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石英挠性加速度计在线测试与分析系统 被引量:2
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作者 刘宏伟 石繁荣 陈雪冬 《自动化仪表》 CAS 2017年第3期62-65,共4页
石英挠性加速度计评价指标主要由零偏和标度因数组成。长期监测石英挠性加速度计的输出特性,能有效地分析其性能退化过程。针对石英挠性加速度计实时性能评测、参数建模等需求,设计了一种基于无线传感器网络的无线采集与实时分析处理系... 石英挠性加速度计评价指标主要由零偏和标度因数组成。长期监测石英挠性加速度计的输出特性,能有效地分析其性能退化过程。针对石英挠性加速度计实时性能评测、参数建模等需求,设计了一种基于无线传感器网络的无线采集与实时分析处理系统。系统以CC2530为核心,设计了无线传感器节点,采用Z-stack构建无线自组织网络;采用Mesh拓扑结构,集成以24位AD7734芯片为核心的模数转换电路,实现了石英挠性加速度计信号的高精度模数转换与无线传输。设计了可视化上位机终端控制台,实现了测控网络节点管理、远程控制、数据实时分析及加速度的零偏和标度因数的在线计算。设计了节点唯一标志,实现了网络数据的快速分类和管理。系统可容纳节点个数大于40,节点采样误差为0.033 9 m V,实现了加速度计的长期自动化数据采集。 展开更多
关键词 ZIGBEE 加速度计 上位机 无线传感器 最小二乘法 无线传输
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自适应Tree-Mesh结构的大棚无线监测网络设计 被引量:9
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作者 石繁荣 黄玉清 +1 位作者 任珍文 伍春 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期102-108,共7页
针对大棚基地作物状态及环境信息的无线采集的需求,设计了改进的分簇Tree-Mesh混合拓扑结构无线传感器网络,并利用ZigBee实现了组网和多跳通信,以CC2530为核心设计了多传感器无线节点硬件系统,基于Z-Stack协议栈设计了有限状态机节点程... 针对大棚基地作物状态及环境信息的无线采集的需求,设计了改进的分簇Tree-Mesh混合拓扑结构无线传感器网络,并利用ZigBee实现了组网和多跳通信,以CC2530为核心设计了多传感器无线节点硬件系统,基于Z-Stack协议栈设计了有限状态机节点程序。同时,针对无线节点低功耗和网络信息低冗余的要求,设计了基于接收信号强度指示的最佳发射功率自适应机制,和基于感知数据差值的最小传输数据冗余自适应机制。试验结果表明,节点单跳和多跳通信速率典型值分别为20与0.3kb/s,采用干电池供电和直流供电的节点通信距离分别可达30和90m。仿真结果证明采用低功耗自适应机制的节点功耗降低了38.44%,可用作大棚基地的环境监测。 展开更多
关键词 传感器 拓扑 监测 Tree-Mesh ZigBee CC2530 自适应 低功耗
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基于ZigBee的多传感器物联网无线监测系统 被引量:19
3
作者 石繁荣 黄玉清 任珍文 《电子技术应用》 北大核心 2013年第3期96-99,共4页
针对无线传感器网络在物联网无线监测中的应用,基于ZigBee技术组建树形无线网络,以SoC芯片CC2530为核心设计模块化无线节点硬件,集成了含温湿度和振动量等的多传感器模块,基于Z-stack协议栈完成了多传感器有限状态机程序和低功耗节点程... 针对无线传感器网络在物联网无线监测中的应用,基于ZigBee技术组建树形无线网络,以SoC芯片CC2530为核心设计模块化无线节点硬件,集成了含温湿度和振动量等的多传感器模块,基于Z-stack协议栈完成了多传感器有限状态机程序和低功耗节点程序,并改进了协议栈对链路失效的管理机制。通过大量实验获取统计数据,无线节点点对点传输速率典型值为20 kb/s,多跳传输典型值为0.3 kb/s,系统具有较强的扩展性,能够较好地满足智能家居和安防监测等物联网应用。 展开更多
关键词 物联网 多传感器 ZIGBEE CC2530 低功耗 无线监测
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基于FPGA的主从式高速数据采集与传输系统 被引量:3
4
作者 石繁荣 黄玉清 《电子技术应用》 北大核心 2011年第5期82-85,93,共5页
针对数据采集系统有信号形式多样、实时传输和灵活配置的要求,介绍了一种基于FPGA的数据采集和传输系统,以及系统数字电路的程序设计。该系统以现场可编程逻辑阵列(FPGA)作为数据采集、预处理、组帧和传输的控制核心,通过低速串口接收... 针对数据采集系统有信号形式多样、实时传输和灵活配置的要求,介绍了一种基于FPGA的数据采集和传输系统,以及系统数字电路的程序设计。该系统以现场可编程逻辑阵列(FPGA)作为数据采集、预处理、组帧和传输的控制核心,通过低速串口接收控制命令,以高速USB接口向控制台发送采集数据帧,设计了数字FIR滤波器滤除采集电路的信号干扰。测试结果表明,直流(DC)信号的平均测量精度为0.293%,交流(AC)信号的平均测量精度为0.642%,通道间相位差小于10°,适用于遥测和数据处理系统。 展开更多
关键词 高速 数据采集 多通道 可配置 FPGA
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北斗在移动资产定位系统中的应用
5
作者 郭秋梅 张秋云 +2 位作者 曾闵 石繁荣 罗颖 《自动化仪表》 CAS 2017年第8期37-39,44,共4页
针对人们日常生活和工作中移动资产存在的安全风险问题,设计了一套基于北斗定位和安卓技术的定位系统,以实现移动资产定位追踪和位置信息上报。系统包括资产定位硬件终端和人机交互手机客户端两部分。硬件终端以低功耗微处理器MSP430为... 针对人们日常生活和工作中移动资产存在的安全风险问题,设计了一套基于北斗定位和安卓技术的定位系统,以实现移动资产定位追踪和位置信息上报。系统包括资产定位硬件终端和人机交互手机客户端两部分。硬件终端以低功耗微处理器MSP430为核心实现信息处理与交互,由北斗和GSM模块为移动资产提供定位信息。在卫星信号较好的室外,直接通过北斗进行定位;而在室内卫星信号较弱或卫星信号丢失时由GSM辅助定位,从而最大限度地保障移动资产位置信息不丢失。资产位置信息由GSM模块通过移动通信网络发送至客户端。手机客户端采用JAVA语言进行开发,具备资产位置查询、移动路径显示等功能,方便用户对资产进行实时定位追踪。试验测试结果表明,该系统运行稳定、可靠,能够在室内、外等多种环境中准确定位追踪移动资产,为移动资产的安全提供有力保障,同时也为北斗技术在工农业领域的应用提供参考。 展开更多
关键词 北斗 定位系统 移动通信 安卓 GSM MSP430 低功耗 追踪
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光伏电池输出特性仿真分析 被引量:1
6
作者 李怀良 石繁荣 《电子世界》 2017年第4期69-70,共2页
太阳能作为最清洁的能源之一受到人们的青睐。本文主要开展光伏电池建模及其输出特性研究,首先分析光伏电池的等效电路模型及数学模型,基于MATLAB/Simulink上建立仿真模型。基于该模型完成光伏电池的输出特性分析,进一步分析光照强度变... 太阳能作为最清洁的能源之一受到人们的青睐。本文主要开展光伏电池建模及其输出特性研究,首先分析光伏电池的等效电路模型及数学模型,基于MATLAB/Simulink上建立仿真模型。基于该模型完成光伏电池的输出特性分析,进一步分析光照强度变化下的输出特性以分析最大功率点。结果表明光伏电池的最大功率输出点大致在最大功率电压的平均值处,本文可为光伏电池最大功率跟随算法设计和研究提供借鉴。 展开更多
关键词 光伏电池 MPPT MATLAB/SIMULINK 扰动观察法
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基于嵌入式的硫化铅蓄电池修复技术研究 被引量:2
7
作者 荣文钲 庹先国 +1 位作者 石繁荣 杨晶惠 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1645-1647,共3页
针对铅酸蓄电池因硫化现象而造成的无法充电或充不满电的问题,设计了一套基于AVR单片机的铅蓄电池修复仪,采用复合频率脉冲技术实现对铅酸蓄电池硫化问题的活化处理,通过采用4组不同年份及硫化程度不同已经失效的铅酸蓄电池进行了实验测... 针对铅酸蓄电池因硫化现象而造成的无法充电或充不满电的问题,设计了一套基于AVR单片机的铅蓄电池修复仪,采用复合频率脉冲技术实现对铅酸蓄电池硫化问题的活化处理,通过采用4组不同年份及硫化程度不同已经失效的铅酸蓄电池进行了实验测试,结果表明修复后电池容量平均能恢复到额定容量90%以上,具有很高的实用价值和推广价值。 展开更多
关键词 铅酸蓄电池 硫酸盐化 嵌入式 复合脉冲技术
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改进KAZE算法的移动目标检测 被引量:4
8
作者 罗宇 黄玉清 石繁荣 《传感器与微系统》 CSCD 2019年第8期126-128,共3页
针对KAZE算法特征提取速度慢以及移动目标检测效果差等问题,提出一种改进KAZE算法的移动目标检测算法。在原有KAZE算法基础上,对求解线性非尺度空间的迭代步长进行了重新修正;在特征匹配阶段,对特征点在相邻帧间位移进行求解后,用于背... 针对KAZE算法特征提取速度慢以及移动目标检测效果差等问题,提出一种改进KAZE算法的移动目标检测算法。在原有KAZE算法基础上,对求解线性非尺度空间的迭代步长进行了重新修正;在特征匹配阶段,对特征点在相邻帧间位移进行求解后,用于背景估计。实验结果表明:改进后的算法加速了非线性尺度空间的求解,特征点提取速度提升了9. 3%,特征匹配率提升了1. 6%;用于无人机移动目标检测中,也取得了良好效果。 展开更多
关键词 KAZE算法 特征提取 特征匹配 目标检测
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无阈值改进随机抽样一致性点云配准算法 被引量:4
9
作者 彭杰 李磊民 石繁荣 《制造业自动化》 CSCD 2020年第10期72-76,共5页
针对点云配准中存在大量错误点对,影响点云配准精度以及收敛速度问题,提出一种基于错误点对剔除的无阈值改进随机抽样一致性配准算法。在特征点提取阶段:引入边缘点检测算法剔除特征点中的边缘点,减少特征匹配中边缘点因特征描述不完整... 针对点云配准中存在大量错误点对,影响点云配准精度以及收敛速度问题,提出一种基于错误点对剔除的无阈值改进随机抽样一致性配准算法。在特征点提取阶段:引入边缘点检测算法剔除特征点中的边缘点,减少特征匹配中边缘点因特征描述不完整而产生的错误点对;在误匹配剔除阶段:基于错误点对在同一点云以及两点云间的空间位置分布特性,采用距离约束法结合无阈值改进随机抽样一致性(RANSAC)算法剔除初始点对中错误点对,得到最终的匹配点对进行点云配准。实验结果表明:相比传统点云配准算法,改进算法有效提高了点云的配准精度以及收敛速度。 展开更多
关键词 三维点云配准 误匹配点对剔除 边缘点检测 距离约束法 无阈值改进RANSAC算法
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智能iBeacon测距报警系统 被引量:2
10
作者 冉莉莉 石繁荣 车洪彬 《传感器与微系统》 CSCD 2017年第5期116-119,共4页
针对随身重要物品防丢失和找回的需求,基于最新的蓝牙低能耗技术,以iBeacon设备为核心、结合Android终端设计了一种低成本短距离测距报警系统。通过将iBeacon设备嵌入到重要物品中,并周期向Android终端发送Beacon帧,终端服务程序根据帧... 针对随身重要物品防丢失和找回的需求,基于最新的蓝牙低能耗技术,以iBeacon设备为核心、结合Android终端设计了一种低成本短距离测距报警系统。通过将iBeacon设备嵌入到重要物品中,并周期向Android终端发送Beacon帧,终端服务程序根据帧信息和RSSI值计算设备与终端的大致距离。服务程序可根据用户设置的报警阈值,向用户提供物品在范围内、不在范围内和在目标设备上三类信息。经验证,系统平均有效报警距离在2 m左右,触发报警平均时间20 s以内。 展开更多
关键词 蓝牙低能耗 iBeacon ANDROID 测距警报
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基于CC2530的改进TPSN算法 被引量:3
11
作者 张清华 黄玉清 +1 位作者 石繁荣 陈路路 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第7期155-157,共3页
针对无线传感器网络(WSNs)振动监测同步精度低的问题,提出了一种基于帧首定界符(SFD)硬件捕获机制的改进传感器网络时间同步协议(TPSN)。采用硬件捕获时间戳的方式消除部分软件延迟因素,如发送延迟、访问延迟和接收延迟,在补偿时钟偏差... 针对无线传感器网络(WSNs)振动监测同步精度低的问题,提出了一种基于帧首定界符(SFD)硬件捕获机制的改进传感器网络时间同步协议(TPSN)。采用硬件捕获时间戳的方式消除部分软件延迟因素,如发送延迟、访问延迟和接收延迟,在补偿时钟偏差的同时采用最小二乘法估计补偿时钟漂移。为验证算法可行性,选用链状拓扑结构,在CC2530硬件平台上进行了单跳及多跳同步测试。试验结果表明:单跳误差0.727_(μs),2跳误差2.65_(μs),3跳误差6.833_(μs)。相比典型TPSN,提出的算法具有较好的同步效果,可满足振动监测应用需求。 展开更多
关键词 无线传感器网络 帧首定界符 时间同步 CC2530 传感器网络时间同步协议
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基于PEMFC延时特性的发电系统建模与控制 被引量:2
12
作者 冉莉莉 石繁荣 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第10期1416-1419,共4页
针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统延时特性,建立了1.2 k W PEMFC简化动态模型,并与实验数据对比验证了模型的有效性。在此基础上,构建了包含50 k W PEMFC系统、DC/DC变换器、DC/AC逆变器和滤波器在内的PEMFC发电系统模型,对并网运行... 针对质子交换膜燃料电池(PEMFC)系统延时特性,建立了1.2 k W PEMFC简化动态模型,并与实验数据对比验证了模型的有效性。在此基础上,构建了包含50 k W PEMFC系统、DC/DC变换器、DC/AC逆变器和滤波器在内的PEMFC发电系统模型,对并网运行和独立运行模式分别提出了同步PI电流控制和电压瞬时值反馈PI控制策略。仿真分析结果表明控制策略效果良好,能满足不同运行状态的要求。 展开更多
关键词 质子交换膜燃料电池 DC/DC变换器 DC/AC逆变器 控制策略
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面向结构健康监测的改进FTSP算法设计 被引量:2
13
作者 陈路路 李磊民 石繁荣 《测控技术》 2019年第3期37-41,共5页
针对无线传感器网络桥梁结构健康监测同步精度低的问题,采用迭代加权最小二乘法估计及补偿时钟漂移,设计了一种基于帧首定界符(SFD)硬件捕获机制的改进泛洪时间同步算法(FTSP),并与经典FTSP算法进行对比研究。根据桥梁结构,选用线性链... 针对无线传感器网络桥梁结构健康监测同步精度低的问题,采用迭代加权最小二乘法估计及补偿时钟漂移,设计了一种基于帧首定界符(SFD)硬件捕获机制的改进泛洪时间同步算法(FTSP),并与经典FTSP算法进行对比研究。根据桥梁结构,选用线性链状网络拓扑结构,在CC2530硬件平台上测得单跳网络平均同步误差为3. 148μs,3跳网络平均同步误差为9. 167μs。试验结果表明,改进FTSP算法有效地解决了发送延迟、访问延迟、接收延迟,以及异常数据对时间同步精度及稳定性影响的问题,是一种满足桥梁结构健康监测应用的高精度、高稳定性时间同步算法。 展开更多
关键词 无线传感器网络 帧首定界符 泛洪时间同步算法 迭代加权最小二乘法 CC2530
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ZigBee网络拓扑可视化再现算法研究 被引量:3
14
作者 任珍文 石繁荣 《自动化仪表》 CAS 2017年第12期84-88,共5页
基于Zig Bee的网络拓扑结构在网络性能分析、网络节点部署、节点压力测试、安全监控等方面起着重要作用。但是在拓扑结构可视化时,由于网络拓扑图可视化模型会出现点覆盖、边交叉和图形拥塞,导致算法复杂度高、耗时陡增,影响可视化效果... 基于Zig Bee的网络拓扑结构在网络性能分析、网络节点部署、节点压力测试、安全监控等方面起着重要作用。但是在拓扑结构可视化时,由于网络拓扑图可视化模型会出现点覆盖、边交叉和图形拥塞,导致算法复杂度高、耗时陡增,影响可视化效果。为了解决以上问题,并满足实时在线显示需求,提出了一种基于坐标变换-虚拟节点模型的Zig Bee Tree-Star型网络拓扑结构可视化再现算法。该算法能够自适应节点变化。在节点数量较少时,层次算法模型对节点进行布局规划;当节点数量较多时,虚拟节点模型对布局进行扩展延伸。该算法对Zig Bee网络管理具有较高的参考价值。试验表明,该算法所需时间复杂度与空间复杂度低,可解决大量边交叉导致的布局混乱问题,并能适应Zig Bee网络大规模节点的实时可视化需求。 展开更多
关键词 无线传感器网络 物联网 ZIGBEE 网络拓扑 虚拟节点 可视化 网络仿真
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面向巷道环境的稀疏锚节点UWB定位方法
15
作者 汪亮 李宗林 石繁荣 《计算机测量与控制》 2023年第8期211-216,共6页
井下巷道人员及设备定位是智慧矿山的重要功能,UWB定位系统依赖定位区域提前部署的大量锚节点,存在部署成本高的问题;针对上述问题,提出了巷道环境稀疏锚节点定位方法,以降低定位系统的部署成本;结合巷道特殊环境,设计了两点定位法获得... 井下巷道人员及设备定位是智慧矿山的重要功能,UWB定位系统依赖定位区域提前部署的大量锚节点,存在部署成本高的问题;针对上述问题,提出了巷道环境稀疏锚节点定位方法,以降低定位系统的部署成本;结合巷道特殊环境,设计了两点定位法获得标签节点的位置信息;设计了锚节点上安装双测距模块的锚节点的方法,获得两条不同的测距信息,提高了节点定位速率;提出了设置虚拟锚节点方法,将已定位的标签节点升级为虚拟锚节点,增加锚节点的密度,提高定位精度;最后的结果表明:该方法能够有效地降低锚节点的数量,减少人工部署的成本,提高节点的定位率。 展开更多
关键词 巷道 稀疏 虚拟锚节点 定位
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一种新型滑坡体无线远程监测系统设计 被引量:5
16
作者 吕中云 庹先国 +1 位作者 李怀良 石繁荣 《金属矿山》 CAS 北大核心 2016年第10期128-131,共4页
针对目前滑坡体监测仪器高测量精度、高可靠性、高自动化程度及低功耗的要求,设计了一套滑坡体全数字高精度自动远程监测系统。系统以STM32为核心,集成了SCA100T高精度双轴加速度传感器、MPS-S-400 mm-P位移传感器及SRY-1雨量计,采用SIM... 针对目前滑坡体监测仪器高测量精度、高可靠性、高自动化程度及低功耗的要求,设计了一套滑坡体全数字高精度自动远程监测系统。系统以STM32为核心,集成了SCA100T高精度双轴加速度传感器、MPS-S-400 mm-P位移传感器及SRY-1雨量计,采用SIM900模块实现GSM网络接入,基于12 V/40 AH蓄电池和小型太阳能发电系统完成系统持续供电。系统程序设计采用动态周期采集机制降低功耗,利用雨量阈值触发,驱动倾角传感器与位移传感器采集,并启动GSM实现远程数据传输。实验结果表明:系统能够实现滑坡体区域的雨量、表面位移和深部倾角参数自动化远程采集与传输;雨量采集精度为0.1 mm、地表位移采集精度为0.022 mm、深部倾角采集精度高达0.035°;该系统在无太阳能充电的环境下续航时间持续15 d,正常日照条件下持续工作时间大于90 d。 展开更多
关键词 滑坡监测 全数字 高精度 STM32
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一种滑坡无线网络监测系统 被引量:1
17
作者 江山 庹先国 +1 位作者 石繁荣 邢启阳 《金属矿山》 CAS 北大核心 2017年第5期140-144,共5页
滑坡监测的重点是对滑坡体倾斜角变化的监测。针对目前滑坡监测仪器高精度、高可靠性、高自动化程度及高便携性的要求,提出了一种基于SCA100T和CC2530的无线滑坡监测系统。系统以STM32单片机作为主控MCU,采用SIM900模块实现GSM网络接入... 滑坡监测的重点是对滑坡体倾斜角变化的监测。针对目前滑坡监测仪器高精度、高可靠性、高自动化程度及高便携性的要求,提出了一种基于SCA100T和CC2530的无线滑坡监测系统。系统以STM32单片机作为主控MCU,采用SIM900模块实现GSM网络接入,基于9 V干电池,12 V、40 Ah蓄电池和小型太阳能发电系统完成系统持续供电;分为采集终端、采集站、接收主机3部分。采集站通过SCA100T传感器采集滑坡体倾角信息,各采集站和采集终端之间采用Zig Bee进行通信,采集站基于GSM网络将数据发送至远程的接收主机。系统程序设计采用主动上传与定时上传相结合的机制降低功耗,利用短信触发或定时器定时触发,驱动倾角传感器采集,并启动GSM模块实现远程自动化传输。该系统倾角监测绝对精度高达0.035°。 展开更多
关键词 滑坡 SCA100T ZIGBEE STM32 无线监测系统
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