導(dǎo)言：作為寫作愛好者，不可錯(cuò)過為您精心挑選的10篇傳感器技術(shù)論文，它們將為您的寫作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

篇1

2傳感器技術(shù)在機(jī)電技術(shù)當(dāng)中的應(yīng)用

由于傳感器的電磁兼容性能比較強(qiáng)，因此具有較高的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)可行性，同時(shí)還不容易丟失其中的模塊參數(shù)。智能濾波算法以及A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)等先進(jìn)的技術(shù)都在傳感器當(dāng)中得到了應(yīng)用，就算是滿量程的時(shí)候，傳感器仍然可以使穩(wěn)定的輸出碼得到保證。傳感器的通訊接口屬于標(biāo)準(zhǔn)的接口，其能夠與計(jì)算機(jī)進(jìn)行直接的連接，同時(shí)也可以連接標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)控制總線，具有十分靈活的使用方式。

2.1在機(jī)器人中傳感器技術(shù)的應(yīng)用

作為典型的仿生裝置，機(jī)器人對(duì)傳感器技術(shù)進(jìn)行了充分的應(yīng)用。通過將感知到的物理量向電量進(jìn)行轉(zhuǎn)化，機(jī)器人就可以實(shí)現(xiàn)信息輸出，在這個(gè)過程中對(duì)機(jī)器人傳感技術(shù)進(jìn)行了充分的利用，其中包括兩方面的內(nèi)容，也就是外部傳感器以及內(nèi)部傳感器。外部傳感器需要通過檢測(cè)外部信息，從而對(duì)工作環(huán)境進(jìn)行判別，為機(jī)器人提供必要的信息，使之能夠?qū)Σ僮鲗?duì)象進(jìn)行準(zhǔn)確的控制。而實(shí)施系統(tǒng)的控制是內(nèi)部傳感器的主要功能，其能夠?qū)C(jī)器人的狀態(tài)進(jìn)行有效的檢測(cè)，保證機(jī)器人在工作的過程中能夠按照要求來進(jìn)行。內(nèi)部傳感器可以將具有價(jià)值的信息提供給外部傳感器，從而能夠使機(jī)器人對(duì)外部的環(huán)境產(chǎn)生有效的感知，并且將相應(yīng)的動(dòng)作做出。與此同時(shí)，在科技生產(chǎn)的過程中，還可以利用對(duì)機(jī)器人的操作從而能夠?qū)Ψ答伒囊庖娺M(jìn)行獲取。

2.2在機(jī)械制造行業(yè)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用

由于在機(jī)械制造行業(yè)當(dāng)中需要實(shí)施包括加工精度等在內(nèi)的動(dòng)態(tài)特性測(cè)量，因此要利用傳感器針對(duì)機(jī)械阻抗以及振動(dòng)等相關(guān)部件當(dāng)中的參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，從而對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行檢驗(yàn)。如果需要在線監(jiān)測(cè)與控制超精加工中的零件尺寸的時(shí)候，就要利用傳感器將相關(guān)的信息提供出來。比如利用傳感器針對(duì)數(shù)控車床中車刀的位置進(jìn)行檢測(cè)；由于工件的表面精度以及尺寸在很大程度上都會(huì)受到刀尖形狀的影響，可以采用在車刀上放置的振動(dòng)傳感器對(duì)其鋒銳的程度進(jìn)行檢驗(yàn)。還可以利用液面?zhèn)鞲衅麽槍?duì)液壓系統(tǒng)中的油量以及車床中的油進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

2.3在環(huán)境當(dāng)中傳感技術(shù)的應(yīng)用

傳感器網(wǎng)絡(luò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)當(dāng)中通常具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，其中包括無需專人現(xiàn)場(chǎng)維護(hù)、可以長(zhǎng)期不用對(duì)電池進(jìn)行更換、具有十分簡(jiǎn)單的布置等。可以利用對(duì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密集的布置，從而對(duì)微觀的環(huán)境因素進(jìn)行觀察。在環(huán)境監(jiān)測(cè)領(lǐng)域當(dāng)中對(duì)傳感器網(wǎng)絡(luò)具有非常廣泛的應(yīng)用，其中包括微觀觀測(cè)生物群落、森林火災(zāi)報(bào)警、觀察氣象現(xiàn)象、觀測(cè)海島鳥類的生活規(guī)律等。

2.4在火災(zāi)報(bào)警當(dāng)中傳感器技術(shù)的應(yīng)用

防災(zāi)報(bào)警裝置是現(xiàn)代建筑必須要具備的，其中最為關(guān)鍵的就是火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。在發(fā)生火災(zāi)的時(shí)候一般都會(huì)出現(xiàn)有害氣體、高溫、火光以及煙霧等。如果將傳感器運(yùn)用到火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)當(dāng)中，就可以對(duì)異常的信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之變成容易進(jìn)行傳送的形式，然后就可以利用消防網(wǎng)絡(luò)向指揮中心提供火災(zāi)地點(diǎn)的報(bào)告。

篇2

隨著傳感器技術(shù)、信息處理技術(shù)、測(cè)量技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，智能駕駛系統(tǒng)（輔助駕駛系統(tǒng)一無人駕駛系統(tǒng)）也得了飛速的發(fā)展。消費(fèi)者越來越注重駕駛的安全性與舒適性，這就要求傳感器能識(shí)別在同一車道上前方行駛的汽車，并能在有障礙時(shí)提醒駕駛員或者自動(dòng)改變汽車狀態(tài)，以避免事故訴發(fā)生。國際上各大汽車公司也都致力于這方面的研究，并開發(fā)了一系列安全駕駛系統(tǒng)，如碰撞報(bào)警系統(tǒng)（CW）、偏向報(bào)警系統(tǒng)（LDW）和智能巡游系統(tǒng)（ICC）等。國內(nèi)在這些方面也有一定的研究，但與國外相比仍存在較大的差距。本文將主要討論多傳感器信息融合技術(shù)在智能駕駛系統(tǒng)（ITS）中的應(yīng)用。

1ICC/CW和LDW系統(tǒng)中存在的問題

1.1ICC/CW系統(tǒng)中的誤識(shí)別問題

ICC/CW系統(tǒng)中經(jīng)常使用單一波束傳感器。這類傳感器利用非常狹窄的波束寬度測(cè)定前方的車輛，對(duì)于彎曲道路（見圖1（a）），前后車輛很容易駛出傳感器的測(cè)量范圍，這將引起智能巡游系統(tǒng)誤加速。如果前方車輛減速或在拐彎處另一輛汽車駛?cè)氡拒嚨溃鲎矆?bào)警系統(tǒng)將不能在安全停車范圍內(nèi)給出響應(yīng)而容易產(chǎn)生碰撞。類似地，當(dāng)彎曲度延伸時(shí)（見圖1(b)），雷達(dá)系統(tǒng)易把鄰近道路的車輛或路邊的防護(hù)欄誤認(rèn)為是障礙而給出報(bào)警。當(dāng)?shù)缆凡黄教箷r(shí)，雷達(dá)傳感器前方的道路是斜向上，小丘或小堆也可能被誤認(rèn)為是障礙，這些都降低了系統(tǒng)的穩(wěn)定性?，F(xiàn)在有一些濾波算法可以處理這些問題并取得了一定效果，但不能徹底解決。

1.2LDW系統(tǒng)中存在的場(chǎng)景識(shí)別問題

LDW系統(tǒng)中同樣存在公共駕駛區(qū)場(chǎng)景識(shí)別問題。LDW系統(tǒng)依賴于一側(cè)的攝像機(jī)（經(jīng)常僅能測(cè)道路上相鄰車輛的位置），很難區(qū)分彎曲的道路和做到多樣的個(gè)人駕駛模式。LDW系統(tǒng)利用一個(gè)前向攝像機(jī)探測(cè)車輛前方道路的地理狀況，這對(duì)于遠(yuǎn)距離測(cè)量存在著精確性的問題，所有這些都影響了TLC（Time-to-Line-Crossing）測(cè)量的準(zhǔn)確性。現(xiàn)常用死區(qū)識(shí)別和駕駛信息修訂法進(jìn)行處理，但并不能給出任何先驗(yàn)知識(shí)去識(shí)別故障。

2多傳感器信息融合技術(shù)在ITS系統(tǒng)中的應(yīng)用

針對(duì)以上系統(tǒng)存在的一些問題，研究者們紛紛引入了多傳感器信息融合技術(shù)，并提出了不同的融合算法?；谝曈X系統(tǒng)的傳感器可以提供大量的場(chǎng)景信息，其它傳感器（如雷達(dá)或激光等）可以測(cè)定距離、范圍等信息，對(duì)兩方面的信息融合處理后能夠給出更可靠的識(shí)別信息。融合技術(shù)可以采用Beaurais等人于1999年提出的CLARK算法（CombinedLikelihoodAddingRadar）和InstitudeNeuroinformatik提出的ICDA（IntegrativeCouplingofDifferentAlgorithms）算法等方法實(shí)現(xiàn)。

2.1傳感器的選擇

識(shí)別障礙的首要問題是傳感器的選擇，下面對(duì)幾種傳感器的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行說明（見表1）。探測(cè)障礙的最簡(jiǎn)單的方法是使用超聲波傳感器，它是利用向目標(biāo)發(fā)射超聲波脈沖，計(jì)算其往返時(shí)間來判定距離的。該方法被廣泛應(yīng)用于移動(dòng)機(jī)器人的研究上。其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜，易于使用，且在10m以內(nèi)能給出精確的測(cè)量。不過在ITS系統(tǒng)中除了上文提出的場(chǎng)景限制外，還有以下問題。首先因其只能在10m以內(nèi)有效使用，所以并不適合ITS系統(tǒng)。另外超聲波傳感器的工作原理基于聲，即使可以使之測(cè)達(dá)100m遠(yuǎn)，但其更新頻率為2Hz，而且還有可能在傳輸中受到其它信號(hào)的干擾，所以在CW/ICC系統(tǒng)中使用是不實(shí)際的。

表1傳感器性能比較

傳感器類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

超聲波

視覺

激光雷達(dá)

MMW雷達(dá)價(jià)格合理，夜間不受影響。

易于多目標(biāo)測(cè)量和分類，分辨率好。

價(jià)格相合理，夜間不受影響

不受燈光、天氣影響。測(cè)量范圍小，對(duì)天氣變化敏感。

不能直接測(cè)量距離，算法復(fù)雜，處理速度慢。

對(duì)水、灰塵、燈光敏感。

價(jià)格貴

視覺傳感器在CW系統(tǒng)中使用得非常廣泛。其優(yōu)點(diǎn)是尺寸小，價(jià)格合理，在一定的寬度和視覺域內(nèi)可以測(cè)量定多個(gè)目標(biāo)，并且可以利用測(cè)量的圖像根據(jù)外形和大小對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類。但是算法復(fù)雜，處理速度慢。

雷達(dá)傳感器在軍事和航空領(lǐng)域已經(jīng)使用了幾十年。主要優(yōu)點(diǎn)是可以魯棒地探測(cè)到障礙而不受天氣或燈光條件限制。近十年來隨著尺寸及價(jià)格的降低，在汽車行業(yè)開始被使用。但是仍存在性價(jià)比的問題。

為了克服這些問題，利用信息融合技術(shù)提出了一些新的方法，利用這些方式可以得到較單一傳感器更為可靠的探測(cè)。

2.2信息融合的基本原理

所謂信息融合就是將來自多個(gè)傳感器或多源的信息進(jìn)行綜合處理，從而得出更為準(zhǔn)確、可靠的結(jié)論。多傳感器信息融合是人類和其它生物系統(tǒng)中普遍存在的一種基本功能，人類本地地具有將身體上的各種功能器官（眼、耳、鼻、四肢）所探測(cè)的信息(景物、聲音、氣味和觸覺)與先驗(yàn)知識(shí)進(jìn)行綜合的能力，以便對(duì)其周圍的環(huán)境和正在發(fā)生的事件做出估計(jì)。由于人類的感官具有不同度量特征，因而可測(cè)出不同空間范圍的各種物理現(xiàn)象，這一過程是復(fù)雜的，也是自適應(yīng)的。它將各種信息（圖像、聲音、氣味和物理形狀或描述）轉(zhuǎn)化成對(duì)環(huán)境的有價(jià)值的解釋。

多傳感器信息融合實(shí)際上是人對(duì)人腦綜合處理復(fù)雜問題的一種功能模擬。在多傳感器系統(tǒng)中，各種傳感器提供的信息可能具有不同的特片：對(duì)變的或者非時(shí)變的，實(shí)時(shí)的或者非實(shí)時(shí)的，模糊的或者確定的，精確的或者不完整的，相互支持的或者互補(bǔ)的。多傳感器信息融合就像人腦綜合處理信息的過程一樣，它充分利用多個(gè)傳感器資源，通過對(duì)各種傳感器及其觀測(cè)信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時(shí)間上的互補(bǔ)與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則結(jié)合起來，產(chǎn)生對(duì)觀測(cè)環(huán)境的一致性解釋或描述。信息融合的目標(biāo)是基于各種傳感器分離觀測(cè)信息，通過對(duì)信息的優(yōu)化組合導(dǎo)出更多的有效信息。這是最佳協(xié)同作用的效果，它的最終目的是利用多個(gè)傳感器共同或聯(lián)合操作的優(yōu)勢(shì)來提高整個(gè)系統(tǒng)的有效性。

2.3常用信息融合算法

信息融合技術(shù)涉及到方面的理論和技術(shù)，如信息處理、估計(jì)理論、不確定性理論、模式識(shí)別、最優(yōu)化技術(shù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和人工智能等。由不同的應(yīng)用要求形成的各種方法都是融合方法的個(gè)子集。表2歸納了一些常用的信息融合方法。

表2信息融合方法

經(jīng)典方法現(xiàn)代方法

估計(jì)方法統(tǒng)計(jì)方法信息論方法人工智能方法

加權(quán)平均法經(jīng)典推理法聚類分析模糊邏輯

極大似然估計(jì)貝葉斯估計(jì)模板法產(chǎn)生式規(guī)則

最小二乘法品質(zhì)因素法熵理論神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)

卡爾曼濾波D-S證據(jù)決策理論遺傳算法

模糊積分理論

2.4智能駕駛系統(tǒng)中信息融合算法的基本結(jié)構(gòu)

由于單一傳感器的局限性，現(xiàn)在ITS系統(tǒng)中多使用一組傳感器探測(cè)不同視點(diǎn)的信息，再對(duì)這些信息進(jìn)行融合處理，以完成初始目標(biāo)探測(cè)識(shí)別。在智能駕駛系統(tǒng)中識(shí)別障礙常用的算法結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3CLARK算法

CLARK算法是用于精確測(cè)量障礙位置和道路狀況的方法，它同時(shí)使用來自距離傳感器（雷達(dá)）和攝像機(jī)的信息。CLARK算法主要由以下兩部分組成：①使用多傳器融合技術(shù)對(duì)障礙進(jìn)行魯棒探測(cè)；②在LOIS（LikelihoodofImageShape）道路探測(cè)算法中綜合考慮上述信息，以提高遠(yuǎn)距離道路和障礙的識(shí)別性能。

3.1用雷達(dá)探測(cè)障礙

目前經(jīng)常使用一個(gè)雷達(dá)傳感器探測(cè)前方的車輛或障礙。如前面所分析，雷達(dá)雖然在直路上的性能良好，但當(dāng)?shù)缆窂澢鷷r(shí)，探測(cè)的信號(hào)將完全可靠，有時(shí)還會(huì)有探測(cè)的盲點(diǎn)或產(chǎn)生錯(cuò)誤報(bào)警。為了防止錯(cuò)誤報(bào)警，常對(duì)雷達(dá)的輸出進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)卡爾曼（Kalman）濾波，但這并不能有效解決探測(cè)盲點(diǎn)問題。為了更可靠地解決這類問題，可以使用掃描雷達(dá)或多波束雷達(dá)，但其價(jià)格昂貴。這里選用低價(jià)的視覺傳感器作為附加信息，視覺傳感器經(jīng)常能提供掃描雷達(dá)和多波束雷達(dá)所不能提供的信息。

3.2在目標(biāo)識(shí)別中融合視覺信息

CLARK算法使用視覺圖像的對(duì)比度和顏色信息探測(cè)目標(biāo)，使用矩形模板方法識(shí)別目標(biāo)。這個(gè)模板由具有不同左右邊界和底部尺寸的矩形構(gòu)成，再與視覺圖像對(duì)比度域匹配，選擇與雷達(dá)傳感器輸出最接近的障礙模板。

CLARK算法首先對(duì)雷達(dá)信號(hào)進(jìn)行卡爾曼濾波，用于剔除傳感器輸出的強(qiáng)干擾，這出下列狀態(tài)和觀測(cè)方程處理：

D（t）=R(t)+v(t)

式中，R（t）為前方障礙的真實(shí)距離（未知），R（t）是其速度（未知，）D（t）為距離觀測(cè)值，Δt為兩次觀測(cè)的問題時(shí)間，w（t）和v(t)為高斯噪聲。給定D（t），由Kalman濾波器估計(jì)R（t）和R（t）的值，并把估計(jì)值R(t)作為距離輸入值，使用R(t)和D（t）的差值確定所用矩形模板的偏差。由于使用雷達(dá)探測(cè)的位置與雷達(dá)作為補(bǔ)償。

使用上述算法可以有效提高雷達(dá)探測(cè)的可靠性，但當(dāng)圖像包含很強(qiáng)的邊緣信息或障礙只占據(jù)相平面一個(gè)很小的區(qū)域時(shí)，仍不能得到滿意的結(jié)果。因此，除對(duì)比度外，又引入視覺圖像的顏色域。

3.3相合似然法

在探測(cè)到障礙后，CLARK算法將這些信息整合到道路探測(cè)算法（LOIS）中。LOIS利用變形道路的邊緣應(yīng)為圖像中對(duì)比度的最大值部分且其方位應(yīng)垂直于道路邊緣來搜索道路。如果只是簡(jiǎn)單地將兩個(gè)信息整合，則障礙探測(cè)部分的像素被隱藏，其圖像梯度值不會(huì)影響LOIS的似然性。這樣可以防止LOIS將汽車前方障礙的邊緣誤認(rèn)為是道路的邊緣來處理。但是當(dāng)?shù)缆返恼鎸?shí)邊緣非常接近障礙的邊緣時(shí)，隱藏技術(shù)則失效。

為了使隱藏技術(shù)有效，可以在障礙和道路探測(cè)之間采取折中的處理方法。這種折中的處理方法就是相合似然法。它將探測(cè)障礙固定的位置和尺寸參數(shù)變?yōu)榭梢栽谛》秶鷥?nèi)變化的參數(shù)。新的似然函數(shù)由LOIS的似然和小探測(cè)障礙的似然融合而成。它使用七維參數(shù)探測(cè)方法（三維用于障礙，四維用于道路），能同時(shí)給出障礙和道路預(yù)測(cè)的最好結(jié)果。其公式如下：

式中，Tb、Tl、Tw為相平面內(nèi)矩形模板的底部位置、左邊界和寬度的三個(gè)變形參數(shù)，[xr(t),xc(t)]為變形模板相平面的中心。[yr(t)，yc(t)]為由雷達(dá)探測(cè)并經(jīng)Kalman濾波的障礙在相平觀的位置。將地平面壓縮變化為相平面，的實(shí)時(shí)估計(jì)，為相平面內(nèi)一個(gè)路寬的值（3.2m）。tan-1的壓縮比率在相平面內(nèi)不小于Tmin（路寬的一半），不太于Tmax（路寬）。通過求解七維后驗(yàn)pdfP（k'''',b''''LEFT，b''''RIGHT，vp，Tb，Tl,Tw|[yr(t),yc(t)],ObservedImage）的最大值獲得障礙和道路目標(biāo)。

篇3

2機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)ZigBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)主要由六大模塊構(gòu)成，分別為L(zhǎng)ED指示燈、電源模塊、串口模塊、晶振模塊、射頻天線以及無線收發(fā)器。LED指示燈主要用于顯示系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)連接狀態(tài)。串口模塊用于傳輸數(shù)據(jù)信息，并接收相關(guān)指令控制協(xié)調(diào)器運(yùn)轉(zhuǎn)。由于射頻天線在輸入和輸出為高阻與差動(dòng)，故適用(115+180)的差動(dòng)負(fù)載。為了進(jìn)一步優(yōu)化ZingBee協(xié)調(diào)器節(jié)點(diǎn)性能，我們采用了不平衡變壓器。無線收發(fā)器工作電壓為3.3V，在運(yùn)行過程中應(yīng)采用電壓轉(zhuǎn)換模塊將5V電壓下降至3.3V無線收發(fā)器能夠同時(shí)接收兩種頻率的晶振電路，以此滿足監(jiān)控系統(tǒng)的不同電路需求。

2.2傳感器節(jié)點(diǎn)硬件設(shè)計(jì)傳感器節(jié)點(diǎn)主要由電源模塊、CC2430數(shù)據(jù)傳輸模塊、數(shù)據(jù)采集模塊以及外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等模塊構(gòu)成。電源模塊使用兩節(jié)5號(hào)干電池，CC2430數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳輸與采集，并通過與路由節(jié)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換來控制命令。數(shù)據(jù)采集模塊主要負(fù)責(zé)采集系統(tǒng)監(jiān)控區(qū)域的濕度、溫度、水浸以及光照強(qiáng)度等信息，并將其轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)進(jìn)程存儲(chǔ)。

2.3ZigBee協(xié)議棧ZigBee協(xié)議棧是分層的，每一層都需要向上一層進(jìn)行數(shù)據(jù)的提供和管理功能，其主要包括網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層、媒體訪問控制層以及物理層。其中應(yīng)用層內(nèi)又劃分為ZDO、APS以及應(yīng)用對(duì)象等。媒體訪問控制層與物理層位于協(xié)議棧子層的最底，屬于硬件系統(tǒng)，其他層則在這兩者智商，不屬于硬件系統(tǒng)。ZigBee協(xié)議棧的分層結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔明了，極大的方便了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和調(diào)控。

2.4無線傳感網(wǎng)軟件平臺(tái)搭建搭建無線傳感網(wǎng)軟件平臺(tái)需要一個(gè)良好的操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)能夠?qū)Ω黜?xiàng)任務(wù)進(jìn)行調(diào)度并使整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。不同；誒型設(shè)備的同一項(xiàng)處理可以視為同一任務(wù)，新建任務(wù)并添加至系統(tǒng)，操作系統(tǒng)即將新任務(wù)與ZigBee協(xié)議棧進(jìn)行融合，使系統(tǒng)獲得新功能并投入使用，從而搭建出完整的無線傳感網(wǎng)軟件平臺(tái)。

篇4

    由于系統(tǒng)中選用了兩臺(tái)不同型號(hào)的激光傳感器作為船舶特征信息的采集,它們采用的數(shù)據(jù)接口各異。因此,需選用不同的傳輸方式獲取其數(shù)據(jù)信息。通過對(duì)三種方案的實(shí)踐和比較,最終得到了合適的傳輸方案。

    激光傳感器數(shù)據(jù)的傳輸

    1、激光傳感器

    激光傳感器船舶交通量觀測(cè)系統(tǒng)由數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)三個(gè)部分組成。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)中的激光傳感器通過自身激光頭的旋轉(zhuǎn),對(duì)物體進(jìn)行短時(shí)間的線掃描,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)物截面的二維掃描,可實(shí)時(shí)采集航道上的目標(biāo)圖像。數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)主要由兩臺(tái)激光傳感器組成。

    2、激光傳感器數(shù)據(jù)的傳輸

    傳輸方案:

篇5

 

隨著社會(huì)的發(fā)展，信息處理技術(shù)、微處理器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，都需要在傳感器的開發(fā)方面有相應(yīng)的進(jìn)展?，F(xiàn)在非電物理量的測(cè)試與控制技術(shù)，已越來越廣泛地應(yīng)用于航天、航空、常規(guī)武器、船舶、交通運(yùn)輸、冶金、機(jī)械制造、化工、輕工、生物醫(yī)學(xué)工程、自動(dòng)檢測(cè)與計(jì)量、稱重等技術(shù)領(lǐng)域[1]，而且也正在逐步引入人們的日常生活中。免費(fèi)論文參考網(wǎng)?？梢哉f測(cè)試技術(shù)與自動(dòng)控制技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。傳感器是信息采集系統(tǒng)的感應(yīng)單元，所以，它是自動(dòng)化系統(tǒng)和控制設(shè)備的關(guān)鍵部件，作為系統(tǒng)中的一個(gè)結(jié)構(gòu)組成，在科技、生產(chǎn)自動(dòng)化領(lǐng)域中的作用越來越重要[2]。

傳感器亦稱換能器，是將各種非電量（包括物理量，化學(xué)量，生物學(xué)量等）按一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成便于處理和傳輸?shù)牧硗庖环N物理量（一般為電量、磁量等）的裝置[3]，它能把某種形式的能量轉(zhuǎn)換成另一種形式的能量。傳感器一般由敏感元件、傳感元件和測(cè)量電路3部分組成，有時(shí)還需加上輔助電源。免費(fèi)論文參考網(wǎng)。其原理如圖1所示。

其中：①敏感元件直接感受被測(cè)物理量，如在應(yīng)變式傳感器中為彈性元件；②傳感元件將感受到的非電量直接轉(zhuǎn)換成電量，是轉(zhuǎn)換元件，如固態(tài)壓阻式壓力傳感器；③測(cè)量電路是將傳感元件輸出的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為便于顯示、控制和處理的有用電信號(hào)的電路，使用較多的是電橋電路。由于傳感器元件輸出的信號(hào)一般較小，大多數(shù)的測(cè)量電路還包括放大電路，有的還包括顯示器，直接在傳感器上顯示出所測(cè)量的物理量；④輔助電源是供給傳感元件和測(cè)量電路工作電壓和電流的器件。

國際電工委員會(huì)IEC則將傳感器定義為測(cè)量系統(tǒng)中的一種前置部件，它將輸入變量轉(zhuǎn)換成可供測(cè)量的信號(hào)[4]。傳感器是傳感器系統(tǒng)的一個(gè)組成部分，是被測(cè)量信號(hào)輸入的第一道關(guān)口。對(duì)傳感器在技術(shù)方面有一定的要求，而同時(shí)亦要考慮盡可能低的零點(diǎn)漂移、溫度漂移及蠕變等[5]。近年來，傳感器有向小型化、集成化、智能化、系列化 、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展的趨勢(shì)[6]。

電阻式傳感器的工作原理是將被測(cè)的非電量轉(zhuǎn)換成電阻值，通過測(cè)量此電阻值達(dá)到測(cè)量非電量的目的。這類傳感器大致分為兩類：電阻應(yīng)變式和電位計(jì)式。利用電阻式傳感器可以測(cè)量形變、壓力、力、位移、加速度和溫度等非電量參數(shù)。

壓力傳感器是將壓力這個(gè)物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的一種電阻應(yīng)變式傳感器。傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變式壓力傳感器是一種由敏感柵和彈性敏感元件組合起來的傳感器[7]。如圖2所示，將應(yīng)變片用粘合劑粘貼在彈性敏感元件上，當(dāng)彈性敏感元件受到外施壓力作用時(shí)，彈性敏感元件將產(chǎn)生應(yīng)變，電阻應(yīng)變片將它們轉(zhuǎn)換成電阻變化，再通過電橋電路及補(bǔ)償電路輸出電信號(hào)。它是目前應(yīng)用較多的壓力傳感器之一，因具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、測(cè)量速度快等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械、電力、化工、建筑、醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的電阻應(yīng)變式壓力傳感器的電阻敏感柵是刻錄在一層絕緣脂薄膜上，而薄膜又通過粘結(jié)劑粘合到彈性基片上，由于彈性元件與粘結(jié)劑及絕緣脂膜之間的彈性模量不同，彈性元件的應(yīng)變不能直接傳遞給敏感柵，而是要通過粘結(jié)劑、絕緣脂膜才能到達(dá)敏感柵，從而產(chǎn)生較大的蠕變和滯后，影響傳感器的靈敏度、響應(yīng)度、線性度等性能。另外，由于粘結(jié)劑不能在高溫條件下使用，這也使它的應(yīng)用范圍受到限制。

為了消除絕緣薄膜層和粘結(jié)劑層對(duì)傳感器性能的影響，可以嘗試采用真空鍍膜方法及光刻技術(shù)，在彈性元件上直接刻錄敏感柵，彈性元件與敏感柵直接接觸，以克服常規(guī)工藝導(dǎo)致的滯后和蠕變大的缺陷。另外，如果彈性材料和結(jié)構(gòu)選擇恰當(dāng)，還可制成耐高溫、耐腐蝕的全隔膜式薄膜壓力傳感器。

一、器件研制

采用真空鍍膜技術(shù)在彈性基片上蒸鍍一層約300nm金屬柵材料的薄膜，用半導(dǎo)體光刻技術(shù)，在彈性基片上直接形成電阻敏感柵，最后利用耐高溫、耐酸堿腐蝕的環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑，將制作好的芯片封裝在工件中，組成壓力傳感器探頭。經(jīng)過熱老化、電老化，待封裝應(yīng)力趨于穩(wěn)定后，進(jìn)行電性能測(cè)試。

篇6

 

1、前言

地磁場(chǎng)的異常波動(dòng)是發(fā)生地震的重要征兆，對(duì)地磁場(chǎng)異常的監(jiān)測(cè)可以為地震預(yù)報(bào)研究提供重要的數(shù)據(jù)資料 [1]。

虛擬儀器技術(shù)是利用編程軟件，按照測(cè)量原理,采用適當(dāng)?shù)男盘?hào)分析與處理技術(shù),編制具有測(cè)量功能的程序就可以構(gòu)成相應(yīng)的測(cè)試儀器[2],降低了儀器的開發(fā)和維護(hù)費(fèi)用,縮短了技術(shù)更新周期，顯著提高了儀器的柔性和性價(jià)比[3]。

2、硬件結(jié)構(gòu)

分布式地磁場(chǎng)異常監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。磁場(chǎng)傳感器通過RS232串口將計(jì)算出的地磁場(chǎng)方位值前期數(shù)據(jù)發(fā)送給電腦1，電腦1上的虛擬儀器軟件完成對(duì)信號(hào)的讀取、計(jì)算、分析、顯示、存儲(chǔ)等并通過電子郵件將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送給遠(yuǎn)端的電腦2。

3、軟件設(shè)計(jì)

3.1、軟件的總體功能

如圖2所示，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有數(shù)據(jù)采集模塊、顯示模塊、磁場(chǎng)異常報(bào)警模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)保存模塊、電子郵件發(fā)送模塊等組成。

3.2、軟件前面板

前面板如圖3所示,主要分為3個(gè)模塊:通信參數(shù)設(shè)置模塊、監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示及保存模塊、異常報(bào)警模塊等。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。設(shè)置的通信參數(shù)主要有與傳感器通信時(shí)的波特率、數(shù)據(jù)位、數(shù)據(jù)文件保存的位置、軟件異常及地磁異常時(shí)發(fā)送電郵的收發(fā)件人電子信箱地址等。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。

圖2 軟件總體功能框圖

圖3 軟件前面板

3.3、地磁場(chǎng)方位值的計(jì)算

地磁場(chǎng)方位值計(jì)算模塊如圖4所示，將VISA讀取控件緩沖區(qū)中的字符串?dāng)?shù)組讀出，截取其中第9和第10個(gè)元素，進(jìn)行數(shù)制、進(jìn)制轉(zhuǎn)換得到地磁場(chǎng)方位值，接到前面板進(jìn)行顯示。論文參考，電子郵件。論文參考，電子郵件。

圖4 方位值計(jì)算模塊

3.4異常報(bào)警

將當(dāng)前時(shí)刻的方位值與正常方位值相比較，如果相差5度，即認(rèn)為是地磁場(chǎng)的異常波動(dòng)，報(bào)警指示燈亮，發(fā)出報(bào)警音，同時(shí)啟動(dòng)郵件發(fā)送模塊。

3.5 數(shù)據(jù)保存模塊

調(diào)用日期/時(shí)間字符串控件，讀取windows日期時(shí)間，和地磁場(chǎng)方位值一起寫入指定目錄的txt文件中。當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)異常時(shí)，觸發(fā)磁場(chǎng)異常邏輯為真，寫入文件控件將從此時(shí)刻開始5秒內(nèi)的時(shí)間值、地磁場(chǎng)方位值寫入txt文件中。

圖5 郵件發(fā)送第一幀

圖6 郵件發(fā)送第二幀

3.6 郵件發(fā)送

4.實(shí)驗(yàn)

如圖7所示，實(shí)驗(yàn)方法為:將傳感器與電腦1串口相連，通過虛擬儀器軟件監(jiān)測(cè)地磁場(chǎng)的異常情況，當(dāng)?shù)卮虐l(fā)生異常或接收傳感器數(shù)據(jù)異常時(shí)，電腦1上的監(jiān)測(cè)軟件報(bào)警，并把異常數(shù)據(jù)記錄到數(shù)據(jù)文件中，同時(shí)通過電子郵件模塊向指定信箱發(fā)送指定格式郵件，監(jiān)測(cè)者在電腦2上查看相關(guān)異常郵件。做法是轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器使其與地磁場(chǎng)磁北指向夾角為200°，用一塊磁鐵沿著與傳感器指向垂直的方向自遠(yuǎn)及近靠近后又自近及遠(yuǎn)離開傳感器，記錄下整個(gè)過程磁鐵與傳感器距離、地磁場(chǎng)方位值、異常情況及郵件接收情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

反復(fù)實(shí)驗(yàn)表明，監(jiān)測(cè)軟件準(zhǔn)確地記錄下了磁鐵靠近傳感器的過程中該處磁場(chǎng)的變化情況，且當(dāng)?shù)卮女惓r(shí)電腦2及時(shí)地接收到了相關(guān)異常數(shù)據(jù)郵件。

篇7

 

1 緒論

1.1課題背景波達(dá)方向（Direction Of Arrival，DOA）估計(jì)（常稱為DOA估計(jì)）是陣列信號(hào)處理領(lǐng)域內(nèi)的主要研究方向之一。論文格式。陣列信號(hào)處理[1]是近幾十年來綜合陣列理論和數(shù)字信號(hào)處理理論與技術(shù)而發(fā)展起來的一門學(xué)科分支。它是將一組傳感器在空間的不同位置上按一定規(guī)則布置形成的傳感器陣列。盡管采用的傳感器類型可以不同，如天線、水聽器、聽地器、超聲探頭、X射線檢測(cè)器，但是傳感器陣列的功能是相同的，它是連信號(hào)處理器和感興趣的空間的紐帶，用傳感器陣列接收空間信號(hào)，獲得信號(hào)源的空間觀測(cè)數(shù)據(jù)并加以處理。陣列信號(hào)的處理目的是從這些觀測(cè)數(shù)據(jù)中提取信號(hào)場(chǎng)的有用特征，獲取信號(hào)源的屬性等信息。近些年，隨著微電子技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、并行處理技術(shù)的迅猛發(fā)展，陣列信號(hào)處理的理論和實(shí)際應(yīng)用也得到了迅速發(fā)展。

盡管空間譜估計(jì)的理論與技術(shù)日益成熟，但是需要或者值得研究的方向仍然很多。譬如近幾年來，如何利用非圓信號(hào)(non-circularsi gnals)的特征來提高算法估計(jì)性能己經(jīng)成為信號(hào)處理理論界的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

1.2對(duì)非圓信號(hào)的研究意義對(duì)非圓信號(hào)的研究有著現(xiàn)實(shí)意義，一方面，非圓信號(hào)是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中常用信號(hào);另一方面，在實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)合中經(jīng)常會(huì)遇到由于用戶的高密集性而使得陣列的接收信號(hào)數(shù)要遠(yuǎn)大于陣元數(shù)的情況，并且為了處理的實(shí)時(shí)性，不可能獲得很多的快拍數(shù)。因此研究處理信號(hào)個(gè)數(shù)多、運(yùn)算量小的算法顯得尤為迫切。

2 電磁矢量傳感器陣列非圓信號(hào)模型2.1電磁矢量傳感器輸出信號(hào)模型電磁矢量傳感器由于其獨(dú)特的同點(diǎn)極化分集接收能力，使得隱含于信號(hào)結(jié)構(gòu)中的微觀信息得到充分利用，受到了人們的廣泛關(guān)注。電磁矢量傳感器[3]陣列是一種極化敏感陣列，由若干個(gè)相同形式的電磁矢量傳感器組成。每個(gè)電磁矢量傳感器又可視為一個(gè)6元子陣，由相位中心重合的三個(gè)正交電偶極子和三個(gè)正交磁偶極子組成，可以同時(shí)感應(yīng)入射電磁信號(hào)的3個(gè)電場(chǎng)分量和相應(yīng)的3個(gè)磁場(chǎng)分量。

2.2電磁矢量傳感器陣列流行矢量特點(diǎn)關(guān)于電磁矢量傳感器的陣列流形矢量有幾個(gè)重要的特點(diǎn)。首先單個(gè)矢量傳感器測(cè)量產(chǎn)生一個(gè)6×1維的導(dǎo)向矢量，因此，單個(gè)矢量傳感器本身能夠等效表示一個(gè)六元陣列。第二，矢量傳感器的陣列流形沒有時(shí)間延遲相位，也就是說矢量傳感器陣列流形矢量不同于空間平移陣列，單電磁矢量傳感器的導(dǎo)向矢量與空間抽樣間隔以及入射信號(hào)的頻率無關(guān)，這種頻率無關(guān)性是由于組成矢量傳感器的六個(gè)分量傳感器在空間同點(diǎn)放置。論文格式。第三，電磁矢量傳感器陣列流形矢量是極化敏感的；這就意味著具有相同DOA方向但是有不同極化狀態(tài)的信號(hào)有不同的陣列流形矢量，因而可以基于他們的極化分集區(qū)分開來。第四，任意寬帶或者窄帶電磁波信號(hào)的電場(chǎng)矢量和磁場(chǎng)矢量相互正交，并且正交于信號(hào)的歸一化玻印廷矢量，信號(hào)單位傳播矢量的三個(gè)分量是沿著笛卡爾坐標(biāo)的三個(gè)方向余弦。

3 改進(jìn)的非圓信號(hào)DOA估計(jì)方法3.1相干源的分辨問題在實(shí)際情況中，常由于多徑傳輸或人為干擾的影響，陣列有時(shí)會(huì)收到來自不同方向上的相干信號(hào)，相干信號(hào)會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)協(xié)方差矩陣的秩虧損，從而使得信號(hào)子空間“擴(kuò)散”到噪聲子空間中去。因此，MUSIC算法[2]的空間譜搜索就無法在波達(dá)方向上產(chǎn)生譜峰；ESPRIT算法也會(huì)由于秩虧損而無法求解出正確的來波方向。相干源的問題要從解決矩陣的秩虧損入手。論文格式。當(dāng)個(gè)信號(hào)非相干時(shí)，一次快拍得到的是個(gè)信號(hào)線性組合的陣列向量，其協(xié)方差矩陣具有秩為的信號(hào)子空間。如果個(gè)信號(hào)中有兩個(gè)相干，即這兩個(gè)信號(hào)的相位關(guān)系保持不變，再多的快拍數(shù)也只能得到個(gè)非線性相關(guān)的陣列向量，使信號(hào)子空間的秩降為，也就是產(chǎn)生了秩虧損。

由以上分析可知，在相干信號(hào)源情況下正確估計(jì)信號(hào)方向（稱為解相干或去相干）的核心問題是如何通過一系列有效變換使得信號(hào)協(xié)方差矩陣的秩得到有效恢復(fù)，從而正確估計(jì)信號(hào)源的方向。本章將考慮基于電磁矢量陣列的非圓信號(hào)DOA估計(jì)問題，提出一種廣義相位平滑算法，這種方法不僅可以提高非圓信號(hào)的DOA估計(jì)精度，還可以有效處理相干信號(hào)的估計(jì)問題。

3.2廣義相位平滑MUSIC與MUSIC算法比較廣義相位平滑算法能較好的對(duì)兩個(gè)相干非圓信號(hào)解相干。不僅如此，廣義直接相位平滑算法和廣義平方相位平滑算法還可以對(duì)非相干非圓信號(hào)DOA估計(jì)精度有明顯的改進(jìn)。

下面將通過仿真來比較這三種算法的性能。仿真中采用電磁矢量傳感器均勻線陣，由6個(gè)指向相同的電磁矢量傳感器組成，陣元間距為半波長(zhǎng)。通過第2節(jié)電磁矢量傳感器輸出信號(hào)模型的建立和電磁矢量傳感器陣列流行矢量的特點(diǎn)分析進(jìn)行比較。比較步驟如下：

1.通過計(jì)算信噪比與均方角度誤差的關(guān)系，信號(hào)為三個(gè)非相干的BPSK窄帶信號(hào)，入射角度為、和，初始相位為、和，極化狀態(tài)為、和，快拍數(shù)為200，所給結(jié)果為200次獨(dú)立實(shí)驗(yàn)的平均；

2.快拍數(shù)與均方角度誤差的關(guān)系，信號(hào)步驟1相同，信噪比為-5dB；

3.在步驟1的基礎(chǔ)上將信號(hào)入射角度變?yōu)?、和?/p>

4.在步驟2的基礎(chǔ)上將信號(hào)入射角度變?yōu)椤⒑汀?/p>

通過比較，結(jié)果表明，在低信噪比和短快拍數(shù)兩種困難條件下廣義相位平滑算法對(duì)非相干的線極化非圓信號(hào)DOA估計(jì)精度有明顯的改善作用。

4 .總結(jié)本文主要研究了非圓信號(hào)的定義與性質(zhì)；基于電磁矢量陣列的非圓信號(hào)DOA估計(jì)的數(shù)學(xué)模型；研究了一種改進(jìn)的非圓信號(hào)DOA估計(jì)方法，即廣義相位平滑算法，并把它推廣到電磁矢量陣列。從而提高參數(shù)估計(jì)性能并且能估計(jì)多于陣元個(gè)數(shù)的信號(hào)。同時(shí)，廣義直接相位平滑算法和廣義平方相位平滑算法不僅可以很好的對(duì)兩個(gè)相干的非圓信號(hào)解相干，還對(duì)非相干的非圓信號(hào)DOA估計(jì)精度有明顯的改善作用。

【參考文獻(xiàn)】

[1]莊釗文等.極化敏感陣列信號(hào)處理[M].國防工業(yè)出版社，2006.

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篇8

中圖分類號(hào)：TN711 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

傳感器最早在軍事等領(lǐng)域應(yīng)用，傳感器網(wǎng)絡(luò)由空間上分布的許多自動(dòng)裝置構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，通過傳感器，裝置對(duì)不同位置的物理或者污染物、運(yùn)動(dòng)、壓力、振動(dòng)、聲音、濕度等環(huán)境狀況進(jìn)行協(xié)同監(jiān)控。雖然傳感器網(wǎng)絡(luò)最早起源于軍事監(jiān)測(cè)，現(xiàn)今已經(jīng)在交通控制、家庭自動(dòng)化、健康監(jiān)護(hù)、生態(tài)監(jiān)測(cè)等很多民用領(lǐng)域應(yīng)用。傳感器集成了分布式信息處理技術(shù)、嵌入式計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)、傳感器技術(shù)，具備通信、計(jì)算、感知等功能。而論文中的主角傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)分布區(qū)域內(nèi)各種監(jiān)測(cè)或環(huán)境對(duì)象的感知和采集，并對(duì)其進(jìn)行處理，最后以多跳中繼的方式，通過隨機(jī)無線通信網(wǎng)絡(luò)，給用戶終端傳輸信息。在交通管理、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境監(jiān)測(cè)、遠(yuǎn)程控制等領(lǐng)域方面都離不開傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，我們就來了解一下其在水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)

傳感器網(wǎng)絡(luò)與其他無線網(wǎng)絡(luò)的本質(zhì)區(qū)別在于：它是以數(shù)據(jù)為核心的網(wǎng)絡(luò)，它是具有分布式的智能網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)了虛擬計(jì)算世界和真實(shí)物理世界的耦合。傳感器網(wǎng)絡(luò)中，網(wǎng)絡(luò)在得到信息后，將其匯報(bào)給用戶。社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)也進(jìn)入了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代。水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)為一個(gè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。而系統(tǒng)按照不同的用戶，將其分為中央機(jī)、中樞機(jī)、中心機(jī)、現(xiàn)場(chǎng)機(jī)。在國家防洪防旱調(diào)度指揮中心或者國家水利部服務(wù)的為中央機(jī)，在流域級(jí)管理的信息系統(tǒng)稱為中樞機(jī)，服務(wù)于市級(jí)管理部門的信息系統(tǒng)稱為中心機(jī)，而布置在現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的水文傳輸以及遙測(cè)系統(tǒng)稱為現(xiàn)場(chǎng)機(jī)。建立水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)的目的就是要將在現(xiàn)場(chǎng)采集的水文數(shù)據(jù)傳達(dá)到數(shù)據(jù)處理中心，再通過決策和融合處理，滿足系統(tǒng)同于管理與組織的目的。由現(xiàn)地機(jī)到中心機(jī)、由中心機(jī)到中樞機(jī)、中樞機(jī)到中央機(jī)，水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過現(xiàn)場(chǎng)裝配的傳感器，將各種水文數(shù)據(jù)由各個(gè)水文測(cè)站進(jìn)行采集后，在進(jìn)行存儲(chǔ)前，適配器會(huì)將不同標(biāo)準(zhǔn)與格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂薪y(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)格式的數(shù)據(jù)，并通過等無線方式或等有線方式傳輸?shù)街行臋C(jī)，再對(duì)各種數(shù)據(jù)分析、處理、存儲(chǔ)后，通過例如：、等傳輸至上層控制中心。

獲取與處理信息是為了能夠使傳感器資源達(dá)到最優(yōu)工作狀態(tài)，用戶除了能夠及時(shí)掌握環(huán)境內(nèi)的影響因素?cái)?shù)值外，就需要控制與管理資源。管理層與系統(tǒng)組織控制與管理了分布于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中各個(gè)節(jié)點(diǎn)上的數(shù)據(jù)源設(shè)備。智能儀表儀器、工作站、計(jì)算機(jī)等都在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上體現(xiàn)。其核心設(shè)計(jì)就是采用分布模式代替了原來集中控制的測(cè)控網(wǎng)絡(luò)，使其成為具有智能化、網(wǎng)絡(luò)化、分散性、可互操作性、開放性的測(cè)控系統(tǒng)。

水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)中傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用

由處理、傳遞、收集水文實(shí)施數(shù)據(jù)的各種計(jì)算機(jī)、通訊設(shè)備、傳感器等裝置共同組成了水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)。主要用于水利的調(diào)度和防汛，其分為中心控制站、信息傳輸通道、遙測(cè)站這3部分。水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)僅需要幾分鐘的時(shí)間就可以處理小流域范圍內(nèi)的數(shù)據(jù)收集，并提供出水庫、重點(diǎn)河段的水清和雨情等。

中心控制站將各個(gè)遙測(cè)站的水文數(shù)據(jù)集中，在經(jīng)過了整理和計(jì)算后，對(duì)閘門的啟閉進(jìn)行控制，并及時(shí)預(yù)報(bào)洪水情況，最終實(shí)現(xiàn)水利調(diào)度。中心控制站的設(shè)備主要有電子計(jì)算機(jī)和通信電臺(tái)等組成。信息傳輸通道分為無線和有線兩類，作為電波傳輸線，它將中心控制站與遙測(cè)站連接。無線電通道克服了距離或障礙的困難，中繼站在通信距離大于五十公里位置設(shè)置，能夠滿足各個(gè)方向通信要求。而有線通道可采用電話線為其專用線路，有線通道的不足之處在于受惡劣天氣影響較大，會(huì)增加架空線等設(shè)備的成本。而有線通道最大的特點(diǎn)就是使用較為可靠方便，抗干擾能力強(qiáng)等。人們往往采用脈沖調(diào)制數(shù)字通信來作為傳輸信息的方式。遙測(cè)站中有電源設(shè)備、電臺(tái)、數(shù)傳機(jī)、編碼器、水位計(jì)、雨量計(jì)等儀器設(shè)備，通過中心控制站的控制，遙測(cè)站實(shí)現(xiàn)自動(dòng)收集水文參數(shù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并將這些數(shù)據(jù)編成脈沖信號(hào)，傳遞于中心控制站。

我國的湖泊、江河分布范圍廣，例如太湖、長(zhǎng)江等流域范圍內(nèi)存在著人力難以觀測(cè)障礙，而在這些難于達(dá)到的流域部署傳感器節(jié)點(diǎn)，就可對(duì)高精度的數(shù)據(jù)做到了如指掌，在水文監(jiān)測(cè)中，使用傳感器節(jié)點(diǎn)所組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)，具有著顯著的特點(diǎn)。第一，傳感器的節(jié)點(diǎn)可以在節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行監(jiān)控，且具有通信能力，可以通過環(huán)境的變化來實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜情況的控制。無線傳感器節(jié)點(diǎn)其自身也具備了一定的存儲(chǔ)功能和計(jì)算功能。第二，傳感器的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)具有精度高、采集數(shù)據(jù)量大等特點(diǎn)，每一個(gè)局部區(qū)段的具體信息都可以由每個(gè)節(jié)點(diǎn)檢測(cè)，其節(jié)點(diǎn)分布的范圍廣、密度高。第三，該傳感器網(wǎng)絡(luò)人為影響流域的因素小，因?yàn)閭鞲衅鞴?jié)點(diǎn)的部署簡(jiǎn)便，僅需要部署一次即可，且體積小。

2.1結(jié)構(gòu)

傳感器節(jié)點(diǎn)能夠分布在不相鄰的測(cè)控區(qū)域中，也可以集中部署在同一個(gè)區(qū)域內(nèi)，不管如何布置，都可以形成傳感器網(wǎng)絡(luò)。傳感器網(wǎng)絡(luò)在水文測(cè)報(bào)中的應(yīng)用如圖所示。傳感器節(jié)點(diǎn)向網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)傳送感知到的數(shù)據(jù)，而將傳感器節(jié)點(diǎn)傳輸來的數(shù)據(jù)傳到基站就是網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)，期間，數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)由傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸。傳輸網(wǎng)

圖傳感器網(wǎng)絡(luò)用于水文測(cè)報(bào)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖

絡(luò)的傳輸方式可以是無線也可以是有線。它負(fù)責(zé)協(xié)同綜合網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)、傳感器網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)節(jié)點(diǎn)信息的局部網(wǎng)絡(luò)?；緜溆斜镜?cái)?shù)據(jù)庫，用于傳感數(shù)據(jù)的存放。通過，基站可以將數(shù)據(jù)傳輸至用戶數(shù)據(jù)處理中心。用戶可以在任何時(shí)候、任何地方，通過連接了的計(jì)算機(jī)，發(fā)出命令控制基站。

2.2功能

篇9

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，自動(dòng)導(dǎo)引小車（Automatic Guided Vehicle AGV）得到了廣泛的應(yīng)用。AGV以電池為動(dòng)力，并裝有非接觸導(dǎo)航（導(dǎo)引）裝置，以電磁引導(dǎo)、激光引導(dǎo)、慣性引導(dǎo)及GPS引導(dǎo)等方式?？蓪?shí)現(xiàn)無人駕駛的運(yùn)輸作業(yè)。它能在計(jì)算機(jī)監(jiān)控下，按路徑規(guī)劃和作業(yè)要求，精確地行走并?？康街付ǖ攸c(diǎn)，完成一系列作業(yè)。

AGV以輪式移動(dòng)為特征，較之步行、爬行或其它非輪式的移動(dòng)機(jī)器人具有行動(dòng)快捷、工作效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可控性強(qiáng)、安全性好等優(yōu)勢(shì)。AGV的活動(dòng)區(qū)域無需鋪設(shè)軌道、支座架等固定裝置，不受場(chǎng)地、道路和空間的限制。在自動(dòng)化物流系統(tǒng)中，最能充分地體現(xiàn)其自動(dòng)性和柔性，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、靈活的無人化生產(chǎn)。

一、AGV導(dǎo)航系統(tǒng)的系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

本論文設(shè)計(jì)了磁帶引導(dǎo)AGV，完成尋跡、蔽障、PWM調(diào)速、人工控制等功能，為大量生產(chǎn)工業(yè)型AGV提供較好的研究基礎(chǔ)。系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)如圖1所示：

圖1

本論文主要對(duì)AGV的硬件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，重點(diǎn)研究磁引導(dǎo)AGV的磁尋跡感器模塊軟硬件模塊、速度反饋模塊的設(shè)計(jì)。

二、磁尋跡傳感模塊設(shè)計(jì)

磁尋跡傳感器是AGV能否完成磁帶尋跡功能的關(guān)鍵，為了檢測(cè)到弱磁磁場(chǎng)的存在，要選用靈敏度更高的傳感器。本設(shè)計(jì)采用磁阻傳感器，可以測(cè)量到弱磁磁場(chǎng)的存在。由于磁阻傳感器輸出為模擬量輸出，需要通過響應(yīng)的A/D轉(zhuǎn)換電路將信號(hào)輸入單片機(jī)。模塊設(shè)計(jì)如圖2所示。

圖2 磁尋跡傳感器硬件實(shí)現(xiàn)電路

三、速度反饋模塊設(shè)計(jì)

本論文AGV采用雙輪差速驅(qū)動(dòng)方式，當(dāng)電機(jī)負(fù)載增加時(shí)，電機(jī)的運(yùn)行速度下降，一般額定轉(zhuǎn)速降落達(dá)3%～10%，為了使兩電機(jī)同速，必須要有反饋換環(huán)節(jié)對(duì)電機(jī)的速度進(jìn)行反饋。只有組成了閉環(huán)系統(tǒng)，AGV的運(yùn)動(dòng)與速度才可控。碼盤接口硬件電路如圖3所示。兩編碼器的A和B兩相信號(hào)經(jīng)過74LS14施密特整形，分別接到單片機(jī)的P2.3和P2.2 以及INT0和INT1上。單片機(jī)對(duì)INT1和INT0的中斷次數(shù)計(jì)數(shù)來測(cè)量通道B的脈沖數(shù)，讀取P1.2的電平狀態(tài)來判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。以上升沿觸發(fā)為例，當(dāng)B路信號(hào)的上升沿引起中斷時(shí)，單片機(jī)判斷P2.2或P2.3信號(hào)的電平高低。若其為低，則電機(jī)正傳；為高，則電機(jī)反轉(zhuǎn)。電機(jī)的速度即為一個(gè)采樣周期中N值的變化量。電機(jī)的轉(zhuǎn)速為，式中，C為標(biāo)度變化系數(shù)，可根據(jù)轉(zhuǎn)速的量綱來選擇，N為一個(gè)采樣周期中的計(jì)數(shù)值，它的符號(hào)反應(yīng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向。硬件實(shí)現(xiàn)電路如圖3所示。

圖3 光電編碼器實(shí)現(xiàn)電路圖

四、總結(jié)

本系統(tǒng)采用PWM調(diào)速及雙輪差速控制，使車輛依照車載傳感器確定的位置信息，沿著規(guī)定的行駛路線和?？课恢茫詣?dòng)行駛，完成規(guī)定的操作。論文對(duì)關(guān)鍵模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計(jì)，經(jīng)驗(yàn)證該系統(tǒng)設(shè)計(jì)可靠合理，能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本功能。

參考文獻(xiàn)：

[1] 溫鋼云，黃道平. 計(jì)算機(jī)控制技術(shù)[M]. 華南理工大學(xué)出版社，2002.

篇10

高壓開關(guān)柜在電力系統(tǒng)中擔(dān)負(fù)著關(guān)合及斷開電力線路、保護(hù)系統(tǒng)安全的雙重功能，隨著電力系統(tǒng)向著高電壓、大機(jī)組、大容量的迅速發(fā)展，電網(wǎng)日益擴(kuò)大以及變電站無人值班管理模式和綜合自動(dòng)化的普及推廣，高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行越來越重要。高壓開關(guān)柜內(nèi)閘刀觸頭、電力電纜進(jìn)出線的接頭接觸不良時(shí)，接觸電阻增大，在負(fù)載電流流過時(shí)會(huì)產(chǎn)生發(fā)熱現(xiàn)象，過熱會(huì)引起金屬材料的機(jī)械強(qiáng)度下降，絕緣材料老化并可能導(dǎo)致?lián)舸?，形成事故。在高壓開關(guān)柜中，固體絕緣中的空穴、不同特性的絕緣層之間，以及金屬（或半導(dǎo)電）電極的尖銳邊緣處，由于氣體的擊穿場(chǎng)強(qiáng)比固體介質(zhì)低得多，氣體中的電場(chǎng)又比固體介質(zhì)中高，往往在氣隙的部位產(chǎn)生局部放電。這些局部放電會(huì)造成電介質(zhì)絕緣強(qiáng)度逐步下降，最終導(dǎo)致絕緣的損壞。此外，高壓開關(guān)柜中還存在SF6氣體的泄漏，同樣會(huì)造成設(shè)備性能的下降。因此，測(cè)量和監(jiān)視高壓開關(guān)柜內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)，是避免重大事故發(fā)生及控制故障惡化的有力手段，對(duì)于保證高壓開關(guān)柜的正常運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性和自動(dòng)化程度具有非常重要的意義。

目前已有的各個(gè)測(cè)試系統(tǒng)存在各種各樣的缺陷，并且各種方法只能實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種故障的監(jiān)測(cè)，還無法實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。針對(duì)于上述的情況，針對(duì)于上述的情況，對(duì)高壓開關(guān)柜在運(yùn)行過程中各故障狀態(tài)下的氣體成分進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)各種故障狀態(tài)下，高壓開關(guān)內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生不同的特征氣體。由此可見，采用變壓器油色譜測(cè)試的原理，通過對(duì)不同特征氣體的分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)?；谏鲜龅脑?，本論文介紹了基于故障氣體原理開發(fā)了便攜式開關(guān)柜故障探測(cè)裝置，該系統(tǒng)通過提取開關(guān)柜運(yùn)行過程中所形成的氣體，采用氣敏傳感器對(duì)各種氣體成分進(jìn)行分析，從而對(duì)開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)做出可靠判斷，確保高壓開關(guān)柜的安全運(yùn)行。

一、開關(guān)柜內(nèi)部故障的特征氣體分析

對(duì)于采用SF6斷路器的小車式開關(guān)柜，最容易發(fā)生的異常是接頭發(fā)熱、SF6氣體泄漏和局部放電。下文將分別研究每種異常狀況的特征氣體特點(diǎn)。

1.接頭發(fā)熱

接頭發(fā)熱是一次設(shè)備的常見故障，對(duì)于常用的小車式開關(guān)設(shè)備，由于其斷路器小車經(jīng)常被移進(jìn)移出，斷路器的觸指和觸頭很容易受到撞擊等外力作用而變形，導(dǎo)致接觸不良而發(fā)熱，另外其電纜接頭也是發(fā)熱故障的高發(fā)部位，由于開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱幾乎不能早期發(fā)覺，接頭發(fā)熱故障對(duì)于開關(guān)柜的安全運(yùn)行事關(guān)重大。接頭發(fā)熱產(chǎn)生的特征氣體比較復(fù)雜，各種氣體的組分和濃度隨發(fā)熱溫度和接頭材料的不同而不同，主要特征氣體有以下幾種：

a.烷烴和硫化氫——主要是接頭電力脂、脂、示溫蠟片中雜質(zhì)受熱分解產(chǎn)生，由于斷路器觸頭無一例外地涂有脂，如果接頭發(fā)熱，凡士林融化導(dǎo)致內(nèi)部少量碳原子數(shù)量較少的烷烴和硫化物等雜質(zhì)氣化而分布在柜內(nèi)的空氣中，由于各種氣體傳感器對(duì)于烷烴等可燃?xì)怏w靈敏度極高，因此很容易檢出。

b.單質(zhì)銅和氧化銅顆?！绻麥囟冗^高，接頭的銅會(huì)逐步氧化發(fā)黑形成氧化銅，極少量的氧化銅和單質(zhì)銅會(huì)升華進(jìn)入空氣，并產(chǎn)生微量煙霧。

c.絕緣材料分解氣體——發(fā)熱接頭附近的絕緣材料（如環(huán)氧樹脂）受熱也會(huì)產(chǎn)生一定特殊氣體，另外接頭部位的灰塵受熱也會(huì)產(chǎn)生特殊氣體，主要有氫溴酸、胺類、腈類、酚類、烷烴、醛類、氮氧化物，多環(huán)芳烴、雜環(huán)族化合物、羥基化合物等。

2.局部放電

局部放電也是一次設(shè)備的常見故障，空氣中的放電現(xiàn)象會(huì)產(chǎn)生氮氧化合物、臭氧和負(fù)離子，因此對(duì)于空氣中的局部放電，如沿面放電等，可采用探測(cè)上述氣體的傳感器進(jìn)行探測(cè)，對(duì)于固體介質(zhì)內(nèi)部的局部放電則沒有作用。

3.SF6泄漏

絕大部分的小車式開關(guān)柜均為裝設(shè)斷路器SF6壓力表或密度繼電器，如發(fā)生SF6泄漏，只有等到壓力低于報(bào)警或閉鎖值時(shí)，才能通過處罰壓力接點(diǎn)的方式用光子牌、指示燈間接顯示出來，如果壓力接點(diǎn)失靈，SF6氣體即使漏完運(yùn)行人員也無法知道，如果此時(shí)操作斷路器可能導(dǎo)致設(shè)備爆炸的嚴(yán)重后果，因此采用另一種手段探測(cè)SF6泄漏也很有必要。由于現(xiàn)有的SF6氣體傳感器能檢測(cè)到0.1ppm以下濃度的SF6氣體，因此開關(guān)柜內(nèi)部的SF6泄漏應(yīng)該能很容易地檢出。

二、氣體傳感器設(shè)計(jì)

1.傳感器的選擇

通過對(duì)不同傳感器的性能比較，分析了各種傳感器在壽命、靈敏度、成本、加熱功耗和反應(yīng)速度方面的優(yōu)缺點(diǎn)，本論文提出了采用電化學(xué)可燃?xì)怏w傳感器+離子型煙霧傳感器+TGS型空氣質(zhì)量傳感器”檢測(cè)接頭發(fā)熱、大氣型臭氧傳感器檢測(cè)局部放電、環(huán)境監(jiān)測(cè)型SF6傳感器檢測(cè)SF6的方案。

接頭發(fā)熱采用電化學(xué)可燃?xì)怏w傳感器，該傳感器靈敏度很高，用其可滿意地檢出微量的硫化氫或其他可燃?xì)怏w；游離碳、游離狀氧化銅和單質(zhì)銅用氣體傳感器較難檢出，為了提高檢測(cè)性能，又加上了離子型煙霧傳感器，這樣如果柜內(nèi)有極少量的煙霧顆粒，也能及時(shí)檢出，通過聯(lián)合使用2種不同原理的氣體傳感器，就能較可靠地探測(cè)出開關(guān)柜內(nèi)部發(fā)熱異常。局部放電和SF6泄漏的檢測(cè)分別采用O3/S-5型大氣監(jiān)測(cè)用臭氧傳感器和SM-SF6型SF6氣體傳感器，該兩種傳感器的檢出靈敏度都在0.1ppm以下，足以探測(cè)開關(guān)柜內(nèi)部的SF6氣體泄漏和表面局部放電現(xiàn)象。

2.氣體傳感器的典型應(yīng)用電路

氣體傳感器是一種將特征氣體濃度量轉(zhuǎn)化為電量的傳感器，大部分氣體傳感器都采用電阻率變化的方式輸出信號(hào)，當(dāng)環(huán)境中某種特征氣體含量較低時(shí)，傳感器電阻較大，當(dāng)該氣體濃度增大后，傳感器電阻減小，大部分氣體傳感器的電阻在一定范圍內(nèi)都能與氣體濃度成比例變化，具有較高的線性度。

典型的采用加熱方式工作的氣體傳感器電路如圖1所示，傳感器的1、2端口為加熱端口，3、4端口為輸出端口，R2為加熱端口的限流電阻，用以將加熱電流調(diào)整到傳感器所規(guī)定的電流值，R1為輸出端負(fù)載電阻，當(dāng)傳感器啟動(dòng)后，需要加熱一段時(shí)間，加熱完畢后即能工作，此時(shí)3、4端口的電阻值會(huì)隨著外界氣體濃度的變化而變化，從而使R1上的電流和輸出端的電壓變化，起到監(jiān)測(cè)氣體濃度的作用。

三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

通過上述的研究，本論文對(duì)整個(gè)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其整個(gè)原理如圖2所示。

從上述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖可以看出，整個(gè)系統(tǒng)由CPU控制系統(tǒng)、按鍵、液晶顯示屏、通信總線、A/D數(shù)據(jù)采集單元、局部放電探測(cè)單元、SF6泄漏探測(cè)單元和觸頭過熱探測(cè)單元所構(gòu)成。整個(gè)系統(tǒng)的工作過程為：首先采用抽氣的方式，將開關(guān)柜內(nèi)的運(yùn)行氣體送入到各測(cè)量單元中，利用局部放電探測(cè)單元、SF6泄漏探測(cè)單元和觸頭過熱探測(cè)單元中的氣敏傳感器對(duì)各種故障的特征氣體進(jìn)行測(cè)量，實(shí)現(xiàn)非電量向電量的轉(zhuǎn)換，接著將各測(cè)試信號(hào)傳到A/D數(shù)據(jù)采集單元，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，最后將數(shù)字信號(hào)送入CPU控制單元中，對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類、統(tǒng)計(jì)分析，將測(cè)試結(jié)果和分析結(jié)果顯示在液晶屏中，其顯示的內(nèi)容可通過按鍵進(jìn)行更改。此外，整個(gè)系統(tǒng)還可以通過通信總線，將測(cè)試結(jié)果上傳至監(jiān)控中心。

四、測(cè)試電路設(shè)計(jì)

針對(duì)于上述電路的框架，本論文對(duì)其的測(cè)量電路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其原理如圖3所示。

從圖3中可以看出，整個(gè)測(cè)試電路由模擬開關(guān)、AD采樣電路和MCU組成，其工作原理：首先將測(cè)量信號(hào)（如熱信號(hào)、局部放電信號(hào)等）接入模擬開關(guān)，然后利用MCU控制模擬開關(guān)，實(shí)現(xiàn)對(duì)其分時(shí)控制，將模擬信號(hào)輸入AD采集單元中，接著MCU控制AD采集單元實(shí)現(xiàn)對(duì)其模擬量的數(shù)字轉(zhuǎn)換，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)量的測(cè)量。

五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

根據(jù)上述的測(cè)量電路，對(duì)其控制軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)，其程序的流程框圖如圖4所示。從圖中可以看出，整個(gè)程序的流程為：首先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，如接口的電平、寄存器初值的設(shè)定，中斷的關(guān)閉等，然后控制模擬開關(guān)，使模擬信號(hào)進(jìn)入AD的輸入端，接著對(duì)其進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)對(duì)模擬量的分時(shí)采樣，然后對(duì)所測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，對(duì)高壓開關(guān)柜的運(yùn)行狀態(tài)作出判斷。

六、樣機(jī)的效果測(cè)試

鑒于要尋找內(nèi)部存在異常的運(yùn)行開關(guān)柜比較困難，因此設(shè)計(jì)了一些模擬實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證該樣機(jī)的實(shí)際效果，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示，圖4為測(cè)量程序流程圖。

七、結(jié)論

本文說明了空氣絕緣開關(guān)柜內(nèi)部異常早期探測(cè)的必要性，提出一種通過檢測(cè)開關(guān)柜內(nèi)空氣質(zhì)量和特征氣體組分的方式，來探測(cè)空氣絕緣開關(guān)柜內(nèi)部異常狀態(tài)的方法。通過理論分析和實(shí)驗(yàn)證明了其具有較高的可行性和實(shí)用性，對(duì)于接頭發(fā)熱、表面放電和SF6泄漏異常具有較高的檢出率，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高壓開關(guān)柜的監(jiān)測(cè)。

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