基于多速率卡尔曼滤波方法的位移和加速度数据融合

为了尽可能地利用加速度传感器和位移传感器中的冗余信息、提高振动实测数据的精度,将结构同一位置的加速度和位移观测值进行数据融合处理,提出了一种基于维纳过程加速度模型的多速率卡尔曼滤波数据融合方法。首先给出了基于维纳过程的多速率卡尔曼滤波数融合模型;然后在加速度和位移观测值的基础上,通过多速率卡尔曼滤波数据融合得到位移、速度以及加速度的的最优估计,并对融合结果进行卡尔曼平滑处理,进一步提高了状态估计准确性;最后数值分析了不同噪声水平和采样频率比对融合算法的影响,而且与相关文献的结果作了对比分析。结果表明,本文方法合理有效且具有一定的噪声鲁棒性。     

基于变异CPSO算法的LSSVM出水COD的软测量研究

在分析混沌粒子群优化算法(CPSO)和最小二乘支持向量机(SVM)理论基础上,以某污水处理厂的氧化沟系统为对象,采用带有末位淘汰机制的混沌粒子群优化算法优化支持向量机的参数,建立了基于变异CPSO算法的LS-SVM的氧化沟出水水质COD软测量模型,并与PSO-LSSVM,LSSVM模型比较,研究表明,ICPSO-LSSVM模型预测准确,泛化性能好,且该模型预测结果中相对误差小于10%的样本达到90%,最大相对误差仅为12.5%,均方差MSE为0.0106,模型具有较高的精度,基本可以实现出水COD浓度的在线预估。     

城市水质实时监测系统设计与应用

针对目前大众普遍关心的城市饮用水质质量问题,设计完成了基于无线传感网的在线水质监测系统.系统采用CC2530和MSP430F1611二种MCU来实现水质检测感知节点功能,利用无线传感网的技术优势,结合多传感器前端检测,实现对城市水质多指标的实时监测.系统经过近1年实际使用,完全满足城市水质监测的需要,受到了用户的好评.     

基于硫桥杯[4]芳烃识别金属离子的荧光传感器的研究进展

综述了近些年以硫桥杯[4]芳烃为分子平台的新型荧光传感器的研究进展。详细介绍了不同基团修饰的硫桥杯芳烃衍生物通过非共价键作用力对Hg^2＋,Ag^＋,Fe^3＋,Cu^2＋等金属离子的选择性识别,并设计成不同类别的荧光传感器,以荧光光谱法为手段,进行分析研究。以杯芳烃为主体的荧光传感器具有简便快速、高选择性的特点,广泛应用于化学、生物、环境等领域。     

基于机器学习利用低成本传感器数据构建城市近地面PM2.5浓度的高分辨率空间分布

PM_2.5是当前影响中国城市空气质量的一种重要污染物,它对人体健康有不利影响,高时空间分辨率的PM_2.5浓度分布是城市大气污染 精细化防控和健康影响评估的重要基础.低成本传感器在中国城市空气质量监测领域得到越来越多的应用,但由于其数据质量不够高,其价值没有得到充分的挖掘.本研究以在长三角地区蚌埠市城区作为研究案例,首先基于国控站监测数据对低成本传感器观测数据进行校准.接着通过6种机器学习模型的预测性能的比较选取随机森林作为本研究的核心方法.然后利用随机森林方法结合土地利用类型、人口密度和通过WRF模式模拟得到的气象数据、监测数据等多源数据,构建了时间分辨率为1 h、空间分辨率为0.005°（接近500 m）的近地面PM_2.5浓度的时空分布.最后对几种方法的结果进行了比较和评估.反演得到的高分辨率PM_2.5浓度的10倍交叉验证结果显示,空间R²=0.95,RMSE=9.32 μg·m^-3,时间R²=0.88,RMSE=9.24 μg·m^-3.结果表明,低成本传感器观测数据可以帮助人们构建具有更高精度的高时空分辨率的PM_2.5浓度 分布,使得低成本传感器数据的时空特征价值得到更好的利用,同时也可为低成本传感器更好地服务于空气质量精细化管理提供一种新的 应用思路.     

聚丙烯酸钠薄膜/K^＋交换玻璃光波导元件的研制及其对苯乙烯蒸气的气敏性研究

采用低分子量聚丙烯酸钠作为敏感试剂,通过旋转涂胶法固定在钾离子交换玻璃光波导表面做成纳米级的薄膜,研制了低分子量聚丙烯酸钠薄膜/K＋离子交换玻璃光波导气敏元件.将该气敏元件固定在光波导气体检测系统中,对挥发性有机物蒸气进行检测.结果表明,室温下该气敏元件对苯乙烯蒸气具有较高的选择性响应,响应和恢复速度快（分别为6 s和...     

基于ZigBee技术的电力环境监测系统设计

为了解决电力环境监测中的数据传输问题,提出了基于ZigBee技术的电力环境监测系统设计方案。该系统通过ZigBee节点采集各种电力环境数据,并将ZigBee网络和GPRS相结合实现远程监测。方案采用TI公司CC2430芯片设计传感器节点电路,在ZigBee协议栈的基础上设计了协调控制器节点,提高了系统的可扩展性,确保了数据传输的实时性和可靠性。     

电容式湿度传感器温-湿-盐雾耦合环境损伤效应与机理研究

目的 研究电容式湿度传感器在温-湿-盐雾耦合环境作用下的性能退化规律和失效机理。方法 将电容式湿度传感器放置在三因素循环(85 ℃+85%RH→40 ℃+0.05%NaCl中性盐雾→35 ℃+50%RH干燥)环境下进行加速老化试验,定期取样,分析响应时间和测量精度退化规律,研究温-湿-盐雾对电容式湿度传感器的环境损伤机制。结果 在三因素环境下老化7 d,湿度传感器在标准湿度(>50%RH)环境下感应异常;老化14 d,湿度传感器在每种标准湿度环境下感应异常。测试发现,湿敏电容的电容量偏大,绝缘电阻偏小,损耗角正切偏大,确定湿敏电容失效。湿度传感器在温-湿-盐雾环境下,在盐雾阶段,盐粒子沉积在湿敏材料表面,在干燥阶段水分挥发,最终在湿敏材料表面形成不规整颗粒物,造成湿敏电容绝缘性能降低。在通电测试时,不规整颗粒物在电场作用下易发生尖端发电,使得感湿材料绝缘性能下降,同时伴随有腐蚀和击穿烧蚀,使湿敏电容发生失效。结论 湿度传感器在温-湿-盐雾环境下,盐粒子易附着在感湿材料上,在通电环境下发生击穿烧蚀,造成湿度传感器功能失效。     

面向小型无人艇健康监测系统方案设计与实施

详细阐述了小型无人艇健康监测系统的设计与实施过程。首先,分析了小型无人艇健康管理的特性及所面临的挑战,确定了以动力电力系统为重点的监测对象。随后,准确设定了测点位置以及传感器的选择,并在实艇上部署安装。数据处理方面,采用了数据预处理和分析的方法。通过采集传感器的数据,并使用时域分析、时频谱分析、基于自编码器的异常检测方法对柴油机上的振动数据进行预处理和分析,证明健康监测系统的有效性。最后,对未来的研究展望进行探讨,提出了进一步优化监测系统的多元发展路径,为小型无人艇健康管理提供了宝贵的启示和参考。