基于STM32和小波自适应滤波算法的生理参数监测系统的研究

针对心血管疾病的高死亡率以及人口老龄化的现象,本篇文章开发了基于STM32单片机和小波自适应阈值滤波算法的可穿戴式健康监测系统。系统可分为系统微处理器、数字系统模块、人机交互模块、信号采集模块和无线通信模块等几个部分,针对人体的心率、血氧、体温等重要生理参数进行处理分析,进而对人体实时监护。系统处理器选取STM32F103C8T6作为控制芯片,显示模块选用了OLED。生理参数采集系统选用了MAX30102传感器和Pulse sense传感器分别对人体腕部和指尖心率进行采集。生理参数采集完毕后,通过进一步的A/D转化,基于提出的一种改进小波自适应阈值滤波算法降噪滤波,从而将人体的生理特征参数记录下来。再将采集的生理数据通过蓝牙传输至手机端,其中的ZigBee模块主要是把获得的数据再次输送到远程控制端内,让患者能够远程得到更好的医疗监控。本系统通过软件与硬件相结合的方式。最后通过对比论证其中心率（BPM）结果误差为±2BPM,血氧含量监测结果误差在±2%以内。     

基于布谷鸟搜索优化神经网络的锂电池荷电状态预测

锂电池荷电状态(SOC)的预测是电动汽车锂电池管理系统中最为关键的技术之一;为实现对SOC的高精度的预测,提岀了一种基于布谷鸟搜索算法(CS)优化的误差反向传播(BP)神经网络的锂电池SOC预测方法,该方法的核心难点之一,在于优化BP神经网络的初始权值和阈值,从而可以改善易陷入局部最优的情况,减小算法对初始值的依赖;Matlab仿真结果表明,CS—BP神经网络算法的均方根误差值比BP算法的均方根误差值平均降低了0.010 6,CS—BP算法具有更高的预测精度和极强的泛化性能.     

基于MAX35104的超声波气体流量检测系统的设计与研究

针对现有超声波气体流量计精度不高的弱点,本文采用时差法测量原理,设计了基于MAX35104的流量检测系统。为提高测量精度,采用新型的高精度时间数字转换芯片MAX35104作为计时测量核心,采用Z安装方式,实现对顺逆流时间差的测量;为实现低功耗,采用超低功耗单片机STM32F103为系统控制核心,实现数据处理和结果显示。介绍了MAX35104时间间隔测量方法,边沿检测原理以及相应硬件测量电路的实现方法。测试结果证明该超声波气体流量计的精度可达行业标准的1级要求。     

基于FCA-ReliefF的融合生理信号情绪识别研究

针对当前情绪识别研究中特征维数多、识别率不高的问题,提出了基于多生理信号(心电、肌电、呼吸、皮肤电)融合及FCA-ReliefF特征选择的情绪识别方法。通过将从时域和频域两个维度提取的生理信号特征进行融合,作为分类器的输入进行情绪分类。为了降低特征维度,首先进行特征相关性分析(FCA)删除相关性较大的特征;再通过ReliefF剔除分类贡献弱的特征,达到降低特征维度的目的。在公开的数据集上进行验证,并与相关研究进行对比。结果表明,提出的方法在特征维度及识别率两个方面均有优势。提出的FCA-ReliefF降维策略有效地将特征从108维减少到60维,并且将识别精度提高到98.40%,验证了方法的有效性。     

应用于数字锁相环的NCO设计

本文鉴于数字锁相环在实际应用中对信号频率的准确度和稳定度有较为严格的要求,设计一种应用于数字锁相环的数控振荡器(NCO,Number Controlled Oscillator)。基于直接数字频率合成(DDS)技术,介绍NCO工作原理,基于FPGA实现NCO,关键是相位累加器与波形存储器两个模块的设计,并利用QUARTUS对设计结果进行编译仿真。对NCO杂散信号进行频谱分析,并提出解决方法。该设计有效抑制杂散,修改灵活,便于调试,在数字锁相环设计中可有广泛应用。     

一种射频信号干扰器的设计

为了测试电子设备的抗干扰能力,设计了一种射频信号干扰器,可用于产生406.0～406.1 MHz范围内的随机干扰、点频干扰和扫频干扰信号.设计采用了直接数字频率合成（DDS）技术,通过单片机对DDS芯片的控制,可灵活产生需要的干扰频率.     

基于新型趋近律的PMSM反演滑模控制

在永磁同步电机(PMSM)矢量控制系统中,针对传统的PI控制器控制精度不足、超调量大、易受外界扰动影响的问题,本文提出了一种反演滑模控制器替换传统的PI控制器,该反演滑模控制器是由反演法与滑模控制理论相结合产生的,且在趋近律设计方面引入双曲正切函数和系统状态变量,从而形成一种新型趋近律,代替传统的指数趋近律,提高系统的收敛速度,减小滑模抖振现象。在MATLAB/Simulink中搭建仿真模型,仿真结果表明,该方法使系统对电机的转速有着良好的控制效果,与PI控制、传统滑模控制以及变指数滑模控制相比较,具有较好的动态响应性能,转速超调量分别减少了22.15%、18%和2.75%,系统抗扰动能力提高,具有较强的稳定性。     

基于物联网的高精度超声波气体流量监测系统设计

针对工业现场超声波流量计要求较高精度,简化现场布线,对安装现场进行监控预警又要远距离传输数据的需求,设计了一种基于物联网MQTT协议和ESP8266芯片的高精度超声波气体监控系统。使用DHT22测量温湿度、MQ-4测量甲烷浓度。为提高超声波流量计的精度,使用Z式探头安装法与MAX35104高精度气体测量芯片。采用STM32F103ZET6作为主控MCU,实现对外围电路的控制及数据处理。为实现远程控制与无线传输数据,采用ESP8266芯片通过网络传输数据。实验证明,该系统实现了测量现场的布线简化、危险环境监控和远程数据传输,可以进行气体流量测量,成本较低,可靠性高。     

基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统设计

组成动力电池组的单体电池不能保证各项性能完全一致,致使电池组安全运作留下隐患。为给动力电池组提供安全可靠的工作环境,实时掌握电池组工作状况,延长电池组使用寿命,设计一种基于无线通信和传感器的动力电池在线监测系统。系统利用传感器、STC12C5A62S2单片机、无线通信技术、MATLAB编辑软件进行电气量采集、数据控制处理、无线传输和显示界面设计,实现动态监测电池组的主要参数有单体电池电压和电流、电池组总电压和总电流、温度。经反复实验验证监测系统精度可高达0.2%且运行平稳可靠,可完成对动力电池组实时状态判读,出现异常状况作出在线维护指令。     

无帧同步信号串行数据在单片机中的识别与处理

该电子产品的功能是接收来自某GPS接收机发送的GPS串行数据帧,然后对数据进行识别与处理;但在硬件设计时由于I/O口资源使用紧张,使得接收GPS串行数据帧时只有时钟控制信号与串行数据信号,而没有帧同步信号,这样在软件实现时对于识别出正确的数据帧造成了很大的困难,在软件设计时利用GPS串行数据帧中数据自身以及通信协议中的一些特殊性来对无帧同步信号的串行数据进行识别与处理.