智能传感器技术的研究进展及应用展望

 随着智能时代的到来,各种智能传感器的研究和应用越来越受到人们的重视。智能传感器在传统传感器的基础上还具有丰富的信息处理能力,能够提供更综合的功能。本文介绍了常用的温度、压力、惯性、生化和RFID传感器的研究现状及其在物联网、虚拟现实（VR）、机器人、医疗健康等产业升级和创新应用中的关键作用,并对智能传感器今后的发展趋势进行了展望。     

不同类型遥感传感器对地覆盖区域仿真与计算

分析了遥感传感器对地覆盖的几何特性,将常见的遥感传感器按照成像覆盖模式分为球冠面圆形覆盖和球面四边形覆盖,推导了两类覆盖模式的投影几何,建立了星下点和侧摆两种成像方式下的对地覆盖区域仿真计算模型. 基于覆盖区域仿真模型和星地空间基准的转换关系,设计了通用于常见遥感传感器的对地覆盖区域仿真算法流程,以实际的卫星平台、传感器和轨道参数实验验证了该仿真算法的有效性.     

数字式温度传感器的误差修正和软件补偿方法

针对使用DS18B20作为热量表的温度检测传感器测量时输出离散性大、器件一致性差的问题,采用线性插值方法对传感器的温度测量精度、线性度等进行软件补偿,可将传感器的测量精度由±0.5 ℃校正到±0.1 ℃,解决了数字温度传感器的配对使用问题。该研究取代了热电阻等温度传感器,简化了温度检测的硬件电路,降低了电路功率损耗。     

石墨烯纤维研究进展

 石墨烯具有独特的电学和力学等性能。宏观的石墨烯纤维由纳米级的石墨烯组装而成,其集成了微观石墨烯的突出性能,因而不仅具有常规纤维的柔韧性可用于纺织物,同时具有轻质、可成型加工及易于功能化等显著优势。概述了石墨烯纤维研究方面的最新进展,包括其可控制备技术、功能化及其在柔性纤维器件如驱动器、机器人、光伏电池、电容器等方面的应用。     

纤维压裂液携砂性能实验评价

 为了研究纤维对纤维加砂压裂的影响,设计了大型可视裂缝模拟系统及相应的实验方案,通过室内实验,研究了纤维加入方式、纤维浓度、温度等对纤维携砂能力的影响。实验结果表明:先加入纤维,再加入交联剂,最后加入支撑剂配置的压裂液携砂能力最好;在一定温度范围内,纤维质量浓度越高,纤维与支撑剂颗粒间摩擦系数越大,形成的网状结构越稳定,纤维的悬砂性越好,但温度大于80℃时,纤维携砂能力变差;增大纤维质量浓度,砂堤形态变平缓,堤峰向裂缝深部推移,支撑剂在裂缝深部的沉降量增加,有利于增加裂缝的有效长度。     

无线传感器网络低能耗树状路由安全性能

 安全可靠的无线传感器网络是现代通信系统的重要分支,是面向泛在通信的重要技术支撑.然而,大量的网络攻击导致数据安全受到威胁,严重影响网络可靠性,从而使无线传感器网络的使用价值大大降低.针对无线传感器网络的安全性问题,提出了以高效节能为前提的低能耗树状路由协议的安全模型LCTR 模型.该模型利用报文鉴别码和数字签名技术实现鉴权和数据整合.通过采用常用报文鉴别码和数字签名技术作为参考对LCTR 模型进行性能分析,仿真结果表明,LCTR 模型下信息安全传输成功率最多可提高23%,网络生存时间最多可提高5%.     

纤维暂堵人工裂缝附加压差影响因素分析

 地层温度条件下自动可降解纤维能有效暂堵已形成的人工裂缝或天然裂缝,大幅提高缝内净压力,从而迫使人工裂缝发生转向,从其他方向启裂与扩展,增加油气藏改造体积。此时纤维在裂缝内形成滤饼填充带,形成一附加压差。理解纤维暂堵人工裂缝附加压差的影响因素,是优化纤维暂堵转向压裂设计关键参数的基础。由于缝内纤维滤饼引起附加压差影响因素众多,纤维转向压裂关键参数优化难度较大,本研究以纤维暂堵人工裂缝的物理模型为基础,利用经典水力压裂理论,推导并求解纤维滤饼附加压差的数学模型,模拟计算其影响因素的变化规律。模拟结果表明,较低排量、较小裂缝宽度和较高黏度有利于增大附加压差,加强纤维封堵裂缝的效果。结合裂缝延伸准则,得出井底压力增量与附加纤维滤饼长度两者成线性增加关系。     

基于DV-Distance的无线传感器网络定位算法研究

无线传感器网络是一种全新的信息获取和处理技术,而节点自定位技术是无线传感器网络的主要支撑技术之一.由于无线传感器的节点数量非常大,致使利用GPS定位装置收集节点位置信息的代价将会很大.因此,研究能够适应无线传感器网络节点位置信息的算法是极其重要的.本文重点对距离无关的定位算法中的DV-Distance算法进行了研究,通过MATLAB软件平台对DV-Distance算法进行了仿真实现,结果表明不同信标节点密度时,定位算法的定位误差不同,而当存在障碍物及GPS误差也会影响定位误差.     

多功能探测安防智能四轴飞行器的研制

针对火灾、地震和洪灾现场情况复杂多变,对现场情况难以掌控,给搜救工作带来困难,延误黄金救援时间等问题设计了多功能智能安防飞行器．在飞行器上安装了多路传感器,对灾情和安防信息进行探测;安装由三个轴向的陀螺仪和三轴加速度传感器保持飞行器的稳定性,利用导航模块进行安防的定点、定时巡查．并通过无线传输装置,利用多种传感器将采集的信号实时传输到主控中心,便于采取相应措施减少损失．该飞行器可以用于灾情探测,若配合视频监控对小区的安防起到很好的保障作用,可做到远程操控,无死角的定点、定时巡查．     

基于超声波传感器的高精度测距系统设计

基于超声波测距原理,分析了测量误差来源,需进行温度补偿和精确计时,设计了一精度高的测距系统,该系统具有成本低、性能稳定、结构简单等特点.经测试,测量精度高,具有很好的实用性.