教学课程资源库 更多>>

关键词： 路面传感器   C8051F410单片机   盐度检测技术   冰点预测  

摘要： 路面传感器在公路交通领域有着很重要的应用，如可以为公路气象站服务，远程监控特定地点，全天候、方便、快速、准确的提供路面路况信息。对路面环境状况的全面评估可以大大提高交通安全系数。随着我国高速公路建设的推进，路面传感器市场前景广阔。国外有很多致力于路面传感器方面的研究，某些传感器已经商业化生产。目前我国路面传感器市场主要被国外企业垄断，为致力实现路面传感器国产化的目标，本课题以路面传感器中的盐度检测模块为研究对象。\n 本文设计的盐度检测模块主要用于路面状况中检测除冰剂的浓度和预测结冰点，可集成于路面传感器中。由于实际中大量使用的是氯化钠为主要成分的除冰剂，所以我们把对于除冰剂的检测称为盐度检测。通过检测电路得到盐度值，然后根据不同盐度的溶液结冰温度不同的原理来预测可能的结冰温度。\n 模块的控制核心-兹控制器（MCU）选用Silicon Laboratories公司的C8051F410，它是一款增强型单片机，有27个I/O作为专用的模拟信号输入口，片内AD为12位，集成SMBus，32KB flash存储器，能满足系统多功能，高精度，即时通讯，智能编程的需要。\n 模块的硬件单元包括：温度检测和盐度检测，其中盐度检测是核心单元。根据不同盐溶液的电导率不同的原理，通过检测盐溶液的电导变化来间接反映盐度的变化。盐度检测电路以电导测量为目标，采用类似双极性脉冲电压激励的形式，不同之处在于加入了直流偏置，这样即省去了负电源，又避免了电极的极化。因为温度影响水的电导率，从而影响盐度测量，为了提高盐度测量精度，必须进行温度补偿技术，设计了基于恒流源激励的 Pt1000测温电路。\n 模块软件采用前后台系统，前台程序通过中断来接收上位机请求，前台程序以中断服务子程序为主；后台程序以查询的方式执行上位机任务，主要包括了微控制器C8051F410的程序设计以及各个功能模块的程序设计。这样设计的好处是能最大的保证系统的实时性。软件的开发采用了SiliconLaboratories IDE集成开发环境，使用Keil Cx51语言进行程序编译。\n 通过对标准盐度溶液的测量，采用曲线拟合的方法对盐度模块在四个不同盐度区间内进行数据的标定，得到了四个拟合公式。采用同样的方法对温度和不同标准盐溶液的结冰点进行数据的标定。在测量标准温度下盐度的基础上，盐度模块采用插值法进行温度的补偿。\n 我们对盐度模块做了大量的测试工作，通过对各功能模块和实验样机的整体测试看，盐度模块的各项性能符合基本指标要求。温度在-30℃～70℃测量范围内精度都在±1℃以内；盐度检测范围：0.0％～0.0％；盐度检测在高浓度和低浓度的精度都保持在±1％以内，在盐度值为0.0％～15.0％区间内，检测精度达到0.5％以内。预测结冰温度在整个测量范围内的精度在±1℃以内。\n 在本文的最后对所做的工作进行了总结，并提出改进意见。

关键词： 路面传感器   路面状况   多频检测   水膜厚度  

摘要： 路面传感器在公路交通领域有着极其重要的应用，如为公路气象站服务，远程监控特定地点，全天候、方便、快速、准确的提供路面状况信息。对于路面状况信息的监测及警报可以大大提高公路交通的安全系数。随着我国高速公路建设的不断推进，路面传感器的市场前景广阔，发展空间巨大。目前，国外有不少公司在路面传感器上做了深入的研究，并且已经实现商业化生产。而我国的路面传感器市场则完全被这些国外企业所垄断。本论文的内容则是基于对德国LUFFT公司的IRS21路面传感器工作原理和结构解析的基础上，重点研究了路面传感器中的多频检测技术，仿照并设计出自己的路面状况检测系统。\n 本文分析了用于路面传感器的多频检测技术并设计了路面状况检测系统，实现了路面覆盖物的辨别和水膜厚度的检测，并将检测结果上传至相应上位机。系统硬件部分包括多频检测模块，水膜厚度检测模块，RS485串口通信模块和电源模块。其中多频检测模块是路面传感器中至关重要的一个组成部分，包括多频电容子模块和温度检测子模块，该模块是用于实现路面覆盖物的辨别（如干燥、潮湿、覆冰、覆雪等），其中温度检测子模块用于辅助进行路面覆盖物的辨别。系统微控制器采用C8051F410微控制器。系统电路PCB板采用Protel99SE软件设计制作。系统软件开发采用自顶向下的设计流程，采用Silicon Laboratories IDE集成开发环境，使用Keil Cx51语言进行程序编写。系统软件主要包括C8051F410微控制器的程序设计以及各个功能模块的程序设计。\n 在设计和制作完成整个路面状况检测系统的基础上，本文还通过对系统样机的测试来验证系统各模块和整机的性能。对于多频检测模块的测试结果表明单纯靠路面状况检测系统的多频检测模块可以辨别一些简单的路面状况（如干燥、潮湿），而对于复杂的路面状况（覆冰、覆雪、黑冰、覆霜等）则无法正确的分辨。如果需要正确的分辨各种复杂的路面覆盖物，则需要综合路面状况检测系统的水膜厚度厚度模块以及盐度检测传感器等构成一个真正完整的路面传感器。而对于水膜厚度检测模块的测试结果表明系统可以实现水膜厚度的测量，但是其精确度仍然有待提高。\n 本课题的任务即是要初步实现路面传感器的实用化，并以此打破国外对于路面传感器技术的垄断，而终极目标则是实现路面传感器的MEMS化，即利用MEMS（微机电系统）技术实现路面传感器的各种功能，它具有体积小、重量轻、可靠性高等特点。如能实现这一目标，必将极大的提高路面传感器的性能，并且对路面传感器产生革命性的影响。

关键词： 传感器与检测技术   教学方法   教学内容改革  

摘要： 本文针对《传感器与检测技术》课程教学的内容和特点,对教学内容、教学方法、考核方法进行了一系列改革尝试。同时为适应各种新技术的发展,增加了生物传感器部分的内容讲授。

关键词： 传感器   检测技术   教学改革   创新能力  

摘要： 本文分析传感器与检测技术课程的重要性和特点,针对该课程教学存在的不足,提出提高学生学习兴趣、主动性和创造性的教学改革方法。

关键词： 检测技术   课程内容   传感器   教学研究   自动控制技术   控制系统   计算机技术   电子信息  

摘要： 《传感器与检测技术》这门课程既是电子信息、自动化、机电等专业的一门专业课，在现代检测与控制系统中有着举足轻重的作用；又是一门内容繁杂的综合性交叉学科，涉及到电磁学、光学、化学、材料学等学科；又与测量学、电子学、计算机技术及自动控制技术等内容紧密联系．该门课程内容分散，并且各章节的教学内容相对独立，缺乏系统性和连续性，

关键词： 加速度   跌倒检测   定位   短信服务  

摘要： 研究一种基于MEMS加速度传感器的人体姿态检测技术.采用人体加速度向量幅值(SVM)和微分加速度幅值的绝对平均值(MADS)描述人体运动状态,进而作跌倒判断.为兼顾算法的准确性和实时性,设计采用多级探测的思想.首先,当检测出人体SVM超过阈值时对跌倒作出初判;其次,将MADS超过阈值作为跌倒的判断依据;再根据一定时间段的加速度归一化方差判断人体姿态的稳定性以防止误判,最后计算人体躯干的水平倾角确定人体姿态作为跌倒报警的辅助信息.系统采用基于MEMS技术的加速度传感器监测人体运动加速度,当判断出人体处于跌倒状态时,利用GPSOne技术自动定位其地理位置,并通过手机短信报警.实验证明,算法探测准确率高,实时性好.

关键词： 工业技术   自动化技术、计算机技术   自动化技术及设备  

ISBN: (纸本)9787810997386

摘要： 本书介绍了检测技术基础知识，电阻式传感器、电感式传感器、电容式传感器、压电式传感器及检测装置的干扰抑制技术等内容。

关键词： 固态发酵   传感器   在线检测  

摘要： 固态发酵(SSF)中各种变量的检测对发酵过程的控制具有重要意义,但由于其培养基来源的多样和复杂性,使得这些参数不易测定。本文综述了固态发酵中采用不同传感器对环境参数(温度、pH、水分含量和水活度)和碳素平衡(生物量、底物浓度、CO2)的检测方法,并对目前固态发酵在线检测中的新技术应用,以及具有应用潜力的检测方法(X射线、磁共振成像技术等)进行了介绍。

关键词： 无线传感器网络   入侵检测   接收功率异常   最小割集   最小支配集   最大流   分布式入侵检测   融合算法  

摘要： 无线传感器网络是一个分布式的感知探测系统，它由分布在一个广泛区域内的许多传感器节点组成，传感器节点监测部署区域的信息，并通过多跳路由将其传送到汇聚节点，最后通过汇聚节点到达管理节点，实现数据的采集和任务的监测。与传统无线网络相比较而言，无线传感器网络具有节点成本低廉、无需基础设施、对高动态网络拓扑适应能力强等特点，受到了越来越多的关注。\n 目前，无线传感器网络在移动通信中正逐渐成为一个重要的研究领域。其应用越来越普及，应用领域越来越宽广。无线传感器网络一般部署在无人值守的环境中，网络部署区域的开放特性和无线电通信的广播特性给网络安全带来了极大的隐患，因此其安全性问题显得尤为重要。为了避免网络攻击，必须采取必要的安全措施。由于目前的预防措施，比如加密、认证等，都比较脆弱。因此，作为保护网络安全第二道防线的入侵检测就显得尤为必要，特别是那些对网络生存期要求比较高的应用场合。本文针对无线传感器网络的安全研究了无线传感器网络入侵检测的体系结构，检测算法以及入侵检测模块的控制。主要研究内容包括如下几个方面：\n 虽然静态传感器节点计算能力和通信能力较差，但是它们具有自己独特的特征，可以获取比较稳定的邻居节点信息，利用这个特征可以检测网络异常情况以及邻居节点的通信行为，为传感器网络提供安全保障。为了使传感器节点能够检测出入侵者，需要先建立一种简单的基于邻居节点的统计模型，然后用一种低复杂度的检测算法监测已接收到的数据包的接收功率、到达率和节点能量。首先提出了一种基于正态分布的统计模型，根据这个统计模型，提出了基于特征属性的入侵检测算法。分别基于数据包的接受功率、到达率和节点流量等三种特征属性，对入侵检测算法进行了性能仿真和分析。仿真表明，基于正态分布统计模型的入侵检测算法，能够检测邻居节点的异常，但存在一定的误差，并对影响检测的因素进行了定性分析。\n 特征检测是传感器网络中一种常用的入侵检测手段。入侵检测是否有效，在很大程度上取决于IDS(Intrusion Detection Systems, IDS)模块的布置。借助图论中最小割集和最小支配集的概念，把入侵检测模块布置在特定的传感器节点上，提出了一种能够提高检测率的IDS布置算法，算法采用了分布式的实现方式。最后通过仿真论证了基于特征检测的IDS布置算法的性能。仿真表明，与随机布置算法相比，这种优化布置算法不仅能大大提高检测率，而且还具有良好的收敛性。\n 提出了无线传感器网络中一种防御攻击的分布式入侵检测系统，包括以数据采集、处理和传输为目的的三层分层的体系结构和基于异常的分布式入侵检测算法。本地入侵检测系统(IDS)依附于WSN的每一个节点，其作用是采集网络运行的原始数据，以及计算本地异常指数，以此衡量当前节点的运行与正常运行情况之间的差别。在簇头和管理节点两个层次中进行异常指数的融合，分别形成簇级和网络级的异常指数。对融合算法进行了详细的数学描述和理论推导，通过仿真并借助ROC曲线，对节点、簇头、和管理节点的运行情况进行了性能评估，总体结果证实了体系结构和算法的有效性。研究表明，这种融合算法能大大提高系统的检测率。\n 识别异常行为是无线传感器网络进行入侵检测的一项重要任务，当识别异常时应使网络的通信开销和能量消耗达到最小。提出了一种基于分簇的分布式异常检测算法-3N算法。算法的实现过程是：首先对传感器的测量值进行分簇，在向其它节点传送分簇信息之前对簇进行融合。为了对分布式方式进行评估，对分布式算法与集中式算法进行了仿真与对比。仿真结果表明，这种方法与集中式方式的检测率相当，但通信开销大大减少。

关键词： 传感器   项目化教学   目标驱动  

摘要： "传感器与检测技术"是一门理论性和实践性都很强的课程。处理好理论学习和技能培养的关系、激发学生学习的兴趣和动力是教学效果优劣的关键。本文就自己在本课程的项目化教学改革和实践中的体会谈了一些自己的看法。