳气体浓度、粮堆高度的数据集成系统。系统采用分层分布式结构,由数据集中器和多种传感器模块组成,数据集中器与各传感器模块间通过RS485总线进行数据通讯,并由数据集中器通过网络专线传输汇总的环境监测数据,通过专用软件进行数据处理和挖掘,从而实现粮仓环境监测和预警等功能。