摘要：提出了一种基于STM32微控制器的电阻型湿度传感器校准系统,旨在提高传感器的工作性能,特别是要减少因湿滞和温度噪声等带来的误差。主要包括基于PID(比例微分积分)算法与PWM(脉宽调制)控制的饱和盐溶液相对湿度参考标准测试环境,干湿球温度计湿度辅助测试定标系统,以及Buck(降压斩波)开关电源和LDO(低压差线性稳压)电路组成的电源电路、恒温电路、气压检测电路、电机驱动电路和输出显示电路等模块的软硬件设计。最后自制GO/ZnO/PCF(氧化石墨烯/氧化锌/植物纤维素薄膜)电阻型湿度传感器,把该电阻型湿度传感器放置在各相对湿度参考标准测试环境中实时记录传感器输出电阻值并对其进行校准测试,经多轮试验和数据处理,运用二分查找算法获取该传感器对应湿度数据。研究结果表明,所设计的校准系统可以将湿度传感器误差控制在±2%RH内,并在标准湿度测试环境中实现10 s内达到90%的稳定响应。此外,经过误差校准后,传感器恢复至新的稳定状态所需的时间不超过30 s。该校准系统具有低成本、简便操作和便携性等显著优势,具有重要的实用价值。

摘要：为了解决电荷泵输出电压不可调的问题,设计了一种输出电压可控的电荷泵电路,该电路由高频振荡电路、负压产生电路、基准电路和反馈模块组成。与传统的电荷泵相比,输出电压更灵活,输出电压波纹更小,整体电路在东部0.18μm CMOS工艺下完成。仿真结果表明,在输入电流为100μA下,室温时,输出电压波纹在3 mV以内。在-40~125℃范围内,工艺角输出波纹在5 mV以内。该电荷泵电路在输出电压为-3~0 V工作稳定,已应用到轨对轨运放项目中。

摘要：设计一种手持式RFID血糖传感器,应用于体育运动训练中对运动员的血糖进行实时监测。将RFID电子标签与STM32微处理器嵌入到血糖传感器中,需要采集运动员的血糖数值时,通过线圈激活RFID标签与传感器,经微处理器将传感器的数据写入RFID标签。需要读出血糖数值时,可无线激活并读取传感器标签中保存的运动员血糖数值,并将具体数值显示在OLED液晶屏上和PC端远程数据平台,不需要使用时使整个电路处于修眠状态,极大程度提高了运动员血糖采集的效率,同时实现了无源、低成本、快速检测。

摘要：以所设计的一套新型机械结构、不受天气条件限制的光伏发电智能追光系统为研究对象，依据一定温度下太阳电池板最佳匹配负载电阻输出功率与光强成线性关系的原理设计控制程序，并通过实验研究的方法对该智能追光系统进行实验测试。实际测试结果表明，所设计的光伏智能追光系统达到预期性能指标，在4～5级风力下均可稳定运行，并且晴天、阴天和多云天气也可正常运行；系统的日发电量相比固定式安装平均提高20％，对进一步指导本地光伏电站优化，提高光伏发电效率具有重要的现实意义。

摘要：针对静态无线传感器网络(static wireless sensor network,SWSN)在图像监测中功耗分布不均、传输不可靠等问题,设计了基于移动无线传感器网络(mobile wireless sensor network,MWSN)的农田植株图像监测系统。选用JN5139模块搭配摄像头采集和编码图像,利用无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)搭载协调器收集信息。通过仿真和测试可得,节点在MWSN中的最小功耗为10μW,工作功耗为133 m W,在SWSN中为133 m W,路由节点功耗为普通节点的2倍;在10~35 m范围内,MWSN的信号强度为-68^-86 dbm,SWSN为-83^-85 dbm;在10~80 m范围内,MWSN的误码率范围是0~9.2%,SWSN是0~38.6%。试验时UAV在15 m高空悬停接收地面设备发出的图像数据,测得获取一张图片平均需135 s,图片分包平均为22次,解码后的图像可以较好的反映植株生长状态。上述结果表明,工作时间相同,MWSN中节点的功耗差异性小,呈均匀分布;在一定距离范围内,MWSN的传输能力和抗干扰能力整体上优于SWSN,能保证数据传输的可靠性,因此,基于移动无线传感器网络技术的图像监控系统能够满足大范围农田中植株图像的监测需求。

摘要：设计了一套基于计算机视觉技术的油炸薯片中丙烯酰胺含量的测定系统,图像获取装置采集每隔60 s从电炸锅内取出的薯片的双面图像,采用气相色谱-质谱法测定相应薯片的丙烯酰胺含量;采用图像滤波算法、彩色图像分割算法和颜色测量算法从双面图像中提取目标薯片,测量整体薯片的L*、a*、b*平均值。数据分析表明,薯片双面a*平均值的平均值与薯片中丙烯酰胺含量之间有很强的相关性(R2=0.971),建立了两者之间的线性回归方程。采集了10个不同品牌薯片的双面图像,将获取的双面a*平均值的平均值代入方程,计算得到的丙烯酰胺含量与标准化学方法测定值之间的最大相对误差为4.94%,表明该方法可行、准确。

摘要：射频识别(RFID)技术与传感器的一体化设计,具有数据采集便捷和部署方便等优点,在智慧农业和食品溯源监测领域具有潜在应用价值。提出一种基于氧化锌(ZnO)/还原氧化石墨烯(RGO)的无源RFID一体化温度传感器设计,传感器天线和电极主要采用微带贴片天线制作,天线及电极结构通过HFSS软件进行仿真设计及优化,然后利用热转印技术在环氧树脂覆铜板上通过化学刻蚀制备图形化电极;传感器的温敏材料为水热法制备的ZnO/RGO纳米复合材料。ZnO/RGO温敏材料阻抗随环境温度发生变化,从而引起RFID射频谐振中心频点偏移,以射频回波损耗和归一化频移来度量环境温度的变化,在10℃~60℃量程范围内,该传感器的温度灵敏度可达0.86 dB/℃,线性度R2=0.99。

摘要：提出一种提高虹膜定位速度的方法。虹膜定位分为内定位和外定位2个方面:在内定位方面,首先建立一种基于形态学腐蚀、膨胀的去噪方法,有效地抑制了眼睫毛的干扰,提高了采用灰度投影法进行瞳孔中心粗定位的精度,缩小了精定位的搜索范围。然后使用sobel算子获取边缘图像,并利用粗定位数据和实际经验值设计了有效去除边缘噪声的方法。最后运用本文提出的基于"小范围搜索"的方法对虹膜内边缘进行精定位;在外定位方面,利用虹膜内边缘定位数据及虹膜库的先验知识,在有效去噪的基础上,仍可采用小范围搜索的方法定位虹膜外边缘。实验结果表明,本文提出的虹膜定位算法可快速准确地定位出虹膜内外边缘,减少了Hough算法及一些现行算法搜索的盲目性,且具有一定的抗干扰能力。

摘要：针对垂直起降(VTOL)飞行器的定点降落控制问题,本文提出一种基于图像的视觉伺服控制方法。对于VTOL飞行器视觉伺服控制系统,利用机载摄像头采集图像信息,将反步法与滑模控制技术相结合,设计了视觉伺服控制器。由于该方法采用的视觉模型中包含与深度无关的图像雅克比矩阵,从而避免了特征点深度的测量与估计。利用李雅普诺夫理论证明了在控制器的作用下,VTOL飞行器视觉伺服系统渐近稳定;同时保证图像误差渐近收敛为零,飞行器最终到达期望降落位置。最后的仿真结果表明了所提出的控制方法实际有效。

摘要：研究具有随机时变时滞和系统不确定性的网络化切换控制系统基于观测器的鲁棒H∞控制器设计问题.首先,采用满足Bernoulli分布的随机序列来描述数据传输过程中的时变时滞现象;然后,在具有平均驻留时间(ADT)的切换信号下,设计基于观测器的控制器,目的是估计系统的状态以及衡量系统对扰动的鲁棒性;最后,基于李雅普诺夫(LKF)方法给出系统均方指数稳定且具有满意的H∞性能指标的充分条件,并以线性矩阵不等式(LMI)形式给出观测器和控制器的求解方法.仿真结果验证了所提出方法的有效性.