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关键词： 智能物流   融合技术   泛在网络   物联网   传感器技术   普适计算技术   智能感知   北京烟草物流中心   园区  

摘要： 随着与物联网息息相关的多样化传感器技术、智能感知技术、智能识别技术、普适计算技术、泛在网络的融合技术等一系列新技术的研究与完善,已经为物联网在现实中的应用提供了足够坚实的基础。

关键词： 传感器产业   领域   传感器技术   发展滞后   新兴   企业   技术创新能力   档次   企业管理   物联网技术   产业化  

摘要： 随着物联网等新兴产业的兴起,传感器产业成为世界各国在高新技术发展中争夺的一个重要领域。近年来我国传感器产业快速增长,应用模式也日渐成熟。但由于产业档次偏低、技术创新能力较差,国内传感器产业呈现低端过剩、中高端被国外垄断的市场格局。传感器技术发展滞后已掣肘国内战略性新兴产业的顺利推进。传感器、计算机、互联网被称为信息技术三大产业。随着信息技术对传统产业逐步渗透,传感器应用范围被大大拓宽,作用也越来越重要。

ISBN: (纸本)9787308108799

关键词： 李斯特细菌   微悬臂梁传感器   压阻   基因检测  

摘要： 1986年原子显微镜的发明在生物技术和纳米技术领域内产生了新的传感技术:悬臂梁。由于这种技术对所检测的样品具有高度敏感性，目前对于悬臂梁传感器的研究越来越受到了关注。这种类型的传感技术在物理和生化方面的检测应用日益增多。本文深入的研究了面向基因检测的两种压阻式悬臂梁传感器，即硅微悬臂梁传感器和二氧化硅微悬臂梁传感器。在设计，制造以及测试这两种微悬臂梁传感器的基础上，研究了微悬臂梁传感器应用于基因检测的方法和特性。 本论文分为两个部分生物样品的准备和传感器的研究。 在生物样品的准备方面我们设计了检测李斯特细菌hlyA毒力基因探针，针对hlyA基因对李斯特细菌进行细菌基因组DNA的提取，并作PCR反应扩增所提取的基因，为了验证扩增出的基因片段为hlyA毒力基因，我们构建重组质粒pMD-18T/hlyA进行克隆，并鉴定。利用所设计的基因探针与扩增出的PCR反应产物进行斑点杂交来检测样品与探针之间的特异性。 从LM中扩增出hlyA基因，构建出了原核表达载体pGEX-3X/hlyA，并在大肠杆菌中表达了LLO蛋白，通过Factor Xa切割所表达的融合蛋白的GST片段从而获得了高纯度的LL0，利用所表达的蛋白免疫动物获得了多克隆抗体。并运用Western blot对感染有LM的兔子与阳性表达的蛋白进行免疫学检测。结果发现了与预期分子量相一致的蛋白条带。 对两种悬臂梁传感器的理论模型和设计进行优化。对于硅微悬臂梁传感器，基于连续层合薄板模型，针对灵敏度和分辨率系统地分析和优化了设计参数：对于二氧化硅微悬臂梁传感器，提出了表面应力负载时的非连续层合薄板模型，优化了设计参数。并对二氧化硅微悬臂梁传感器的自加热效应进行了研究。为有效地降低自加热效应所产生的噪声，设计了差分模式来记录二氧化硅微悬臂梁的电阻信号。 利用所研制的微悬臂梁传感器，设计了基因检测的方案，实现了对李斯特细菌毒力基因hlyA的检测。研究了采用自组装单分子膜在悬臂梁表面的修饰方案，并采用了XPS（X射线光电子能谱）进行验证；在完成了表面修饰后，实现了对李斯特细菌毒力基因hlyA基因的检测。P型二氧化硅微悬臂梁传感器对于基因的检测的检测限为：0.1μg/mL,硅微悬臂梁传感器对于李斯特细菌的最低检测限为：1.0μg/mL.与理论分析相一致。为了验证传感器对于所检测基因的高度选择性，利用与基因探针序列完全不互补双链DNA进行反应，结果表明传感器未对这种基因发生反应。比较了2种传感器对李斯特细菌的灵敏度，探索了传感器噪声产生的原因。为了检测基因传感器对于质量的敏感程度，利用2种不同分子量相同浓度的互补ssDNA发生的杂交反应进行检测，检测结果表明纳米微悬臂梁传感器对于质量的变化不敏感。为了验证二氧化硅微悬臂梁传感器对于所检测样品信号的稳定性，对样品进行了不同浓度的多次检测，结果表明二氧化硅微悬臂梁传感器基因检测信号稳定，误差小。利用所设计的二氧化硅微悬臂梁传感器检测了原核表达产物LLO与所研制的单克隆抗体之间的免疫反应，虽然产生了较大的噪声，但是证实了传感器的灵敏度较高。利用p型二氧化硅微悬臂梁传感器检测了牛奶中的李斯特细菌。

关键词： 永磁同步电机   无位置传感器   低速   初始位置检测   脉振高频电压注入   脉振高频电流注入  

摘要： 永磁同步电机因其具有结构简单、功率密度高和效率高等优点，成为了电气传动系统驱动电机的发展趋势。在永磁同步电机控制系统中，转子位置与转速信息必不可少，常用同轴安装的机械式位置传感器直接测量；然而，机械式位置传感器会增加系统的体积和成本，并限制该系统在一些高温、强腐蚀性场合的运用。为克服这些弊端，无位置传感器技术被提出并受广泛关注，成为了当前电气传动领域最为活跃的研究方向之一。 本文对永磁同步电机无位置传感器控制技术的研究现状进行了综述，研究表明，实现电机低速时转子位置与转速估计的难度较大。因此，本文紧紧围绕表贴式永磁同步电机的零速和低速时无位置传感器控制，采用脉振高频信号注入法进行了深入的研究。 首先分析了永磁同步电机的结构特点、数学方程和矢量控制策略，对有位置传感器下转速、电流双闭环系统进行了仿真和实验分析。进而，采用无位置传感器技术，针对零速和低速时控制，分析了三种传统高频信号注入法无位置传感器的基本原理和实现方法，它们分别是旋转高频电压注入法、旋转高频电流注入法和脉振高频电压注入法。而本文以表贴式永磁同步电机为研究对象，前两种方法要求电机具有明显的结构凸极性，只有最后一种方法能够用于无结构凸极性的表贴式永磁同步电机。 实现永磁同步电机无位置传感器控制的首要问题是转子初始位置检测，本文提出了一种表贴式永磁同步电机转子初始位置检测的新方法。它是基于定子电感非线性饱和特性，在估计的两相旋转坐标系的直轴上注入高频电压信号，通过闭环调节得到转子位置初次估计值，再利用不同磁极下直轴等效电路时间常数不同的特性，判断出估计直轴正方向，结合初次估计值，得到正确的初始位置信息。该方法在任意初始位置情况下能够快速、准确地检测出转子初始位置，而且系统无需改变或添加硬件电路。 检测到转子初始位置后，需要进行零速和低速时无位置传感器控制。在对传统脉振高频电压注入法进行了深入分析的基础上，提出了一种新型脉振高频电压注入无传感器零速和低速的控制方法及位置估计误差补偿策略。首先，在建立电机高频模型时考虑了定子相绕组电阻的影响，设计了转子位置与转速估计系统，并提出了一种新的调制信号形式，克服了不同参数下电机高频阻抗变化可能导致位置估计系统不稳定的缺点，实现了电机起动和低速时无位置传感器控制系统可靠运行；其次，针对随着转速的升高，转子位置估计值与实际值之间的误差会逐渐变大的问题，分析了电压方程中的反电动势和交叉耦合项的影响，提出了一种估计误差补偿策略，加入补偿后能够改善位置估计值对实际值的跟踪精度。 在研究了脉振高频电压注入法的基础上，提出了一种新型脉振高频电流注入的低速无位置传感器控制方法。该方法是在估计的两相旋转坐标系的直轴上持续注入高频电流信号，通过检测电流环调节器输出的交轴电压，并对其进行适当的信号处理，从中提取出与转子位置估计误差的信息，对此误差量进行调节，可以获得转子位置与转速的估计值。该方法相较于传统脉振高频电压注入法，优点在于不仅省去了电流反馈时所必须的的两个低通滤波器，系统构成更简单；而且，估计系统不会受到电机定子绕组电阻和电感参数变化影响，稳定性更强。 最后，设计了永磁同步电机控制系统的硬件平台和软件系统，对本文所提方法的理论分析和仿真研究进行了实验验证。

关键词： 移动机器人   定位系统   传感器技术   信息融合  

摘要： 随着计算机和传感器技术的不断发展,机器人技术得到了飞跃进步,机器人的应用已经直接或者间接的影响着人们的生活,发挥着越来越重要的作用。定位作为机器人技术的关键技术,同时也是机器人领域的重点研究项目,越来越受到人们的关注。　　本论文以移动机器人定位系统为研究对象,设计了基于陀螺仪、编码器和加速度计多传感器信息相融合的定位系统,并寻找多传感器定位的最佳算法。论文首先针对移动机器人的系统结构做了详细的分析,设计和采用了两轮后驱的差速式移动机器人,并同时建立了移动机器人的运动学方程。　　针对移动机器人所选传感器的特点,采用卡尔曼滤波算法实现移动机器人多传感器的信息融合,达到竞赛机器人快速、准确定位的目的,通过MATLAB仿真和实验表明该算法在机器人定位上的有效性,并将设计的多传感器信息融合的定位系统在2011年亚太大学生机器人大赛上加以应用,达到了预期的效果。　　机器人定位的实时性和准确性离不开高性能的硬件支持,本文设计的定位系统选用了32位的ARM9处理器,同时增加了CPLD逻辑阵列和一个megal28辅助的微处理器,共同处理传感器感知的信息,实现机器人定位。

关键词： 钢管   采集系统   三轴传感器   磁化装置   三维漏磁信号   缺陷  

摘要： 在钢管质量无损检测方法中，漏磁检测技术因其检测效率高、可靠性好，被广泛应用在钢管缺陷检测中，安全评估钢管的生产和运行。 钢管漏磁检测系统主要包括漏磁信号采集、漏磁信号处理、缺陷识别等几个部分。其中漏磁信号的采集是系统中关键部分之一。目前国内外较先进的漏磁检测系统采集信号所用的传感器大都是一维传感器，每次采集一个方向的磁场，依次使钢管经过轴向和周向磁化器，分别检测出漏磁信号的水平分量和垂直分量，可以判定出缺陷长度信息和深度信息，但是难以准确判定缺陷宽度信息。这种磁化方式比较复杂，对信号参数的判别精度还有待提高。 本课题从对钢管漏磁检测技术的研究入手，采用三轴传感器一次检测中就能获得漏磁信号三维分量，提高数据检测的效率，减少磁化装置的复杂度;利用漏磁信号环向分量，直接界定出缺陷宽度信息，结合漏磁信号三维分量分析得出缺陷尺寸数据，提高对缺陷参数的判别精度。 本文主要研究内容如下： 1．在基于钢管三维漏磁检测原理的基础上，对三轴传感器检测技术进行研究，分析磁化方式、磁化强度和磁化方向对漏磁信号的影响，并对直流、交流和永磁磁路进行分析。 2．应用有限元分析方法，对漏磁信号三维分量进行特征分析。分别对钢管裂纹和孔洞缺陷仿真得到漏磁信号三维分量，重点对三维分量与缺陷参数之间的关系进行分析。研究结果表明：由于水平、垂直和环向漏磁信号幅值分别和裂纹长度、深度和宽度具有拟合关系，通过计算可确定裂纹参数信息;孔洞直径对漏磁信号环向分量峰值的影响是成近似线性变化，可用来界定孔洞直径大小。 3．设计基于霍尔传感器的钢管三维漏磁信号采集系统。系统采用钢管原地旋转结合探头直线扫查的工作方式，使用一套磁化装置和一组传感器阵列，完成对钢管缺陷的扫查，减小了设备的复杂度，节约成本。论文分别设计了三轴传感器、探头、磁化装置和漏磁信号调理电路。 4．对钢管三维漏磁信号采集电路进行实验。分别预制直径相同、深度不同和深度相同、直径不同的圆柱体人工缺陷;对钢管缺陷进行漏磁信号采集实验，获得三维漏磁测试数据，并对测试结果进行分析。

关键词： 传感器技术   机电一体化   应用  

摘要： 本文首先论述了从传感器技术应用的意义，进而从工业机器人、机械加工方面及汽车行业方面论述了传感器技术在机电一体化中的应用，最后就传感器技术的未来发展方向进行了简要阐述，以供参考。

关键词： 汽车传感器   技术应用   发展趋势  

摘要： 传感器遍布汽车，分别存在于发动机、车身控制和导航系统中。汽车的电子、智能化的发展也取决于传感器性能的程度。本文从汽车传感器出发，阐述了汽车传感器的分类、其技术在汽车中的应用、国内外技术情况及其应用发展趋势的研究。

关键词： HSE管理体系   空气质量监测系统   传感器技术   ZigBee技术  

摘要： 健康、安全与环境管理体系,简称HSE管理体系,是针对石油化工这一高风险行业提出的。它要求组织进行风险分析,确定其自身活动可能发生的危害和后果,从而采取有效地防范手段和控制措施。HSE管理体系是国际石油化工业通行的管理体系,是石油化工业实现现代化管理,走向国际大市场的准行证,是一种现代化的管理模式,是现代企业制度之一。 本文围绕HSE管理体系的“实施和监测”环节进行研究,从石油化工企业室内的工作环境出发,通过对室内的空气质量监测要求和实施方式分析,提出了一种基于ZigBee的室内空气质量监测系统设计方案。针对系统的设计结构,阐述了室内空气质量检测终端、ZigBee无线路由器、ZigBee无线网关和上位机监测软件的相关理论技术和具体实现过程。检测终端通过采用气体传感器检测技术实现对现场室内空气质量参数地实时检测；无线路由器和无线网关通过采用ZigBee无线网络技术,实现对空气质量参数无线传输和接收；监测软件通过对空气质量参数接收和处理,实现对室内空气质量在线监测。最后,通过对系统功能的测试,验证了系统能够正常稳定的工作。