针对传统供水管道泄漏监测方式成本高、安全性差的问题, 设计了一种用于供水管道泄漏监测的无线传感器网络节点。将节点按功能分为协调器节点、路由器节点和终端节点, 以TI 公司的ZigBee 芯片CC2530 为微处理器和通信模块, 设计了这3 类节点的硬件结构和软件流程。实验结果表明, 该节点运行情况良好, 传输数据稳定, 并能按照预定网络拓扑组建、迅速扩展并重构网络。

针对发动机失火故障信息难以提取的问题, 提出了一种基于集合经验模态分解(EEMD: Ensemble Empirical Mode Decomposition)的发动机失火故障检测方法。该方法能自适应地将曲轴转速信号分解为若干个本征模态函数(IMF: Intrinsic Mode Function), 确定包含故障信息的IMF, 通过该IMF 幅值的异常波动, 可以较准确地判断发动机发生失火故障的时间。并通过AMESim 建立了发动机仿真模型, 从中采集了3 种情况的曲轴转速信号, 分别利用EEMD 分解并最终检测失火故障。实验结果表明, 该方法能有效提取故障信息, 实现失火故障的离线检测, 并可以作为在线检测的基础。

为促进人工蜂群算法理论和应用的发展, 在分析人工蜂群算法的基本原理基础上, 针对算法的不足, 全面地归纳了国内外学者对算法的改进研究, 对算法的蜜源初始化、更新策略的改进、调整策略的改进、适应度函数的选择以及与其他算法的融合进行综述, 提出了更有效的改进策略。同时从多方面综述了人工蜂群算法的应用, 并对人工蜂群算法的发展方向进行了总结和展望。

为解决PROFIBUS-DP(Process Field Bus-Decentralized Periphery)总线设备接入Wi-Fi(Wireless Fidelity)的问题, 给出了基于Wi-Fi 的PROFIBUS-DP 的无线Web 接入方法。在分析PROFIBUS-DP 现场总线和Wi-Fi 两种异构网络结构和网络协议的基础上, 采用嵌入式网关方法, 使两种异构网络互联通信, 并设计了基于B/ S 结构的Web 无线客户端, 使设计的无线客户端能借助Wi-Fi 网络对PROFIBUS-DP 现场总线的设备进行监控。对系统数据的测试结果表明, 采用该方法数据传输准确, 接入可靠。

为优化智能汽车电子真空助力器系统设计, 达到满足智能汽车的自适应巡航控制系统、自动紧急刹车系统的制动性能和控制性能的应用要求。利用AMESim 一维仿真软件分析汽车电子助力器主动控制匹配参数及ANSYS workbench 软件匹配电磁阀结构参数, 给出了电磁阀行程、驱动电参数和线圈参数等关键设计参数的匹配方法。该方法满足智能汽车的自适应巡航控制系统、自动紧急刹车系统的应用要求, 为提高EVB(Electronic Vacuum Booster)系统智能车辆制动控制的可靠性和舒适性提供借鉴参考。

为在复杂环境中提高语音信号的重构精度, 提出基于正交块对角结构的语音信号盲压缩重构算法, 通过最优求解找到一组对应的正交块对角变换基及稀疏矩阵, 利用二者乘积实现语音信号压缩重构。该算法确保盲压缩感知理论具有唯一解, 能从复杂的环境中恢复原始语音信号, 具有更强的自适应性, 在保证听觉效果的同时, 大大降低了观测维度。实验结果表明, 基于正交块对角结构盲压缩感知(OBD-BCS: Orthonormal Block Diagonal Blind Compressed Sensing)算法能高质量恢复语音信号原始结构。

为提高传统PWM(Pulse Width Modulation)、软件延时方式所产生的矩形单脉冲的精度, 提出一种基于51单片机串口产生矩形单脉冲的方法。控制51 单片机(MCU-51)的串行通信口工作于方式3(9 位异步通信方式), 对外发送特定的数码, 利用串口通信中数据帧的特殊结构形成宽度可调的矩形单脉冲; 设置定时器T2 工作于波特率发生器模式, 控制串口的波特率, 改变每个数据位的时间宽度, 实现多个脉冲宽度值。实验数据表明, 该方法产生的矩形单脉冲的脉宽精度能达到硬件晶振精度。

为满足现代电子测量和无线电通信领域对激励源的需求, 采用DDS(Direct Digital Synthesizer) 芯片AD9854ASVZ 设计一款高频率高精度信号发生器。ARM Cortex-M3 内核的STM32F103VE 芯片作为系统的MCU(Microcontroller Unit); 在MDK-ARM 平台下用C 语言开发主监控程序和信号产生程序; 利用Python 工具在PC(Personal Computer)端编写人机交互界面, 通过串口实现PC 与MCU 之间通信; 设计低通滤波电路和多级放大电路对产生的信号进行噪声(杂散)抑制和幅度控制。测试结果表明, 该信号发生器输出信号失真小, 精度高,频率范围宽, 具备较好的稳定性。输出正弦波、方波的频率范围为DC ~150 MHz, 频率漂移100 PPB(Part Per Billion), 频率分辨率1 滋Hz, 输出信号幅度峰峰值可在10 mV ~20 V 范围内, 以10 mV 步进调节。技术指标满足大部分外场实验和工业应用的需求。

针对将音视频交互技术应用在线视频教学的实验尚不完善的问题, 借助Android 平台对WiFi(Wireless Fidelity)进行一对一(Ad-Hoc 模式)的网络连接实验。通过对基于FFmpeg 的H. 264 视频编解码和Speex 音频源码以及相应API(Application Programming Interface)的分析, 实现了两Android 系统间的音视频同步传输。实验给出了整体设计方案, 进行了编程调试, 验证了系统架构, 通信协议以及核心算法的可行性, 实现了两Android平台间的实时音视频交互, 视频和音频质量以及传输速率都达到了预期的目标。

为了使老年人生活安全更有保障, 针对社区老年人的生活服务, 设计了一套基于物联网的信息交互终端与系统。该系统采用Zigbee 无线通信技术构建了一个无线传感网络, 以实现管理员对社区老人发布信息并采集其传感信息。若社区老人遇到危机时, 可按下“一键报警冶功能键将其发送给管理员。分别设计了信息管理中心和移动节点两个模块, 社区管理员用信息管理中心模块统一管理和监测各社区老人所携带的移动节点,同时在移动节点模块上加入传感器, 以采集老人的实时状态。测试结果表明, 该系统稳定、操作简便、易于管理与扩展, 适用于社区范围内的老年人生活服务。

为了避免日常生活中因疲劳造成的交通事故, 利用人眼图像识别技术对驾驶进行疲劳监测。设计并提出了一套基于图像信息判断驾驶员疲劳状态的流程。首先使用Viola-Jones 算法, 在图像中直接进行人眼定位,再对人眼图像进行处理, 得到人眼长宽比值Q, 最后建立了Q 值和疲劳状态的关联模型。实验证明, 该定位方
式比传统方式检测速度提高了50%以上, 同时能适应头部不同姿态; 建立的“眼部相对长宽比-睁眼程度冶模型具有良好的线性。模拟实际驾驶环境进行测试结果表明, 监测系统能适应不同受试者并在1 s 内对疲劳状态的驾驶员发出警报, 在防疲劳安全驾驶领域有一定的应用前景。

针对单行设施布局问题已有算法结构复杂、对算法参数有较大依赖性、求解效果欠佳的问题, 提出一种改进的蚁群算法。该算法采用基于目标函数值的自适应等级划分策略, 实现了信息素增量优胜劣汰、改进信息素的更新规则。通过简化状态转移概率函数, 降低计算量和算法对参数的依赖性, 引入精英候选集, 提高优良设备的选择概率。同时, 采用基于插入式邻域结构的爬山寻优算法作为局部搜索进行深度搜索。仿真结果表明, 求解28 个大规模的测试例子时, 该算法总的平均运行时间分别为混合遗传算法的14%, Lin-Kernighan 算法的5%, 分散搜索算法的50%, 说明该算法可在短时间内较稳定地得到高质量的近优解, 性能优越于其他算法。

针对本体映射时未充分考虑语义信息以及运算效率的问题, 提出了一种改进的多策略本体映射方法——ReMAP。对初步得到的初始概念集基于相关度计算进行简化, 以减少参与映射的概念; 为提高映射质量, 在进行概念相似度计算时, 充分考虑本体概念的语义信息, 对概念名称进行语义分析, 将其融入概念名称相似度的计算结果, 并通过制定映射规则对不良映射进行校正处理。算法验证选取OAEI2007 标准测试集, 通过查全率、查准率与F-measure 值对实验结果进行对比分析, 验证了方法的有效性。

为提高Web 搜索精度和检准率, 在后缀树聚类算法基本模型的基础上, 提出了一种改进的基于后缀树的搜索结果聚类算法。将向量空间模型与后缀树聚类相结合, 改善了基类合并的效果, 综合基类节点对应文本数、短语包含词语长度、短语权重及是否包含查询词作为聚类标签的筛选条件, 改进了聚类标签的合理性和可读性。以搜狗语料库中的文本分类语料库为数据源进行的实验结果表明, 该方法在一定程度上提高了聚类结果的准确率。

为提高分类准确率, 解决城市区域社会功能标签分类难的问题, 提出了一种基于不确定抽样选择策略的半监督城市土地功能分类方法。该算法从轨迹数据中提取城市区域的特征向量, 只需对少量区域进行标签, 根据不确定抽样的主动学习选择策略, 从未标注训练样本中选取具有较多信息的数据, 利用半监督学习算法进行标注, 得到新的标注训练样本添加到训练集, 反复迭代后得到分类结果。实验结果表明, 该方法对不同社会功能的城市区域分类准确率可达90. 2%, 与传统方法相比分类准确率高, 减少了大量标注工作, 在少数标签数据上仍有较好的分类效果。

为准确有效地预测企业违约的可能性, 以避免信用违约风险, 基于单一变量和多变量两种模型的分析,利用Logit 回归模型对企业的各变量和违约概率进行推断, 并以德国企业为例, 分析违约公司的共性和特性。对模型的交叉验证结果表明, 以Logit 模型衡量企业违约预测的统计方法整体精度达到70% 左右, 并能保持较高的可靠性和稳定性。违约预测可大大降低企业的违约风险, 在金融投资领域发挥重要作用。

为解决传统的箭头型光标无法满足图形界面中目标的快速准确选择问题, 提出了球型光标与扇型光标的目标快速选择定位方法。利用球型光标和扇形光标具有的面积大、移动速度快等优点, 实现了对传统点式光标和箭头式光标的改进。实验结果表明, 球形光标和扇形光标提高了鼠标选定物体的速度与准确度, 减少了选择目标的时间, 大大提升了用户的操作效率。

针对大学生导师制一些基本问题研究方法的局限性, 以复杂自适应系统理论为指导, 基于多主体系统的建模方法构建师生能力转变演化模型Dszchange, 模拟导师制管理效果的动态性, 在NetLogo 平台上对学生接受导师辅导后师生专业能力等方面转变复杂性的突现现象进行了仿真。实验结果表明, 该方法能很好地再现现实中学生专业素质、学习能力等转变过程的阶段动态性, 为学校的学生管理提供了管理切入点。

为提高智能家居通信质量及系统的稳定性, 以Android 手持设备作为客户端, 提出并建立了基于Android 操作系统的应用程序设计方案和监控系统整体架构。设计了智能终端用户控制界面, 利用无线ZigBee 通信技术和传感器技术采集环境中相关参数, 再由ARM Cortex鄄A8 处理器将信息发送给用户。经实验验证, 家居设备间数据通信性能稳定且可靠, 该系统操作方便、功能丰富, 易于维护和更新, 具有一定的市场开发潜力。