基于基因位迭代映射的无线传感器网络能量优化分簇算法

摘要：针对无线传感器网络的节点能量利用率和网络寿命问题,引入一种基因位迭代映射思维进行改进,并构造新的无线传感器网络能量优化分簇方案生成方法,在此基础上提出了基于基因位迭代映射的无线传感器网络能量优化分簇算法。该算法将无线传感器网络节点路由能耗优化问题转化为网络系统簇内节点最优能耗进化激励的解空间最优解搜索问题,然后利用基因位长度自适应编码和迭代映射的进化算法进行候选解搜索,最后输出具有最优能耗的节点通信路径和簇头的下级跳节点。实验结果表明,该算法高效可行,能量均衡和优化能力较好,有效的降低了节点的能耗,延长了网络生命周期。     

电化学DNA传感器研究进展

电化学DNA传感器是一种新型的生物传感器，对其基本原理、组成及其在基因检测、基因疾病诊断药物机理研究等方面作了介绍，并对其发展趋势进行了展望．     

锂离子动力电池传感器多故障诊断策略综述

锂离子电池作为新一代可充电电源,具有能量密度大、安全性能高等优点,显示出了广阔的市场前景。但锂离子电池在运行过程中会发生各种内、外部故障,所以锂离子电池安全问题一直备受关注。锂离子电池的传感器正常运行是保证对电池系统实时监测的关键,但是传感器故障微小且不易察觉,并且故障具有关联性、并发性的特征,可能引起多故障的发生,进而触发热失控的风险。所以如何保证传感器精确、快速地进行锂离子电池故障检测与诊断是确保安全稳定运行的关键。首先从锂离子电池结构出发总结了锂离子故障的类型及成因,并详细分析了传感器故障和多故障产生的机理。然后,对锂离子电池从单体电池到电池包所涉及的传感器故障和多故障诊断策略进行全面的阐述,并且分析了可能成为未来发展趋势的传感器多故障协同诊断策略和电池新模式下的故障诊断方式(如气体检测等)。最后,以全文锂离子电池的传感器多故障研究的重难点,提出了传感器多故障诊断未来可能的研究方向。     

Synthetic biology: engineering Escherichia coli to see light

We have designed a bacterial system that is switched between different states by red light. The system consists of a synthetic sensor kinase that allows a lawn of bacteria to function as a biological film, such that the projection of a pattern of light on to the bacteria produces a high-definition (about 100 megapixels per square inch), two-dimensional chemical image. This spatial control of bacterial gene expression could be used to 'print' complex biological materials, for example, and to investigate signalling pathways through precise spatial and temporal control of their phosphorylation steps.     

无线传感网络中分布式粒子滤波的目标追踪算法

在给出无线传感网络的传感器配置模型的基础上,提出了一种分布式粒子滤波DPF(d istributedparticle filter)算法,并实现了对网络中的一个运动目标的追踪。利用传感器模型,可将网络划分为一系列不相联系的传感器组,并在每个传感器组上运行一个局部粒子滤波,通过中心节点将估计状态传递给下一个传感器组的中心节点,依次实施对目标定位、跟踪。为减少网络间的通讯负荷和节约传感器节点能量,使用了高斯混合器模型(GMM),对局部粒子滤波的粒子和相应的权值进行近似;并提出了根据估计误差自适应激活传感器的优化算法。仿真结果表明,基于GMM近似的DPF在保持较高的估计精度的同时,能够大幅度减少网络间的通讯负荷。     

现代生物技术应用于环境保护研究的新进展

论述了现代生物技术应用于环境保护研究的新进展,包括能吞食有毒废弃物基因工程细菌的培育,用微生物降解农药废水治理污染,用生物传感器监测水质以及用中草药制农药防治作物病虫害等。     

最大化全移动无线传感器网络寿命的可信信息覆盖重定位算法

针对全移动传感器网络覆盖空洞的修复以及网络寿命最大化问题,研究并设计了一种基于可信信息覆盖模型的传感器节点重定位协议。该协议在可信信息覆盖模型下的信息网格的概念下,设计一种局部信息网格结构,通过使用移动最近的冗余传感器节点修复覆盖空洞区域来维持网络的完全覆盖。仿真结果表明,所设计的协议与现有的协议传感器节点重定位协议相比,可以有效减少重定位的移动能量消耗,明显提升全移动传感器网络的工作寿命。     

传感器故障在线诊断和信号恢复的两级神经网络方法

目的研究控制系统中传感器软硬故障诊断和信号恢复．方法提出一种两级神经网络（ＮＮ）包括一个主神经网络和若干个局部神经网络方法．主神经网络负责诊断传感器故障,其输入为各传感器在时刻ｔ的信号,输出为各传感器在时刻ｔ＋１的信号．各局部网络负责传感器故障诊断和信号恢复．每一个局部网络对应一个传感器,局部神经网络输出为相应的传感器在时刻ｔ＋１的信号,其输入为其余传感器在时刻ｔ的信号．各网络均采用先学习,后工作的在线学习方法．结果与结论所述方法具有在线学习、故障误检率低、可以诊断多个传感器软硬故障的优点．对气垫船中传感器软硬故障诊断的仿真结果表明,该方法是行之有效的．     

三极同心电极表面Laplacian近似测量理论及其误差分析

基于表面Laplacian的九点差分数值近似方法提出了一种新的表面Laplacian传感电极——三极同心电极传感器，从理论上分析了该传感器测量体表势表面Laplacian的相对误差，并与双极同心电极做了比较．结果表明：三极同心电极传感器的误差远小于双极同心电极的误差；当源深度与电极内环半径之比大于4时，三极同心电极传感器的误差小于2％，即其误差几乎不受电极与源之间距离的影响．理论计算与偶极子模拟实验结果的一致性表明该传感方法是可行的，为表面Laplacian心电的直接测量奠定了基础．     

The molecular choreography of a store-operated calcium channel

Store-operated calcium channels (SOCs) serve essential functions from secretion and motility to gene expression and cell growth. A fundamental mystery is how the depletion of Ca2+ from the endoplasmic reticulum (ER) activates Ca2+ entry through SOCs in the plasma membrane. Recent studies using genetic approaches have identified genes encoding the ER Ca2+ sensor and a prototypic SOC, the Ca2+-release-activated Ca2+ (CRAC) channel. New findings reveal a unique mechanism for channel activation, in which the CRAC channel and its sensor migrate independently to closely apposed sites of interaction in the ER and the plasma membrane.     

Avoiding obstacles by using a proximity infrared sensor skin

Placement and wiring of vast amount of sensor elements on the 3-dimensionally configured robot surface to form soft sensor skin is very difficult with the traditional technology. In this paper we propose a new method to realize such a skin. By implanting infrared sensors array in an elastic body, we obtain an elastic and tough sensor skin that can be shaped freely. The developed sensor skin is a large-area, flexible array of infrared sensors with data processing capabilities. Depending on the skin electronics, it endows its carrier with an ability to sense its surroundings. The structure, the method of infrared sensor signal processing, and basic experiments of sensor skin are presented. The validity of the infrared sensor skin is investigated by preliminary obstacle avoidance trial.     

Identification of CRE1 as a cytokinin receptor from Arabidopsis

Cytokinins are a class of plant hormones that are central to the regulation of cell division and differentiation in plants. It has been proposed that they are detected by a two-component system, because overexpression of the histidine kinase gene CKI1 induces typical cytokinin responses and genes for a set of response regulators of two-component systems can be induced by cytokinins. Two-component systems use a histidine kinase as an environmental sensor and rely on a phosphorelay for signal transduction. They are common in microorganisms, and are also emerging as important signal detection routes in plants. Here we report the identification of a cytokinin receptor. We identified Arabidopsis cre1 (cytokinin response 1) mutants, which exhibited reduced responses to cytokinins. The mutated gene CRE1 encodes a histidine kinase. CRE1 expression conferred a cytokinin-dependent growth phenotype on a yeast mutant that lacked the endogenous histidine kinase SLN1 (ref. 10), providing direct evidence that CRE1 is a cytokinin receptor. We also provide evidence that cytokinins can activate CRE1 to initiate phosphorelay signalling.     

催化金属薄膜对MOS结构MEMS氨敏传感器性能的影响

利用MEMS技术,在硅平面上经过热氧化、掺杂、溅射、光刻、清洗等工艺,制成MOS结构的氨敏传感器,并将双加热器和测温器集成于一体.该传感器的栅极是以Pd栅为主,同时修饰多种金属薄膜.通过研究修饰催化金属薄膜的种类以及薄膜的厚度对传感器的灵敏度和选择性的影响,结果表明:采用多种金属薄膜混合修饰栅极表面的传感器对氨气有较好的选择性和稳定性;催化金属薄膜厚度在10～30nm时,该传感器对氨气最敏感.     

人工蜂群算法优化支持向量机的传感器节点定位

为了提高传感器节点的定位效果,针对支持向量机参数优化问题,设计一种人工蜂群算法优化支持向量机的传感器节点定位模型.首先采集传感器节点的相关数据,提取有效参数;然后采用支持向量机建立传感器节点定位模型,并采用人工蜂群算法解决支持向量机的参数选择问题;最后在MTALAB2014平台进行传感器节点定位实验.实验结果表明,该模型可以反映当前传感器节点的位置,获得较精准的传感器节点定位结果.     

一种低耗的无线传感器网络状态监测方法

传感器网络包含大量的微型无线传感器节点,并以无人值守的方式工作。为了有效地管理传感器网络,提出了一种模型辅助的传感器网络状态监测方法来支持传感器网络的状态监测,该方法的思想是在基站与节点上建立描述传感器网络状态的变化模型来辅助传感器网络状态的监测。实验结果表明:这种方法能够降低传感器网络状态监测的能量消耗。     

SOS压力传感器温度的补偿

分析了硅 蓝宝石(SOS)压力传感器的温度特性,表明测量范围较宽时,传感器的输出易受环境温度的影响,并且成非线性·提出一种基于神经网络共轭梯度算法的硅 蓝宝石压力传感器温度补偿方法·利用神经网络共轭梯度算法具有逼近任意非线性函数的特点,通过训练使神经网络建立在不同环境温度下传感器输出与其实际感受的电压值之间的非线性映射关系,实现硅 蓝宝石压力传感器温度补偿·计算机仿真表明,该方法不仅能有效地消除温度的影响,而且能在神经网络的输出端得到期望的线性输出·     

光纤Bragg光栅传感器在锚固工程中的应用

针对锚杆检测问题，提出了采用光纤Bragg光栅传感技术进行锚杆监测的新方案，详细介绍了光纤Bragg光栅锚杆监测系统的工作原理及主要构成，进行了工程现场与常规技术的对比实验，结果表明：光纤Bragg光栅传感器具有精度高、能测量绝对数值、抗干扰能力强、结构简单和长期稳定性好的优点，可以实现实时在线监测，具有极大的应用和发展前景。     

基于时空相关性的传感器网络数据压缩算法

针对当前传感器网络数据压缩算法存在压缩比率低、 数据变形严重等缺陷, 为提高传感器网络数据传输的实时性, 提出一种基于时空相关性的传感器网络数据压缩算法. 首先采集传感器网络原始数据, 采用空间变换技术从空间上分析传感器网络数据之间的相关性, 进行去噪处理, 减少噪声所占的空间资源; 然后根据传感器网络数据的时间相关性, 引入压缩感知算法对空间系数进行压缩处理, 减少传感器网络数据冗余; 最后通过仿真实验分析传感器网络数据压缩算法的性能. 仿真实验结果表明, 相对于其他传感器网络数据压缩算法, 该算法可在不损失传感器网络数据信息的条件下, 提高传感器网络数据压缩比率, 同时获得更快的传感器网络数据压缩速度, 减少传感器网络通信压力.     

无线传感网络覆盖中网络拓扑结构设计方法

无线传感网络覆盖可以合理分配网络的空间资源,更好地完成环境感知、信息获取等任务,当前无线传感网络覆盖方法不能对传感网络进行全面覆盖。提出一种新的用于无线传感网络覆盖的网络拓扑结构设计方法,将层次型拓扑结构作为无线传感网络拓扑基本结构,对其进行详细分析后,提出能量高效的拓扑控制算法:以同一概率周期性随机选择簇头,令无线传感网络的总体能量消耗均衡分配至各传感器节点中,实现簇中成员节点数据的均衡分布,完成无线传感网络拓扑结构的设计。实验结果表明,设计的网络拓扑结构可以合理调节传感节点的距离,可以覆盖整个无线传感网络,减少重复覆盖,具有很好的覆盖优化效果。     

电子探空仪气压传感器特性

为了掌握电子探空仪气压传感器的测量性能及不同气压传感器的特性差异对测量准确度的影响,对硅压阻和电容膜盒2种气压传感器进行了一定时间的存储测试试验.利用同一环境下某一测试时间的气压标准值与传感器测量值的差值分析了2种气压传感器的一致性,根据该差值随时间的变化分析了2种气压传感器的稳定性.结果表明,2种气压传感器的稳定性都...