新一代光纤智能传感网与关键器件基础研究进展

天津大学在973计划项目的资助下,开展了光纤传感技术相关研究.其主要内容包括设计了基于光子晶体光纤的填充银线的PCF-SPR传感器,最佳灵敏度为2 400 nm/RIU;设计了一种基于液芯光子晶体光纤的PBG-PCF温度传感器,传感器的最高分辨率为4×10³ nm/RIU;设计了基于甲苯-氯仿混合溶液填充的光子晶体光纤可调谐热敏光开关,通过改变溶液配比实现不同温度跃变点;构建了基于光微流体理论的3种结构模型,并针对模式场分布及磁场探测展开了研究;构建了基于L波断掺饵光纤放大器的光纤内腔气体传感系统,其绝对误差小于0.04%;针对传感器结构、解调光路、解调算法,设计并优化了F-P传感系统;提出了针对光纤传感网的评估鲁棒性模型,开展了梳状暗调谐光源技术和OFDR技术在光纤传感网检测方面的研究.     

基于地理本体的空间传感网数据处理

 传感网的研究和应用已经成为推动新信息时代发展的重要动力,而传感网络的运行无法避免结构复杂的海量传感数据的处理.尽管目前已有大量的数据融合算法和模型的出现,但无法避免数据语义、网络语义异构等等问题.结合传感网的特征和地理本体的研究,本文首先提出了空间传感网的定义,随后提出了基于空间传感网的地理本体库公理化模型,最后给出了应用于湖泊领域的实践,结果显示采用文中所提方法既能够节约传感网有限的动力资源,又能够有效消除传感网中的异构.     

无线传感网络技术研究与应用

随着无线通信技术的不断发展,无线传感网络应运而生,已成为当前国内外研究的热点。文章首先介绍了无线传感网络的起源和发展历程,对无线传感网络的基本内容和研究现状进行了探讨,最后给出了当前无线传感网络的一些典型应用。     

水下无线传感网络仿真工具研究

水下无线传感网络不同于在陆地上基于电磁波的无线传感网络,尤其是对水下无线传感网络的仿真;如何模拟水下或海洋的复杂环境,建立高效逼真的仿真环境尤为重要,该文主要针对现有的水下无线传感网络模拟器进行介绍,讨论各种仿真器的特点。     

Ad hoc传感网络的体系结构及其相关问题

Ad hoc传感网络是一种特殊形式的传感网络。首先 ,简单介绍了 Ad hoc传感网络的概念、特点、目标和种类 ;然后 ,讨论了 Ad hoc传感网络的体系结构 ,接着对 Ad hoc传感网络的相关问题进行了详细的阐述和分析 ;最后 ,介绍了一些当前的研究现状     

水下无线传感网络路由性能参数研究

水下无线传感网络通信不同与基于电磁波通信的无线传感网络;文章分析了水下通信信号的特征,并与陆地无线传感网络进行比较,并详细描述在水下无线传感网络路由传输中,评价路由通信性能的参数,并对这些参数进行了详细的解释。     

基于ZigBee的自习室人数智能查询系统设计与实现

为方便高校学生利用网络或者智能手机终端设备实时查询自习教室现有人数,设计实现了一种基于ZigBee技术的自习室人数智能查询系统.系统根据物联网（IOT）层次模型开发,分为感知层、网络层、平台层和应用层四个层次.感知层采用红外光电开关作为数据采集传感器;网络层采用ZigBee技术构建无线传感网,实现多点人数数据统计;平台层使用SQL SERVER数据库和IIS信息服务器;应用层设计web查询管理网站与移动终端查询软件,能够进行自习室人数查询.     

光谱吸收光纤甲烷气体传感系统的研究

针对光纤传感系统中的光路干扰问题以及近红外光谱的特点,设计了包含透射式一体化微光学传感单元和适合甲烷气体检测的锁相放大模块的光谱吸收甲烷传感系统。国内外对光谱吸收式光纤气体传感技术进行了大量研究,发现存在很多问题,本文针对其光路干扰和弱信号检测难的问题进行了改进。     

基于生产者-消费者程序结构的振动传感系统

低频振动常伴随自然灾害的发生,低频振动信号的实时准确检测对海底地震监测及海啸预警等领域的灾害探测具有重大意义,光纤振动传感器是实现低频信号检测的有效方式.设计了一类光纤振动信号传感系统的传感光路及相位解调单元,采用基于迈克尔逊干涉仪结构的顺变柱体传感检波器实现对传感系统中振动信号的转换和探测.针对光纤式低频振动信号传感系统的信号处理高实时性和高信噪比的难题,提出在信号解调处理单元引入LabVIEW的生产者-消费者程序结构模式,极大提高程序并行运算速率并有效释放上位机内存压力.经过系统整体联调测试实验验证,系统对0.01～1 Hz的超低频振动信号有高信噪比的输出,同时为光纤振动传感技术在低频频段研究工作提供参考.     

专家点评

<正>以智能传感为特点的新一代光纤传感网及其关键器件研究是未来光纤传感技术的发展方向.自20世纪80年代,低损耗光纤的出现使得光纤传感技术显示出了广阔的应用前景.90年代后期,光纤传感技术呈产业化发展并形成了能源、环境、医学、地质、国防等应用领域.进入21世纪后,基于复用技术和数据融合模型的传感网成为人们争相研究的焦点.     

无线传感器网络中的数据库技术

无线传感器网络作为计算、通信和传感器这3项技术相结合的产物,目前成为计算机科学领域一个活跃的研究分支.结合近年来国外的研究成果,着重从数据管理方面介绍了无线传感器网络的研究现状.致力于实现一个高性能的以数据为中心的网络系统,为观察者或用户提供一个有效的感知数据库管理的处理系统,并分别就数据模型和查询处理这两个数据库中的关键问题提出了有效的解决方案.     

无线传感器在农业环境监控中的应用

采用无线传感器网络监控农田环境可以为精准农业提供决策支持.结合传感器网络、移动网络与远程数据库技术,设计和建立一个能够同时对大气温度、大气湿度、土壤温度、土壤湿度、水温、光照强度、CO2体积分数、pH值等8个环境参数进行监测的农田环境监测平台,通过对系统整体结构以及软硬件的设计,实现了对农作物各种生长情况信息的实时采集、传输、远程监测和预测分析.通过各项功能和性能测试,系统数据服务稳定可靠.     

Principle and Realization Method of Tunnel Deformation Detection Based on Image Recognition and Data Transmission Technology

<正>To detect the deformation of the tunnel structure based on image sensor networks is the advanced study and application of spatial sensor technology.For the vertical settlement of metro tunnel caused by internal and external stress after its long period operation,the overall scheme and measuring principle of tunnel deformation detection system is introduced. The image data acquisition and processing of detection target are achieved by the cooperative work of image sensor,ARM embedded system.RS485 communication achieves the data transmission between ARM memory and host computer.The database system in station platform analyses the detection data and obtains the deformation state of tunnel inner wall,which makes it possible to early-warn the tunnel deformation and take preventive measures in time.     

基于ZigBee和GPRS的大气污染监测系统设计

设计一种基于ZigBee和GPRS的大气污染监测系统,该系统由资源层、中间层和应用层3部分组成。资源层采用ZigBee模块作为无线组网模块,利用STM32F107单片机作为控制芯片,与传感器一起组成一个监测节点;传感器采集的数据经过单片机处理后,以串行通信协议发给ZigBee模块,再通过无线传感器网络发送到数据集中器;集中器由ZigBee模块、单片机和GPRS模块组成,集中器将收到的数据通过GPRS模块发送给服务器,并实时存入数据库。中间层负责对传感器网络进行管理。应用层通过中间层对数据库进行访问,得到相关的监测信息并对空气质量状况做出报道。     

苹果精准管理专家系统的设计与实现

为了实现苹果种植的精准管理,基于无线传感器技术设计开发了专家系统。使用控件对数据库的环境因子进行图形化显示。结合专家知识,建立数学模型,完成系统的预测决策功能。苹果精准管理专家系统最终实现对果园环境的实时监控以及苹果种植的科学管理。     

A processing approach for event-based location aware queries in hybrid wireless sensor networks

In hybrid wireless sensor networks, sensor mobility causes the query areas to change dynamically. Aiming at the problem of inefficiency in processing the data aggregation queries in dynamic query areas, this paper proposes a processing approach for event-based location aware queries (ELAQ), which includes query dissemination algorithm, maximum distance projection proxy selection algorithm, in-network query propagation, and aggregation algorithm. ELAQs are triggered by the events and the query results are dependent on mobile sensors’ location, which are the characteristics of ELAQ model. The results show that compared with the TinyDB query processing approach, ELAQ processing approach increases the accuracy of the query result and decreases the query response time. Biography: HONG Liang (1982–), male, Ph.D. candidate, research direction: database system, sensor network.     

精密带钢弯曲变形在线自动检测系统的研制

精密带钢在热处理生产的过程中,往往需要停下设备来对带钢的弯曲变形进行人工拉线检测,通过ADC定时采集位移传感器产生的数据,并由MCU处理、记录,可以实现对带钢弯曲变形的在线自动检测,通过试验验证该在线检测系统可以有效地提高检测精度和带钢生产效率,并实时建立起带钢弯曲变形数据库。     

基于物联网的小型植物培养系统设计

为了解决人们对小型植物的管理缺乏经验且耗时繁琐的问题，设计了一套基于物联网的小型植物培养系统，并建立了花卉品种专业数据库.各子系统由ZigBee无线传感网络连接，实现分布式部署，服务器采用基于Netty的异步网络通信编程.用户可通过手机客户端远程监控植物的生长状态，利用专业数据库对植物生长周期中的温度、湿度和光照进行自动调控.     

基于物联网的小型植物培养系统设计

为了解决人们对小型植物的管理缺乏经验且耗时繁琐的问题,设计了一套基于物联网的小型植物培养系统,并建立了花卉品种专业数据库.各子系统由ZigBee无线传感网络连接,实现分布式部署,服务器采用基于Netty的异步网络通信编程.用户可通过手机客户端远程监控植物的生长状态,利用专业数据库对植物生长周期中的温度、湿度和光照进行自动调控.     

热激励谐振式硅微结构压力传感器

针对一种以矩形硅膜片为一次敏感元件、硅梁谐振子为二次敏感元件采用电阻热激励、压敏电阻拾振的谐振式压力微传感器 ,简述了其工作机理 ;从谐振式硅微传感器整体优化设计、闭环系统优化设计、微弱信号检测、敏感元件工艺实践、开环特性测试等方面介绍了该传感器研究与研制过程中近期取得的阶段性研究结果