(1)实时信号与信息处理主要研究内容:嵌入式操作系统的分析、DSP的开发和设计、信号控制技术。信号的采集、压缩编码、传输、交互和控制技术,流媒体技术以及多人协同工作方式研究,从而实现在DSP和互联网上的视音频、文字等多种信息的实时交互和协同工作。(2)语音与图像处理该研究方向主要负责研究和探索数字语音和图像处理领域的前沿技术及其应用。研究内容包括:语音的时频分析和算法、声场分析和目标跟踪、动态范围(HDR)图像处理技术和算法、图像加速硬件(GPU)的应用等。(3)现代传感与测量技术该研究方向理论研究与应用研究并重:在理论上主要开展基础研究,以发现新现象,开发传感器的新材料和新工艺;在应用上主要结合电力系统的应用需求,开发各种传感与检测系统。(4)信息系统与信息安全现代信息系统中的信息安全其核心问题是密码理论及其应用,其基础是可信信息系统的构作与评估。该方向主要研究与通信和信息系统中的信息安全有关的科学理论和关键技术,主要包括密码理论与技术、安全协议理论与技术、安全体系结构理论与技术、信息隐藏理论与技术、信息对抗理论与技术、网络与信息系统安全研究。(5)智能信息处理主要侧重于研究将现代智能信息处理的理论、技术和方法应用于现实的各类计算机信息处理系统设计与实现中。为企业培养掌握现代智能信息处理的理论、技术和方法,研究与开发各类智能信息处理系统的技术人才。其主要研究内容有:数字图象处理、视频信息的检测、分析、传输、存储、压缩、重建以及模式识别与协同信息处理;视觉计算与机器视觉、智能语音处理与理解、智能文本分类与信息检索、智能信息隐藏与识别。(6)信息电力为信息科学与电力系统两学科的边缘新学科(筹),研究内容包括:数字电力系统,电力通信技术与规程,计算机软件与网络,电力生产和运营管理,信息技术及其在电力工业中的应用。(7)现代电子系统现代电子系统研究方向主要研究使用当今最流行的电子系统设计工具,如嵌入式系统,可编程逻辑器件,DSP系统等实现诸如信息家电、通信、计算机等相关领域的硬件设计软件设计的设计方法。(8)嵌入式系统与智能控制研究单片机、可编程序控制器(PLC)、DSP、ARM等在智能测量仪表、交通管理、信息家电、家庭智能管理系统、通信和信息处理等方面的应用。(9)模式识别与人工智能该方向主要研究模式识别与人工智能的新理论与新方法,着重研究这些理论和技术在实际系统、尤其是在电力系统中的应用,解决应用中的关键技术问题,包括智能化信号处理、图像型非图像型目标识别,人工神经元网络、模糊信息处理、统计信号处理、多传感器信息融合以及信号的超高速多通道采集与实时处理技术等。
以前,信号检测论主要用于感觉(视、听觉)研究。后来,信号检测论成功地应用到学习、变态心理学、反应时和记忆等研究领域。认知心理学家最有兴趣的是把信号检测论用于记忆研究。艾根最早用信号检测论的方法研究再认,他向被试呈现一些语词材料,然后要求被试从一大堆语词中分辨出哪些是新的(未呈现过)刺激,哪些是旧的(呈现过)刺激。击中和虚报的概率受若干变量的影响,其中有学习的程度、新旧刺激的相似程度、被试的判别标准等。艾根的研究证明,用信号检测论的术语描述再认是有效的。后来,有很多心理学家引用了艾根的研究方法。
不能。
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2014年,我们在微信中醒来,在微信中睡去,在微信中挤地铁,在微信中工作,在微信中吃饭,在微信中旅行。我们舍不得错过每一条朋友圈的新鲜事,每一个社会话题或者明星八卦。微信原本是用来填补碎片时间的工具,到头来却无情地撕碎了我们的生活。为朋友圈而活2014年微信应用产业峰会给出的数据显示,截至2014年7月底,微信月活跃用户数已接近4亿。在中国社会科学院新闻与传播研究所副研究员、《新闻与传播研究》副主编刘瑞生看来,微信热并不奇怪。微信是完全基于移动网络的社交工具,而它的用户基础又来自数量庞大的qq用户以及手机通讯录,高黏度是它的特性。因此,用户也更容易形成圈子性的交往。相较而言,微博主要是一个被意见领袖所主导的传播形态,它更像是一个舆情热点的发布平台。“正是因为微信是一种强关系的链接,人们在微信上发布消息,往往希望获得一些反馈,无论是点赞还是评价。”中科院心理所教授、副研究员祝卓宏说,“响应的人越多,刺激的强度越大,就会逐渐形成所谓的操作性条件反射,从而强化这种行为。”典型的例子:无论饭前饭后都必须照相的,刮风下雨都要自拍的,看到名牌就要合影的……如果这还不算什么,那么,上海交通大学科学史与科学文化研究院院长江晓原记忆中的一段旅行经历,则让人不得不感叹朋友圈里的“本末倒置”。当一群朋友到纽约大都会博物馆参观,从进门起,同行的一个伙伴便连连抱怨Wi-Fi问题,一路都在“整治”,当Wi-Fi终于连上,他第一时间就是拍照并上传到朋友圈。那一刻,谁说不是在“为朋友圈而活”。
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1、选题应依志趣
当着手写论文时,若是教授没有指定要写哪一类的题目,需要靠自己选择题目时,首先作者应考虑的问题,是必须对所选择的题目有其浓厚的兴趣,乐于作更深入的探讨。
最简单的理由,是因为作者要花相当一段时间接触并研究这个问题,从看书、找资料,到分析撰写,如果没有兴趣,必定事倍功半。
2、对所选题目应有相当准备
作学术研究的人,对所选择的题目必须要了解适当的背景。在写论文之前,作者虽不一定需要对所选的题目完全内行,但必须有适当的准备。时要注意所选题目是否涉及外国语文,如果对所研究题目的外国语文没有相当基础,仅知道本国或地区的文字,以致材料不能蒐集齐全。
则观点自然流于褊狭,研究时所遭遇的困难必然增多。此外,研究现代的社会科学及自然科学都需要适当的研究工具,诸如统计方法等,如果从事这类统计调查资料的研究,没有适当的训练,必然是吃力而不讨好。
3、题目宜切实,不宜空泛
选择题目时切忌空泛而不切实。题目若太空泛,观念容易混淆,不容易得到明确的结论,也找不出重心所在,其结果必然言之无物,漫无目标,一无是处。这种论文不是现代科学中所说的论文,尽管说的如何天花乱坠,对于研究本身,却无多大价值。
此外,有些题目往往不值得花时间去研究。我们常听说"小题大做",若干细枝末节的小题目,尤其是妇孺皆知之事,无须小题大做;但遇到要推翻一般妇孺皆知的公理时,不但需要小题大作,而且值得大做特做。
题目范围不宜太大
题目范围宜小,因为题目太大,反而不易着手。有些人做文章常喜爱选择大题目,他们以为题目范围大,材料必多,殊不知题目愈大,材料过多,反而不易一一加以细读,愈难组织成章,愈难有系统。
如果勉强凑合成篇,不过是概括笼统的陈说,难免百病俱呈,前后矛盾。反之,题目范围若小,材料容易搜集整理,观点亦易集中,往往可以从详细的研究而达到超越前人知识领域的创境。
题目大小的决定,主要是靠资料作决定,资料之有无,又常随时间与空间而定。论文作者一定要对附近图书馆及环境有充分的认识和了解,才能知道什么题目有足够资料可以写。
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传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,这是我为大家整理的传感器检测技术论文,仅供参考!
试述传感器技术在环境检测中的应用
摘要:传感器在环境检测中可分为气体传感器和液体传感器,其中气体传感器主要检测氮氧化合物和含硫氧化物;液体传感器主要检测重金属离子、多环芳香烃类、农药、生物来源类。本文阐述了传感器技术在环境检测方面的应用。
关键词:气体传感器 液体传感器 环境检测
中图分类号:O659 文献标识码:A 文章编号:
随着人们对环境质量越加重视,在实际的环境检测中,人们通常需要既能方便携带,又可以够实现多种待测物持续动态监测的仪器和分析设备。而新型的传感器技术就能够很好的满足上述需求。
传感器技术主要包括两个部分:能与待测物反应的部分和信号转换器部分。信号转换器的作用是将与待测物反应后的变化通过电学或光学信号表示出来。根据检测方法的不同,我们将传感器分为光学传感器和电化学传感器;根据反应原理的不同,分为免疫传感器、酶生物传感器、化学传感器;根据检测对象不同,分为液体传感器和气体传感器。
1气体传感器
气体传感器可以对室内的空气质量进行检测,尤其是有污染的房屋或楼道;也可以对大气环境中的污染物进行检测,如含硫氧化物、氮氧化合物等,检测过程快速方便地。
以含氮氧化物(NOx)为例。汽车排放的尾气是含氮氧化物的主要来源,但随着时代的发展,国内消费水平的提高,汽车尾气的排放量呈逐年上升趋势。通过金属氧化物半导体对汽车尾气及工厂废气中的含氮氧化物进行直接检测。如Dutta设计的传感器,采用铂为电极,氧化钇和氧化锆为氧离子转换器,安装到气体排放口,可以检测到含量为10-4~10-3的NO。含硫氧化物是造成酸雨的主要物质,也是目前环境检测的重点项目,因为在大气环境中的含量低于10-6,需要更高灵敏度的传感器。如高检测的灵敏度的表面声波设备。
Starke等人采用直径为8~16nm的氧化锡、氧化铟、氧化钨纳米颗粒制作的纳米颗粒传感器,对NO和NO2的检测下限可达到10-8,提高反应的比表面积,增加反应灵敏度,且工作温度比常规的传感器大大降低,减少了能源消耗。
2液体传感器
在实际环境检测中,液体传感器大多应用于水的检测。由于水环境中的污染物种类广泛,因此液体传感器比气体传感器的应用更为广泛和重要。水中的污染物除了少量的天然污染物以外,大部分都是人为倾倒的无机物和有机物。无机物中,重金属离子为重点检测对象;有机污染物包括杀虫剂、激素类代谢物、多环芳香烃类物质等。这些污染物的过度超标,会严重影响到所有生物体的健康和安全。
重金属离子检测
采水体中重金属离子的主要来源包括开矿、冶金、印染等企业排放的废水。这些生产废水往往混合了多种废水,所含的重金属离子种类繁多,常见的有汞、锰、铅、镉、铬等。重金属离子会不断发生形态的改变和在不同相之间进行转移,若处置不当,容易形成二次污染。生物体从环境中摄取到的重金属离子,经过食物链,逐渐在高级生物体内富集,最终导致生物体的中毒。因此如果供人类食用的鱼类金属离子超标,将对人类产生严重的影响,因此对于重金属离子的检测显得尤为重要。
Burge等人发明的传感器,可以利用1,2,2联苯卡巴肼和分光光度计,可以检测地下水中的重金属铬浓度是否超标。
除了通过化学反应检测外,采用特殊的生物物质,也可以方便和灵敏地检测重金属离子。如大肠杆菌体内有一种蛋白质可以结合镍离子,有人在这种蛋白质的镍离子结合位点附近插入荧光基团,当蛋白质结合镍离子后,荧光基团会被淬灭,由于荧光的强度与镍离子浓度成反比,从而实现对镍离子的定量检测,检测范围未10-8~10-2mol/L。日方法也可应用于检测Cu2+、Co2+、Fe2+和Cd2+等几种离子中。他们还结合了微流体技术,该技术只需消耗几十纳升体积的待测液体,就可以对100nmol/L以下浓度的Pb2+进行检测。Matsunaga小组将TPPS固定在多孔硅基质中,当环境中存在Hg2+时,随着Hg2+浓度的变化,TPPS的颜色会从橘黄色逐渐转变成绿色,该传感器的检测限为,通过加入硅铝酸去除干扰离子Ni2+和Zn2+。
利用传感器技术不仅可以准确测定待测物的浓度,而且由于传感器的微型化技术特点,还可以通过传感器的偶联,进行多项指标的检测。Lau等人设计了基于发光二极管原理的传感器,可以同时检测Cd2+和Pb2+,该传感器对Cd2+和Pb2+的检测限分别为10-6和10-8。
农药残留物质的检测
农药是一类特殊的化学品,它在防治农林病虫害的同时,也会对人畜造成严重的危害。中国是农业大国,每年的农药使用量相当庞大,因此有必要对其进行监测。采用钴-苯二甲蓝染料和电流计就能方便地检测三嗪类除草剂,无需脱氧,直接检测的下限为50Lg/L,如果通过预处理进行样品浓缩后,检测限可以达到200ng/L。
采用带有光纤的红外光谱传感器可以进行杀虫剂的快速检测。将光纤内壁涂覆经非极性有机物修饰的气溶胶材料后,能显著改善光纤中水分子对信号的耗散作用,并且能够提取出溶液中的有机磷类杀虫剂进行光谱分析。此类传感器对于有机溶剂,如苯、甲苯、二甲苯的检测限则可达10-8~8*10-8。
多环芳香烃类化合物的检测
多环芳香烃类物质是另外一大类有害的污染物质,这类物质具有致癌性,但在许多工业生产过程中均会使用或产生此类物质。水体中的多环芳香烃类物质含量非常低,一般在10-9范围内,因此需要借助高灵敏度的检测传感器,Schechter小组发明了光纤光学荧光传感器。在直接检测过程中,待测样本中还可能存在一些如泥土这样的干扰物质,会降低检测信号值,如果用聚合物膜先将非极性的PAH富集,然后对膜上的物质进行荧光检测,从而解决信号干扰问题,报道称这种经膜富集后的传感器技术,对pyrene的检测可达到6*10-11,蒽类物质则可达4*10-10。Stanley等人利用石英晶振微天平作为传感器,在芯片表面固定上蒽-碳酸的单分子膜,检测限可达到2*10-9。
基于免疫分析原理,采用分子印迹的方法,在传感器表面印上能够结合不同待测物质的抗体分子,可以实现多种不同物质的检测。近年来发展起来的微接触印刷技术,也可应用到该领域,这样制备得到的传感器体积可以更加微型化。
生物类污染物质
除了以上的无机和有机合成类污染物质,还有生物来源的一些潜在污染分子。如激素类分子及其代谢物的污染常常会引起生物体生长、发育和繁殖的异常。Gauglitz带领的研究小组采用全内反射荧光生物传感器和睾丸激素抗体,对河流中的睾丸激素直接进行了即时检测,其检测限为。该技术无需样品的预处理,对于不同地区的自然界水体均可以进行睾丸激素的现场直接检测,检测范围为9~90ng/L。
另外,致病菌和病毒也是被检测的对象,水体中出现某些特定菌种,可以表明水体受到了某种污染,利用传感器技术非常容易检测到这些生物样本的存在,而且选择性非常高,如可以从烟草叶中快速地发现植物病毒烟草花叶病毒,采用QCM可以直接检测到酵母细胞的数量。
3结论和展望
目前,传感器技术已开始应用于各环境监测机构的应急检测,但是实际应用中有诸多的局限性,比如在对大气中的某些有害物质进行检测时,由于其含量往往低于传感器的最低检测限,因此在实际应用过程中,还需要进行气体的浓缩处理,这样就使传感器不容易实现微型化,或者需要借助更高灵敏度的传感器;同样,在野外水体检测时,常常会出现待测水体含有多种复杂干扰成分的情况,无法与实验室的标准化条件相比;在有些以膜分离分析技术为原理的传感器中,其膜的使用寿命往往较短,而频繁更换新膜的价格较为昂贵,因此仍然无法得到广泛的应用。
尽管如此,随着传感器技术的不断发展和完善,仍然有望应用于将来工厂企业排气、排污的现场直接检测和野外环境的动态无人监测,而且其结果能与实验室常规仪器的检测结果相符,这样将大大加快对环境监测和治理的步伐。
参考文献
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[4]HoneychurchKC,,2003,22:456-469.
[5]AmineA,,2006,21:1405-1423
传感器与自动检测技术教学改革探讨
摘要:传感器与自动检测技术是电气信息类专业重要的主干专业课,传统授课方法侧重于理论知识的传授,而忽略了应用层面的培养。针对此问题试图从教学目的、教学内容、教学形式、教学效果等多个方面进行分析,对该课程的教学方案改革进行探讨,提出一套技能与理论知识相结合、行之有效的教学方案。
关键词:传感器与自动检测技术;教学内容;教学模式;工程思维
“传感器与自动检测技术”是电气信息类专业重要的主干专业课,是一门必修课,也是一门涉及电工电子技术、传感器技术、光电检测技术、控制技术、计算机技术、数据处理技术、精密机械设计技术等众多基础理论和技术的综合性技术,现代检测系统通常集光、机、电于一体,软硬件相结合。
“传感器与自动检测技术”课程于20世纪80年代开始在我国普通高校的本科阶段和研究生阶段开设。本课程侧重于传感器与自动检测技术理论的传授,重知识,轻技能;教师之间也缺乏沟通,教学资源不能得到充分利用,教学效果不理想,学生学习兴趣不高。
一、教学过程中发现的问题及改革必要性分析
笔者在独立学院讲授“传感器与自动检测技术”课程已有四年,最开始沿用了研究型大学的教学计划和教学大纲,由于研究型大学是以培养研究型人才为主,而独立学院是以培养应用型人才为主,在人才培养目标上有较大差异,在逐渐深入的过程中发现传统方案不太符合学院培养应用型人才的定位,存在以下几方面的问题。
1.重理论,轻实践
该课程是应用型课程,其中也有大量的理论知识、数学推导,而传统的研究型教学方法普遍都以理论教学为主,在课堂上大篇幅讲解传感器的原理,进行数学公式推导,相比而言传感器的应用通常只是通过一个实例简单介绍,导致最后大多数学生只是粗略地知道该传感器的结构,而不知道如何用,在哪里用。
2.教学模式单一
该课程传统上以讲授的教学方式为主,将现成的结论、公式和定理告诉学生,学生不能主动地思考和探索,过程枯燥乏味,导致学生产生了厌学情绪。同时理论教学与实训、实践教学脱节问题也很严重。
3.教学实验安排不合理
传统的实验课程安排,验证性实验比例高达80%,综合设计性实验极少,缺少实训、实践环节。然而应用型人才的培养应该以实践教学为核心,重点培养学生的工程思维和实践能力、动手能力,以在学生毕业时达到企业对技术水平与能力的要求,使学生毕业后能尽快适应工作岗位。
二、适合独立学院培养应用型人才的教学方案改革
传统的传感器与自动检测技术课程重理论、轻实践,教学模式单一,教学实验以验证性实验为主,这种方案能够培养研究型人才,但却无法培养合格的应用型人才。在教学过程中,笔者潜心研习,并反复实践,总结出以下几个可以改革的方面。
1.优化教学内容,注重工程思维
本课程一个很重要的内容是各种类型传感器的原理,传统的教学要讲清楚其中的来龙去脉,而本人则认为针对应用型人才培养,充分讲授清楚基本概念、基本原理和基本方法即可,涉及大额数学公式可以选择重要的进行讲解,其他则可作为学生的自学内容,让学生课余自学。同时应该重点讲解该传感器的工程应用实例;另一方面要结合最新实际工程讲解。这样才能激发学生的学习兴趣,培养学生应用型工程学习思维。
2.改革教学方法,改变教学模式
传统的教学是“灌输式”的方法,无论学生是否接受,直接把要讲的内容全部讲述给学生,而这也违背了培养学生分析问题和解决问题的能力以及创新能力的出发点和归宿。笔者认为应该应用工程案例教学,实行启发式、讨论式、研究式等与实践相结合的教学方法,发挥学生在教学活动中的主体地位。
3.与工程实际相结合,与其他课程相结合
教学过程中要从不同行业提取典型的工程应用实例,精简以后作为实例进行讲解。在进行教学时,要培养学生的系统观,让学生明白这不是一门独立的课程,而是与自动控制原理、智能控制理论等课程相融合的,以达到融会贯通的学习效果。
4.实验环节改革
实验教学主要是为了提高学生的动手能力、分析问题和解决问题的能力,加深学生对课堂教学中理论、概念的感性认识。以往该课程的实验内容大部分为原理性、验证性的实验,学生容易感到枯燥无味,毫无学习积极性,很少有学生进行独立思考并发现问题,实验效果极不理想。为了改变这种模式化的教育,笔者将实验内容由传统的验证性实验调整为设计开发型实验。在实验教学中根据客观条件在适当减少验证性实验的基础上,增加了开拓性实验项目以及设计综合性实验。
5.改革教学评价方法,提高课堂教学效率
高效的学习成果反馈机制是促进教学相长的必要手段,目前该课程都是通过课程作业进行学习效果反馈,可以采用每一个章节布置一道设计型题目,让学生更加广泛地查阅资料,并在一定知识广度的基础上深入分析题目中用到的内容,进而从更深的层面分析解决问题,以达到深度、广度相结合的效果。
本文针对传感器与自动检测技术传统研究型大学的方案,提出了三个方面的问题,并根据四年的教学积累,在教学内容、教学模式、实验环节、教学评价及反馈等几个方面进行了探讨分析并提出了一套改革的方法和措施。本方案以实际工程应用实例为核心,在教学内容上侧重于传感器应用方面的讲解,以提出问题、分析问题、解决问题为主线调动学生的学习积极性和主动性,培养学生的工程思维和能力,重视实验环节,以设计性、综合性实验代替验证性实验培养学生将抽象的知识具体化、培养学生的实际应用能力、动手能力和创新能力。
参考文献:
[1]吴建平,甘媛.“传感器”课程实验教学研究[J].成都理工大学学报.
[2]曹良玉,赵堂春.传感器技术及其应用.课程改革初探[J].中国现代教育装备.
[3]李玉华,胡雪梅.传感器及应用.课程教学改革的探讨Ⅱ技术与市场.
生物医学信号处理方法论文
生物医学信号处理是指据生物医学信号特点,应用信息科学的基本理论和方法,研究如何从扰和噪声淹没的观察记录中提取各种生物医学信号中所携带的信息,并对它们进步分析、解释和分类。以下是我精心准备的生物医学信号处理方法论文,大家可以参考以下内容哦!
摘 要: 生物医学信号是人体生命信息的集中体现,深入进行生物医学信号检测与处理的理论与方法的研究对于认识生命运动的规律、探索疾病预防与治疗的新方法都具有重要的意义。
关键词: 生物医学信号 信号检测 信号处理
1 概述
1。1 生物医学信号及其特点
生物医学信号是一种由复杂的生命体发出的不稳定的自然信号,属于强噪声背景下的低频微弱信号,信号本身特征、检测方式和处理技术,都不同于一般的信号。生物医学信号可以为源于一个生物系统的一类信号,这些信号通常含有与生物系统生理和结构状态相关的信息。生物医学信号种类繁多,其主要特点是:信号弱、随机性大、噪声背景比较强、频率范围一般较低,还有信号的统计特性随时间而变,而且还是非先验性的。
1。2 生物医学信号分类
按性质生物信号可分为生物电信号(Bioelectric Signals),如脑电、心电、肌电、胃电、视网膜电等;生物磁信号(Biomagnetic Signals),如心磁场、脑磁场、神经磁场;生物化学信号(Biochemical Signals),如血液的pH值、血气、呼吸气体等;生物力学信号(Biomechanical Signals),如血压、气血和消化道内压和心肌张力等;生物声学信号(Bioacoustic Signal),如心音、脉搏、心冲击等。
按来源生物医学信号可大致分为两类:(1)由生理过程自发产生的主动信号,例如心电(ECG)、脑电(EEG)、肌电(EMG)、眼电(EOG)、胃电(EGG)等电生理信号和体温、血压、脉博、呼吸等非电生信号;(2)外界施加于人体、把人体作为通道、用以进行探查的被动信号,如超声波、同位素、X射线等。
2 生物医学信号的检测及方法
生物医学信号检测是对生物体中包含的生命现象、状态、性质和成分等信息进行检测和量化的技术,涉及到人机接口技术、低噪声和抗干扰技术、信号拾取、分析与处理技术等工程领域,也依赖于生命科学研究的进展。信号检测一般需要通过以下步骤(见图1)。
①生物医学信号通过电极拾取或通过传感器转换成电信号;②放大器及预处理器进行信号放大和预处理;③经A/D转换器进行采样,将模拟信号转变为数字信号;④输入计算机;⑤通过各种数字信号处理算法进行信号分析处理,得到有意义的结果。
生物医学信号检测技术包括:(1)无创检测、微创检测、有创检测;(2)在体检测、离体检测;(3)直接检测、间接检测;(4)非接触检测、体表检测、体内检测;(5)生物电检测、生物非电量检测;(6)形态检测、功能检测;(7)处于拘束状态下的生物体检测、处于自然状态下的生物体检测;(8)透射法检测、反射法检测;(9)一维信号检测、多维信号检测;(10)遥感法检测、多维信号检测;(11)一次量检测、二次量分析检测;(12)分子级检测、细胞级检测、系统级检测。
3 生物医学信号的处理方法
生物医学信号处理是研究从扰和噪声淹没的信号中提取有用的生物医学信息的特征并作模式分类的方法。生物医学信号处理的目的是要区分正常信号与异常信号,在此基础上诊断疾病的存在。近年来随着计算机信息技术的飞速发展,对生物医学信号的处理广泛地采用了数字信号分析处理方法:如对信号时域分析的相干平均算法;对信号频域分析的快速傅立叶变换算法和各种数字滤波算法;对平稳随机信号分析的功率谱估计算法和参数模型方法;对非平稳随机信号分析的短时傅立叶变换、时频分布(维格纳分布)、小波变换、时变参数模型和自适应处理等算法;对信号的非线性处理方法如混沌与分形、人工神经网络算法等。下面介绍几种主要的处理方法。
3。1 频域分析法
信号的频域分析是采用傅立叶变换将时域信号x(t)变换为频域信号X(f),从而将时间变量转变成频率变量,帮助人们了解信号随频率的变化所表现出的特性。信号频谱X(f)描述了信号的频率结构以及在不同频率处分量成分的大小,直观地提供了从时域信号波形不易观察得到频率域信息。频域分析的'一个典型应用即是对信号进行傅立叶变换,研究信号所包含的各种频率成分,从而揭示信号的频谱、带宽,并用以指导最优滤波器的设计。
3。2 相干平均分析法
生物医学信号常被淹没在较强的噪声中,且具有很大的随机性,因此对这类信号的高效稳健提取比较困难。最常用的常规提取方法是相干平均法。相干平均(Coherent Average)主要应用于能多次重复出现的信号的提取。如果待检测的医学信号与噪声重叠在一起,信号如果可以重复出现,而噪声是随机信号,可用叠加法提高信噪比,从而提取有用的信号。这种方法不但用在诱发脑电的提取,也用在近年来发展的心电微电势(希氏束电、心室晚电位等)的提取中。
3。3 小波变换分析法
小波分析是传统傅里叶变换的继承和发展,是20世纪80年代末发展起来的一种新型的信号分析工具。目前,小波的研究受到广泛的关注,特别是在信号处理、图像处理、语音分析、模式识别、量子物理及众多非线性科学等应用领域,被认为是近年来在工具及方法上的重大突破。小波分析有许多特性:多分辨率特性,保证非常好的刻画信号的非平稳特征,如间断、尖峰、阶跃等;消失矩特性,保证了小波系数的稀疏性;紧支撑特性,保证了其良好的时频局部定位特性;对称性,保证了其相位的无损;去相关特性,保证了小波系数的弱相关性和噪声小波系数的白化性;正交性,保证了变换域的能量守恒性;所有上述特性使小波分析成为解决实际问题的一个有效的工具。小波变换在心电、脑电、脉搏波等信号的噪声去除、特征提取和自动分析识别中也已经取得了许多重要的研究成果。
3。4 人工神经网络
人工神经网络是一种模仿生物神经元结构和神经信息传递机理的信号处理方法。目前学者们提出的神经网络模型种类繁多。概括起来,其共性是由大量的简单基本单元(神经元)相互广泛联接构成的自适应非线性动态系统。其特点是:(1)并行计算,因此处理速度快;(2)分布式存贮,因此容错能力较好;(3)自适应学习(有监督的或无监督的自组织学习)。
参考文献
[1] 邢国泉,徐洪波。生物医学信号研究概况。咸宁学院学报(医学版),2006,20:459~460。
[2] 杨福生。论生物医学信号处理研究的学科发展战略。国外医学生物医学工程分册,1992,4(15):203~212。
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吕进.施 秧.刘辉军.赵鑫祥.庄松林. 基于NIR的茶叶成分检测仪的设计与实现, 光电工程,2010年,Vol37(1):82-87, 吕进.赵鑫祥.刘辉军.施秧.张建庭. 基于近红外光谱的茶叶成分检测仪的软件研制,仪器仪表学报,, , . 周扬,吕进,刘铁兵,施秧,戴曙光,小波域高斯混合模型方差估计近红外降噪方法,光电工程,2011年,Vol38(8):96-100 胡小邦.吕进等,基于近红外透射光谱的黄酒酒精度、酸度检测模型研究,光电工程,2010年,Vol37(10):122-127 张建庭,吕进等. 基于聚类分析的局部建模方法在茶叶近红外光谱分析模型中的应用. 理化检验(化学分册).2010(2) 张洪军.吕进. 多普勒全场测速技术的进展[J],力学进展,2007. (03): 428-442 施秧.吕进. 双通道红外光谱微弱信号检测系统设计.激光与红外. 2007. 37 (11). 刘辉军,吕进等. 基于遗传算法的波长选择方法在绿茶近红外光谱分析模型中的应用.分析测试学报.2007,26(5). 刘辉军,吕进等. 茶叶中茶多酚含量的近红外光谱检测模型研究.红外技术. 2007,29(7) 吴 博.黄咏梅.毛谦敏.吕 进.钟罩式气体流量标准装置自动检定系统的设计与实现,中国计量学院学报,第17卷第4期,2006年12月, 吕进,毛谦敏等 移动式现场定量包装商品净含量检定系统的研制,《计量学报》,2006年10月;第27卷第4期, 吕进, 刘辉军.林敏.陈华才.庄松林,近红外光谱分析技术在茶叶成份检测中的研究,全国第一届近红外光谱学术会议论文集,中国石化出版社,ISBN7-80229-199-2,., 吕进,林敏,庄松林,基于正交小波包的茶叶近红外光谱特性分析,光谱学与光谱分析第25卷第11期, , 2005年11月 (SCIISI Document Delivery No.: 990NM) .芦永军、陈华才、吕进, 茶多酚中咖啡因的近红外光谱分析,光谱学与光谱分析 第25卷第8期,1243-1245, 2005年8月 (SCIISI Document Delivery No.: 960YO) 芦永军,陈华才,吕进, 陈星旦. 茶多酚中总儿茶素的近红外光谱分析[J].分析化学,第33卷第6期,2005年6月, (SCIISI Document Delivery No.: 943OC) LU Jin, LIN Min, ZHENG Ying-jun, LIU Hui-jun, Quality Parameter Modeling in Soft Sensing Based on Near Infrared Spectrum, Proceedings of 3rd International Symposium on Instrumentation Science and Technology, Aug. 18-22,2004,Xi’an, China,(ISTP收录) 吕进, LDV标定装置校准盘动态半径不确定度的测量方法,《计量学报》,2001年;第22卷第2期:(EI 01386656277) 吕进,殳为群. Uncertainty Investigation about the LDV Calibration Facility.《仪器仪表学报》,2000年;第21卷第6期:(2001年9月评为浙江省自然科学优秀论文二等奖) Yu Hou and Jin Lu, Theory and application of active set method in evaluation of form tolerance, Measurement (Journal of the International Measurement Confederation),, , , 1996 侯宇,吕进,三坐标测量机上形状误差评定的理论与方法,《仪器仪表学报》,, , 1996年12月,
2FSK Signal, Modulation and Modem二进制频移键控信号, 调制和解调Does a communication signal have fingerprint characters? This paper discusses the existence probability of fingerprint characters of communication signals, then analyses fingerprint characters of 2FSK signals,and extracts partial fingerprint characters of 2FSK signals.人有表示个体属性的指纹特征 ,无线电通信信号 (下称信号 )是否存在描述个体电台的电子“指纹”特征 (下称“指纹”特征 )呢 ?文中分析了信号“指纹”特征存在的可能性 ,并以 2FSK信号为例 ,论述了 2FSK信号应具有的“指纹”特征 ,同时提取了其中部分“指纹”特征。According to the characteristics of 2FSK signal and 2PSK signal, a new method based on weak signal detection by Duffing chaotic oscillator to detect 2FSK signal and 2PSK signal is presented.根据Duffing混沌振子微弱信号检测方法进行研究的基础上,根据2FSK信号和2PSK 信 号的特点,提出了一种2FSK、2PSK信号的检测的新方法。To acquire the information of railway binary frequency-shift keying(2FSK)signal s upper and down side frequencies and base low-frequency with high accuracy in real time,a novel frequency detection algorithm compatible with China-made system and France UM71 system was proposed.为实时高精度获取铁道二进制频移键控信号的上、下边频和基带低频信息,提出一种 可兼容国产制式和法国UM71制式的频率检测新方法。The target of the communication system flat is modeling and calculating to modulation and demodulation of seven kinds of signals:AM,FM,SSB,2ASK,2FSK, 2PSK,2QPSK.通信仿真平台的任务是对调幅、调频、单边带、二进制振幅键控、二进制频移键控、二进制相移键控、正交相移键控等七种通信信号的调制和解调进行建模和计算。It emphasizes on 2FSK modem of locking phase loop frequency mixing, hardware and software of addressing control of single-chip computer-AT89C51.介绍了一种基于单片机寻址控制的有线电视收费系统,重点对系统应用锁相频率合成技术的2FSK调制和解调、单片机AT89C51寻址控制的硬件和软件进行了分析,还对系 统利用PIN管宽带工作特点对高频电视信号进行关断和系统的抗干扰措施进行了一定的介绍。 The 308 MHz/315 MHz/418 MHz/ MHz low power FSK Superheterodyne Receiver adopts high integrated,low power,CMOS Superheterodyne RF receiver chips in MAX7042,with a sensibility range from-110 dBm to-109 dBm,receiving a FSK data which speed up to 66 kbps(NRZ)(33 kbps Manchester code). 所设计的308 MHz/315 MHz/418 MHz/ MHz低功耗FSK超外差式接收电路,采用MAX7042高集成度、低功耗,CMOS型超外差式射频(RF)接收芯片,灵敏度为-110~-109 dBm,接收频移键控(FSK)数据速率可达66 kbps(NRZ)(33kbps曼彻斯特编码); Through the experiments with two systems,which based on two kinds of the binary system frequency shift keying(2FSK) modems,the algorithm's validity is tested. 以两种二进制频移键控(binary system frequency shift keying,2FSK)调制 解调器搭建系统进行实验,验证了该方法的有效性。 The working principle,algorithm analysis and software design method of a simplified 2FSK modem based on DSP which is a kind of programmable chip are introduced in this article. 介绍了简易二进制频移键控(2FSK) 调制解调器的工作原理、算法分析以及基于可编程器件DSP的软件设计方法。 The automatic fire alarm system is discussed which consists of a iron-type smoke detector NC14468, a microcontroller 8051 and a radio frequency transceiver nRF401. Because of nRF401 being introduced into which adopts the radio communication technology and the FSK technology , the system is improved increasingly in the performances , such as real-time function and high responsibility. 讨论了用 MC14468 离子型烟雾检测报警器、单片机 8051、nRF401 单片射频收发器构成的火灾自动报警系统。 由于引入了无线通信技术和 FSK(频移键控) 调制解调技术为核心的 nRF401 射频收发器,使系统的性能大大提高,尤其是使系统报警更具实时性和可靠性。 Through the experiments with two systems,which based on two kinds of the binary system frequency shift keying(2FSK) modems,the algorithm's validity is tested. 以两种二进制频移键控(binary system frequency shift keying,2FSK)调制解调器搭建系统进行实验,验证了该方法的有效性。 This dissertation, basing on simulation, makes a deep research on simulating signal of GMSK (Gaussian filtered Minimun Frequency Shift Keying) baseband modulation and demodulation in AIS (Automatic Identification System) equipment. The technology related in the following makes the modulation and demodulation of baseband signal into realization by TI DSP, at the same time, provides a key technique to develop AIS system inland. 着重对自动识别系统(AIS-Automatic Identification System)设备的高斯滤 波最小频移键控(GMSK-Gaussian filtered Minimum Frequency Shift Keying)基带 调制解调信号进行了仿真研究,并在仿真的基础上,在TI的DSP上实现了基带信号的调 制解调,为国内研制AIS系统储备了关键技术。 Moreover,based on the designed fiber grating and the technology of wavelength division multiplexing,a frequency shift keying radio-over-fiber communication system is suggested,and the proposed scheme may be taken as one of the candidates for the next generation high-speed and large-capability radio-over-fiber system. 同时基于所设计的光纤光栅和波分复用技术,提出了一种频移键控光纤无线通信系统Radio Over Fiber系统,为下一代的高速大容量的光纤无线通信系统系统提供一种可行的备选解决方案。 By using the service work that the telecommunication bureau provides caller information to subscriber (inserts caller number and other relevant information between the first and the second ringing of the subscriber terminal) , this scheme sets up a platform using binary frequency shift keying (FSK) decode technique on the subscriber side, receives the caller (reporting side) telephone number, then through the data base in the service equipment, finds the caller (reporting side) material and information, and chooses the corresponding police action plan. 利用电信局对用户提供主叫信息的服务业务 (在对用户终端的第一次和第二次振铃之间 ,插入主叫方号码以及其他有关信息 ) ,在用户终端设置一种采用二进制频移键控 (FSK)解码技术的平台 ,接收主叫 (报警方 )电话号码 ,并通过服务器里 的数据库 ,查询到主叫(报警方 )的资料 ,然后做出相应的处警方案评价 添加词条 短句来源 For the conventional modulation and demodulation of Minimum Frequency Shift Keying(MSK), the new models for modu-lation and demodulation on digital MSK based on VHDL are developed. 针对传统的最小频移键控(MSK) 的调制解调方式,提出一种基于甚高速硬件描 述语言(VHDL)的数字式MSK调制解调模型。 The conception,classification,research status and system structure are presented in this paper,also it presents a new space-time coded cooperation based on space-time frequency keying,and finally analyzes its performance. 介绍了协作分集技术的基本概念、分类、研究现状以及系统结构,提出了由空时频移键控设计的空时编码协作分集方式,并分析了其性能。 Combining the advantages of space-time block codes and frequency keying, space-time frequency keying (ST-FSK), which did not require any channel state information at the transmitter and the receiver, could adopt the non-coherent ML detector under the Rayleigh fading channels [1]. 空时频移键控(ST- FSK)结合了空时分组码和频移键控的优点,在瑞利衰落信道条件下无需信道信息,可采用非相干的最大以然(ML)检测器。 In the scheme, FSK-FDM technique is used in sub-carrier modulation, and the EDFA’s supervisory information is transmitted by optical intensity modulation. 该方案利用频移键控 频分复用 (FSK FDM)技术进行声频副载波调制 ,通过光强度调制实现远程在线EDFA监控信息随主信号的传输。 There are three basic types of digitally modulated signal: MASK, MPSK and MFSK. 数字调制信号分三种基本类型:多进制幅度键控MASK、多进制相移键控MPSK和多进制频移键控MFSK。 For improving the baud rate of system, this text adopts the GMSK (Gauss in Filtered Minimum Shift Keying) modulation method to replace ASK (Amplitude Shift Keying) modulation method of current IFCNSS. 为提高系统的传输速率,本文采用GMSK(Gaussian Filtered Minimum Shift Keying高斯滤波最小频移键控)调制方式来代替目前“安全通信网”中的ASK(Amplitude Shift Keying幅移键控)调制方式。
If the signal-to-noise ratio at the input terminal of signal processing system is bad, or even buried in the noise, low noise electronic design will not be sufficient to detect the signalWeak signal detection allpies modern electronics and signal processing methods to extract useful signal from the noise, the key of which is to reduce the noise and recover, increase and extract useful signal. Related detection technology is a technique based on the relativity can utmostly reduce the bandwidth and the noise and test the weak signal through the calculation of autocorrelation or paper will discuss simply the principle of weak signal detection based on the improvement of signal-to-noise ratio in the signal processing system. It puts an emphasis on the principle, method and application to detect weak signal applying relativity detection.人工翻译,请参考
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交通灯方面的研究论文
交通灯方面的研究对于交通管理的发展有着重要的影响。下面就随我一起去阅读交通灯方面的研究论文,相信能带给大家启发。
摘要:
该文引入了交通灯的系统设计和系统控制计划,此计划设计的交通灯控制系统是基于单片机的。本系统采用MSC-51系列单片机AT89S51为中心器件来设计交通灯控制器。本系统具有适用性强、操作简单、扩展功用强等优点。
关键词:
单片机;交通灯
1 控制器软件设计
交通管理计划概述
设在十字路口,分为东西向和南北向,在任一时辰只要一个方向通行,另一方向禁行,持续一定时间,经过短暂的过渡时间,将通行禁行方向对换。
经过详细的路口交通灯状态的演示剖析我们能够把这四个状态归结如下:
1)东西方向红灯亮,同时绿灯灭,南北方向黄灯灭,同时绿灯亮,倒计时10秒。此状态下,东西向制止通行,南北向允许通行。
2)东西方向红灯亮,南北方向黄灯闪亮,倒计时5秒。此状态下,除了曾经正在通行中的其他所以车辆都需等候状态转换。
3)南北方向红灯亮,同时绿灯灭,东西方向黄灯灭,同时红灯亮,倒计时10秒。此状态下,东西向允许通行,南北向制止通行。
4)南北方向绿灯灭,同时黄灯闪亮,东西方向红灯亮,倒计时5秒。此状态下,除了曾经正在通行中的其他所以车辆都需等候状态转换。
为了满足车流的变化该设计能够人为的增加或者减少红绿交通灯通行时间,由此设置了两个按钮。口用来增加通行时间(在10秒的根底上),口用来减少通行时间(在10秒的根底上)。这个功用极大地增加了此交通系统在应用中的适用性同时也在很大水平上俭省了在交通灯系统更新中的破费。
而为了应对紧急状况,如救护车,消防车,警车以及严重交通事故,该交通灯系统设置了三个人为强迫转换按钮。三个按钮开通时,分别会输出高电平到,,口;口信号设定为东西口为红灯,南北向为绿灯,制止东西向交通流,准许南北向交通流经过;信号会设定东西口为绿灯,南北口为红灯,制止南北向交通流,准许东西向交通流经过;口信号设定为东西向及南北向均为红灯,制止一切交通流,以应对十字路口严重交通事故。当启动人为强迫功用时,倒计时数码管不再显现倒计时,而是全部熄灭以警示众人。
系统工作原理
普通形式工作原理
在没有强迫按钮按下,系统处于普通形式。普通形式总共有四个状态,以东西口为例,四个状态分别为红灯、黄灯、绿灯及左转、黄灯。普通形式工作原理就是以这四个状态为周期,循环工作。以东西向为例,经过P0口输出先给东西口亮红灯,再给P1及P3口输出,动态显现红灯倒计时,之后不时调用显现子程序,直到红灯倒计时为零;接着经过P0口输出,使东西向黄灯亮起,同样动态显现黄灯倒计时,直到零;然后经过P0口输出,使东西向绿灯以及左转灯亮起,显现倒计时到零;最后经过P0输出,使东西向黄灯亮起,再倒计时到零;这样,就完成了一个周期的显现控制,程序将跳转回到给东西向亮红灯处,循环执行。同时,由于交通流一日千里的发作着改动,能够依据需求来改动通行时间,经过P2口输出经过P0口,从而改动显现的时间。
紧急形式工作原理
可供选择的紧急形式有三种。当十字路口发作严重交通事故时,需求把两边交通都关断,这时,可开启开关5,就会输出高电平到,单片机处置后,会输出信号到P0口,使东西向与南北向均亮起红灯,同时调用显现程序,使显现数码管全部熄灭。当事故解除,开启返回开关7时,程序会回到主程序,重新进入普通形式。开关4会使输入为高电平,单片机处置后,会使东西向亮起红灯,南北向亮绿灯,只准许南北向通行,同样数码管会全部熄灭,危殆状况解除后,同样回到主程序,继续执行普通形式。开关3会使输入为高电平,单片机处置后,会使南北向亮起红灯,东西向亮绿灯,只准许东西向通行,同样数码管会全部熄灭,危殆状况解除后,同样回到主程序,继续执行普通形式。
在单片机不时执行主程序,以普通形式控制交通流的时分,它会不时的扫描,以及口,以检查能否有紧急状况发作,当三个端口有紧急信号呈现,单片机就会跳出主程序,执行相应的紧急信号程序。
2 系统硬件衔接电路
系统硬件电路局部将分为以下几局部来引见,分别是主面板电路,供电电源电路,单片机系统的时钟电路,单片机系统的复位电路,数码管显现电路,信号灯控制电路,车辆检测电路等。
主面板电路
系统采用5V直流稳压电源供电,供电电压为+5V。
系统复位电路采用的是开关复位的方式,能够人工对单片机停止复位操作。同时,单片机上电时,电容的存在会使得复位引脚的电压维持在高电位超越两个周期,系统会自动复位;而按下复位开关,系统就可人工复位。
振荡电路运用的是12MHz的石英晶振,即单片机的主频为12MHz,一个机器周期为12个时钟周期,所以它的机器周期为1?s,这位定时器初值的计算带来了便当。
两个路口的12个发光二极管每六个为一组,作为东西向,南北向的两组交通灯,每个发光二极管串联一个1kΩ电阻,以灌电流方式,衔接到单片机P3口和P1口,当单片机P3和P1口的某个口输出为低电平常,相应的发光二极管亮起,表示相应的信号灯亮起。
5V直流稳压电源电路
该单片机由5V直流稳压电源停止供电。
5V直流稳压电压工作原理:220V交流电经变压器,从副边输出为9V交流电。9V交流经整流桥整流,电容滤波,被加到三端集成稳压器7805上,经7805后输出5V直流,直流输出后经电容滤波,滤去其中高频重量以及低频重量,最后输出5V直流电用于单片机系统供电。
单片机系统时钟复位电路
ATMEL公司消费的AT89S51单片机它是硬件电路的中心局部,时钟电路晶振运用12MHz,复位电路采取按键复位方式。
单片机数码管显现电路
显现电路采用8个共阳数码管,P1口作为数码管的输入,、、 分别控制东西南北四路数码管的位选端C1,C2,C3,C4。
3 结论
本设计的重点在于处理交通灯时间固定、缺乏灵敏性不能依据一日千里的车流变化适时改动以及缺乏紧急情况应对才能这两项缺陷。
传统交通灯时间固定,不能依据车流量的变化来调理时间,只能经过不时的改换系统来完成,这样做不但耗时耗力、还会糜费大量的财力物力。
另一方面,传统交通灯缺乏紧急情况应对才能。当交通路口发作交通事故时,交通灯不能第一时间做出反响来处置交通流;此外,关于紧急车辆,交通灯也无法停止反响来应对紧急状况。这样是很致命的,由于缺乏紧急状况应对才能,极有可能使得紧急状况变得复杂以至可能危及生命。
本设计主要处理的是交通灯上述两项缺陷。
针对交通灯时间固定的问题,本系统能够经过手动调理来增加或者是减少红绿灯时间以满足车流量不时变化的需求,从而不但延长了此系统的运用寿命对工作人员的运用请求很低,而且还俭省大量的财力物力。
针对交通灯缺乏紧急状况应对才能的问题,该系统增设了紧急形式。当交通路口发作严重交通事故或者路口有消防、救护等紧急车辆时,交通灯能够做出相应的响应,让紧急车辆优先经过,从而尽可能将可预见的损失减小到最小的水平。于此同时,在停止一系列的紧急操作时,相应的系统的数码管显现局部会全部熄灭,来通知路口的司机,路口有紧急状况发作。
本系统以一块AT89S51单片机为中心,充沛应用单片机I/O口,来完成对交通灯路口的交通流控制。
系统有两种工作形式:普通形式与紧急形式。
普通形式每个路口一个周期的显现状态依次为为:红灯10s,绿灯5s,黄灯5s,红灯10s,绿灯5s如此重复。红绿灯所设置的初始时间并不是不能够改动的,它能够依据实践需求来改动以满足实践的需求。在每个状态,数码管都会显现信号灯倒计时,以提示司机信号灯转换剩余时间。
紧急形式下,能够做出三种以为强迫措施:东西向,南北向都亮红灯,该交通路口制止通行;东西向亮红灯,南北向亮绿灯,东西向制止通行,南北向车辆通行;东西向亮绿灯,南北向亮红灯,东西向车辆通行,南北向车辆制止通行。紧急形式下,数码管会恒定全部熄灭,以提示司机紧急状况的发作。直到紧急状况解除,数码管才会回到普通形式。
该系统充沛思索到传统交通灯信号灯时间固定,应对紧急状况性能不佳等问题,并对这些问题停止了处置。因而,在交通控制效率以及紧急状况处置等方面,该交通灯控制系统要优于当前的传统交通灯控制系统。
摘 要:
本文分析了现代交通控制与管理问题的现状,根据城市交通的实际情况,阐述了交通灯数字控制系统的工作原理,给出了一种简单实用的城市交通灯数字控制系统的电路设计方案.
关键词:
交通灯论文
路口的交通灯是城市用于缓解交通秩序的重要手段之一,同时它还可以监测城市交通状况,实现实时监控。当前的交通灯控制和交通管理的综合管理系统是现代交通指挥控制的重要组成部分,对于提高交通的流通度发挥着重要的作用。要想加强交通灯的自动化控制,实现数字化监控和管理,就必须具有一个科学的交通灯控制电路设计。无论是哪个地区或城市,红灯亮表示该道路禁止通行,黄灯亮表示停车,绿灯亮表示允许通行。交通控制灯的主要作用就是实现十字路口红、黄、绿三色交通信号灯的自动化控制,从而指挥十字路口各个车量个行人的正常通行。
一、交通灯的工作原理
本次电路设计的核心采用AT89C51,采用CD4511译码器控制数码管显示数字,再加上一块74LS14反相器防止按键过抖影响监测的准确程度。而该设计采用AT89C51芯片,使得线路更加趋向于智能化、自动化、准确化,同时还可以降低设计成本,提高线路的可靠性。为了形象的模拟出交通灯的`实际效果,我们采用三基色发光管代替交通灯,更加简单,容易实现,而且不需要采用另外的扩展I/O口。当核心AT89C51上电复位之后,首先要给它进行重置,使得该核心的四周指示灯全亮,同时LED上应该显示为0.当准备工作完毕之后,准备开始。当按下开始键之后,系统将会开始运行,并运行相关程序。当南北方向时红灯亮,东西绿灯亮持续5S,紧接着南北绿灯亮,东西绿灯闪亮2S,在紧接着南北红灯亮,东西黄灯持续亮2S,延时1S后东西红灯亮,这时候东西向交通灯同先前的南北交通灯,然后系统将会重复此过程。当按下停止按钮之后,交通灯将会全部熄灭,等待其他的命令或是再次开始。
(1)如果按一下开始按键,那么信号灯就会开始循环工作;
(2)如果按一下停止按键,那么信号灯就会停止工作,信号灯也会全部熄灭;
(3)三基色发光管的连接如上图所示,图中的奇数口代表的是红色交通灯,相反偶数则代表绿色交通灯,而二者同用的时候则指示灯显示为黄色。如果只有奇数的接口显示为1的时候,交通灯显红色;如果只有偶数的接口显示1的时候,交通灯显示为绿色;当两个接口都显示1的时候,则交通灯显示为黄色。
(4)本次设计的交通灯,红灯亮的时间是9S,绿灯持续5S,闪亮2S,黄灯持续2S。
二、系统电路主要模块分析
1.消抖电路
在单片机系统运行的过程中,按键是主要操作工具,通过按键操作还可以实现单片机的数据收集处理以及命令的下达。当松开或是按下按钮之后,只需要向单片机的CPU输入0或是1电平,则单片机会受到相应的信号进行以下的操作。二无论怎样操作都会使得按钮发生稍微抖动,尽管抖动的时间很短,但是如果对于抖动不进行有效处理的话,那么就会影响系统运行的准确程度。因此,需对按钮进行去抖动处理。为了有效消除抖动我们经常是利用反相器集成电路来进行按扭的抖动消除的。
2.振荡、时钟电路
振荡、时钟电路时单片机运行的核心,也是交通灯电路系统的具有重要作用的模块之一。为了保证时钟模块频率的稳定准确,保证其有条不紊的工作,提高单片机的运行效率,一定要保证时钟电路的质量。本次交通灯将通过利用AT89C51,确保放大器输入、输出端的正常运转。另外要严格控制对外接电容的电容大小,否则将会影响振荡频率的高低、振荡器工作的稳定性、起振的难易程度和温度稳定性。
3.复位电路
根据电路的应用要求和设计的方案,对于交通灯的电路设计必须配有复位电路,方便复位操作的进行。通常状况下,复位操作主要有两种基本形式,一种是上电复位,一种是上电或开关复位。而本设计则将采用上电或开关复位。当上电或开关复位的电源接通之后,单片机以及交通灯电路设计系统就会复位,而在系统运行期间也会让单片机进行复位。
驱动显示电路
为了更好的使得交通灯的灯光显示更加明显,本次交通灯电路设计将采用LED数码管进行显示,一般状况下,我们采用的是8字型的数码管,数码管上的数字与LED管的发光程度有着密切的关系,为了使交通灯和数码进行准确的结合,我们将实行亮暗组合。本次设计我们将采用七段码译码器CD4511BCD码来驱动LED显示器,这种译码器既可以实现BCD转换,消除一些锁存的控制,还可以实现显示器的正常运行,直接对于显示器进行驱动。
三、结语
加强交通控制的主要目的无非是努力使道路的交通运行处于最佳的状态,为了实现这个目的,就应该制定出科学高效的交通控制系统,最大限度的保证交通流运动的连续性。加强交通控制,实行交通灯控制可以有效的改善原有的交通秩序,提高交通的安全性,还可以减少交通的延误,降低污染程度,从而降低能耗,保护环境。