基于Wi-Fi的智能传感器设计

随着物联网的发展,对传感器的智能性和低功耗要求越来越高。基于此,以超低功耗片上系统GS1011为控制核心,设计了一种基于Wi-Fi的新型智能传感器系统。硬件由传感器、信号调理、采样存储、处理发送4个独立模块组成并采用超低功耗芯片和乒乓式存储结构,以节省系统能量;软件上,开发了基于Green Hills操作系统的智能传感器应用程序。实验结果表明所设计的智能传感器无线通信性能好、稳定性强。     

基于GPU的多通道倍频程并行算法研究

倍频程分析是一种噪声与振动信号处理中的常用分析方法,在声与振动测量软件或仪器中广泛使用,但是由于这种算法的计算量很大,特别是多通道信号的倍频程分析,占用测量软件或仪器的大量计算资源,成为提高分析速度的瓶颈因素。为了解决这个问题,本文引入了一种在GPU实现的多通道信号倍频程分析的并行算法,利用GPU的并行计算模型,采用多通道FIR并行滤波的方法,将倍频程滤波转换成信号矩阵相乘的结构进行迭代计算,从而实现多通道倍频程分析的并行处理。在256个通道的实例测试中,这种算法带来了最高120倍的速度提升。     

基于主动超声的轴流水泵空化监测方法研究

空化是影响液流机械使用寿命与性能的主要因素之一.提出一种主动超声探测方法,该方法通过透射方式对空化区域或其附近发射高频超声波,流体的运动会对其中传播的超声波产生影响,流体运动信息调制到超声载波上,通过对已调超声信号的解调,得到流场相关信息.以不同状态下的轴流泵空化流场实验数据为依据,结合高速摄像验证手段,建立基于支持向...     

分布式声学测量设备中精确时钟同步研究

为了解决分布式网络化测量不同传感器之间的时间同步问题,改变依赖全球卫星定位系统和高精度时钟源所带来的安全和成本问题,根据现有同步方式和分布式测量的同步需求,研究了简单网络时间协议等和IEEE1588精确时钟同步原理,基于测量的需求选择了IEEE1588。由于该协议未提供时钟漂移的补偿方法,为了解决频率补偿问题,提出了一种简单可靠的时钟频率偏移计算补偿方法,实验验证了该方案能够满足工业噪声与振动的测量要求。     

结合房间声学特点的子带自适应滤波声学回音抵消算法

子带自适应滤波算法是处理长阶声学回声抵消问题的重要方法之一。结合房间声学的特点,对各子带采用不同长度的FIR滤波器进行滤波,将有限的资源进行更合理的分配,节省了资源和计算量,并在一定程度上提高了收敛速度。     

基于空间坐标与振动特征融合的机床切削状态分类方法EI北大核心CSCD

t分布的随机邻域嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding, t-SNE)常被用作机床切削状态分类中的特征选择方法,以学习切削参数之间的潜在关系。为了提高切削状态分类的精度,融合振动信号特征与切削激励点的空间坐标,提出了空间坐标嵌入的t分布的随机邻域嵌入方法(spatial coordinate embedded t-SNE, Ct-SNE)。该方法采用振动信号构建高维特征空间,将空间坐标作为物理信息嵌入至特征空间,以优选出类内相似度高、类间差异性大的特征。试验采集了三轴立式铣床加工的数据,对比了传统t-SNE方法与Ct-SNE方法的可视化结果和切削状态分类的准确性。结果表明,与传统方法相比,切削激励点的空间坐标的引入可以提高振动特征的可区分度,显著提升切削状态分类的准确率。     

基于主动超声探测的空化实时在线监测系统

空化是水力机械普遍面临的问题,可导致水力机械效率降低以及材料的剥蚀等问题,因此设计了一种基于主动超声探测的空化实时在线监测系统.系统硬件上以OMAP处理器为核心,分为采集-处理-通信、超声换能器驱动、信号调理三个模块,软件上移植了VxWorks操作系统并简化了基于DSPLINK的双核通信以保证实时性.以uboot替代Boot ROM引导Vx-Works和DSP算法,增强了可维护性,并利用其分析离线调试信息,增加了调试手段.系统实时性强,工程安装方便,扩展灵活,可广泛应用于水力机械的监测与维护.     

GPU实现的高速FIR数字滤波算法

针对目前基于GPU的FIR算法速度低、扩展性差的缺点,提出一种高速的多通道FIR数字滤波的并行算法,并利用平衡并行运算负载的技术以及降低内存访问密度的方法进行加速.该算法采用矩阵乘法的并行运算技术在GPU上建立并行滤波模型,通过每个线程在单个指令周期内执行2个信号运算,实现了多通道信号的高速滤波.实验结果表明,在GTX260+平台上,采用文中算法的平均加速比达到了203,效率超过40%,并且具有更好的扩展性.     

高可靠性隔离型RS422接口的设计方案

以工控环境中的分布式监测系统为应用背景,设计和实现了一种高可靠性隔离型RS422通信接口方案。方案中采用了隔离、防浪涌、阻抗匹配、奇偶校验、帧校验等多种软硬件措施来提高接口的可靠性。经环境试验和电磁兼容试验验证,该方案很好得解决了监测系统中各个传感器节点和接入节点之间的可靠通信问题。     

一种超分子金属有机凝胶对甲基橙染料分子的吸附性能研究

以双羧酸功能化的苯并咪唑内鎓盐(L17)和硝酸银为原料制备了超分子金属有机凝胶,研究了该凝胶对罗丹明B、孔雀石绿及甲基橙的吸附性能,实验结果表明在水相中该凝胶可以选择性地吸附甲基橙分子。同时,考察了干凝胶用量、吸附时间、凝胶因子与金属离子配比及pH值等因素对吸附性能的影响,发现干凝胶用量为5mg、吸附时间在40～60min、最佳配比为1∶1、体系pH值为5～11时体现出最佳的吸附能力。该干凝胶对甲基橙的吸附行为符合Lang-muir及Freundlich等温吸附式,从动力学角度分析该吸附行为受液膜扩散控制。