光纤传感技术在多相流体参数检测中的应用

论述了一种新型多相流体参数测试方法。传感机理为弯曲光纤的传输光功率随外界介质折射率变化。在分析光纤弯曲波导传输光能损耗与弯曲半径、外界折射率等因素关系的基础上,提出一种U型结构的光纤传感器系统,并将其应用于多相流体参数测试仪器中,进行了初步研究和探讨。该系统以U型光纤传感头和微控制器、可编程外围芯片为核心,构成的数字化、小型化光纤传感系统,能不分相地、实时地、连续地对阵列式分布的传感器进行数据采集、分析、求统计平均值来获得多相流体的流动参数、分布状况。本系统抗干扰能力强,具有开机自检、过程报警、通信接口等功能。可与过程控制网络连接,支持流行的现场总线协议。     

基于6LoWPAN与MQTT的无线传感网络设计

针对目前6LoWPAN无线传感网络设计与应用存在的可扩展性较差、与IPv4环境不兼容等问题,设计并实现了基于6LoWPAN与消息队列遥控传输(Message Queuing Telemetry Transport, MQTT)的无线传感网络。其中,无线传感网络节点作为MQTT客户端与MQTT服务器通信,边界路由器通过NAT64(Network Address Translation IPv6 to IPv4)实现无线传感网络节点与IPv4网络的通信。将所设计的无线传感网络应用到智能家居场景,评估了无线传感网络和边界路由器的性能,测试了系统功能的实现。结果表明,无线传感网络具有良好的连通性和稳定性,无线传感节点的数据上传与指令接收稳定可靠,边界路由器工作稳定,系统具有较好的性能。     

基于铽镝铁换能器的全保偏光纤磁场传感系统

制作了铽镝铁保偏光纤换能器,建立了全保偏马赫—曾德尔光纤干涉仪系统,采用工作点控制方法解调信号,实现了光纤磁场传感。该全保偏光纤干涉系统结构简单、抗干扰,有效解决了偏振不稳定问题。实验检测了系统对磁场幅度变化的响应特性,最小可测交流磁场信号为3×10-10T。     

水下传感网基于节点权重的地理位置路由

水下传感网络采用声波进行通信,具有长时延、高错误率和低能耗要求等技术挑战。为此,提出基于节点权重的地理位置路由（weight of node-based routing,WNBR）。在WNBR路由中,当源节点需要转发数据包时,依据深度适度因子构建候选下一跳转发节点集,利用节点剩余能量、距离和链路质量信息计算下一跳转发节点集中每个节点的权重。最后,选择具有最大权重的节点作为源节点的下一跳转发节点。仿真结果表明,提出的WNBR路由能够有效均衡能耗,降低端到端时延,提高了数据包传递率。     

水下传感网络中能效感知的相似数据融合算法

水下无线传感网络(Underwater Wireless Sensor Networks,UWSNs)被认为是监测和开发水域环境的有效手段.相比于传统的无线传感网络,UWSNs中节点采用声通信传输数据,消耗了更多能量.而簇是管控数据流量、减少节点能耗的常用方法.为此,针对簇化的UWSNs,提出能效感知的相似数据融合(E...     

电缆负载射频电磁辐射响应规律研究

采用基于有限积分法的电磁仿真软件CST建立等幅正弦波辐照条件下同轴电缆电磁耦合响应模型,研究终端负载电阻及电缆长度对终端响应电压的影响规律。结果表明,随着终端负载电阻的增大,响应电压逐渐增大,而后趋于稳定;不同频率条件下,电缆长度在一个波长范围内,电缆负载响应电压幅值先是随着电缆长度的增加而变大;达到最大值后,随着长度的增加,响应幅值反而减小。     

基于动态流能量高效的无线传感网路由算法

针对无线传感网中结点能量受限,提出了一种基于动态流能量高效的路由算法DFEERA(Dynamic Flow-based Energy-Efficient Routing Algorithm)。该算法通过在无线传感网内设置多个基站收集区域内传感器结点的数据流拓扑结构建立数据传输能量消耗模型,将该模型转换为最大流问题求解最优传输路径,作为某时期内结点数据传输路径。随着结点能量的消耗,动态调整该能量消耗模型重新规划路径,作为新的传输路径,从而平衡结点间的能量消耗,提高网络结点的存活率。仿真结果表明,与其他典型的路由算法相比,DFEERA能够更好地平衡结点的能耗,获得更高的能量消耗率和更长的网络生存期。     

采用贪婪启发式的异构WSNs部分覆盖算法

异构无线传感网络(Wireless Sensor Networks,WSNs)的多数监测应用要求监测区域被部分覆盖。因此,对异构WSNs的部分覆盖问题进行研究。提出基于贪婪启发式的部分覆盖算法(Greedy Heuristic-based Partial Coverage,GHPC)。先对异构WSNs的部分覆盖问题进行定义和形式化表述,再利用贪婪启发式算法求解。GHPC算法选择具有最大覆盖贡献的节点加入覆盖集,进而满足覆盖要求。仿真数据表明,与同类算法相比,提出的GHPC算法能够在满足覆盖要求的同时,降低活动节点数。     

基于可调光纤F-P滤波器解调的分布式光纤光栅传感系统

提出并实现了一种可满足工程实用要求的波分复用光纤光栅传感网络解决方案,系统通过可调谐光纤F-P滤波器的连续扫描实现波长信号的解调.该传感系统扫描带宽50 nm,单点工作带宽5 nm,对一般应用系统每根单纤可设20-30个点,系统最高扫描频率200 Hz,分辨率5 pm(约5με或0.5℃).     

基于Ptolemy Ⅱ的传感器网络建模与仿真

提出了一种基于传感器网络的目标定位系统的模型,利用PtolemyⅡ建模仿真平台完成该传感器网络目标定位系统的系统级行为描述,同时对该目标定位系统进行建模与仿真,分析了传感器网络目标定位系统的诸多影响因素,并对仿真模型进行了命中率性能测试。测试结果表明,传感器网络目标定位系统对于传感器节点的功耗及信息时间同步窗口具有敏感性,符合传感器网络目标定位系统应用特性,Ptolemy嵌入式系统级设计方法学对指导传感器网络系统设计具有重要意义。