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发布时间: 2019 - 04 - 22
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作为水上最典型的无人智能平台系统,近年来,无人船备受世界重视。而随着“海洋强国”战略的提出,我国无人船研发也迈入了新的阶段,无人船应用渐成趋势。无人船在国内应用渐广   无人船技术:智能控制与多传感器集成  无人船的关键技术在于感知、导航和控制这三个方向。感知技术为无人船提供了眼睛和耳朵;导航技术用来接近或规避某些目标,相当于航迹规划或者是综合避障;控制技术就是无人船的运动姿态进行航线、航向的控制。  其中,智能控制系统的性能,直接影响着无人船航行的操纵性、经济性和安全性。该系统总结了人的操舵规律,在测量中,自动控制无人船的航速与航向,使无人船精准沿预定测线运行,可克服各种干扰,使无人船自动、稳定地运行,是实现无人船自动作业和自动回归的核心技术。  依靠智能控制技术,无人船能借助螺旋桨的推力和舵机来实时调节航速和航向,实现自动按照预先设定的航线进行精准的走线、换线及回归等功能。  除了智能控制,无人船的关键技术还有多传感器集成与数据融合、远距离无线局域网的数据通讯与实时多模控制技术。  例如,在多传感器集成方面,无人船通常会设计有一个可兼容多传感器的船载控制系统。该系统可根据用户需求灵活的搭载GNSS接收机、测深仪、ADCP(声学多普勒流速剖面仪)、电子罗盘、水质采样和在线监测仪等多种传感器设备。 在测绘、水文、环保领域,无人船可提供多项应用服务   无人船市场:主要用途与应用领域  简单来说,无人船按用途可分为军用、民用两类。军事上,二战时可用来扫雷、反恐、反潜、海上情报侦查等。民用上,则主要是用于测绘、水文、环保。目前,在国内民用无人船市场,市面上已开发出测绘型、水文型和水资源型三大系列无人船。  早在上世纪60年代,远程控制的无人艇船队就广泛用于军事领域。近年来,随着自动控制、物联网、大数据等技术的快速发展,与船舶有关的环境感知技术、通信...
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发布时间: 2019 - 04 - 19
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汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。汽车传感器是汽车计算机系统的输入装置,它把汽车运行中各种工作状况信息,如车速、各种介质的温度、发动机运转工况等,转化成电讯号输给计算机,以便发动机处于最佳工作状态。汽车传感器很多,其作用也不尽相同,它们各司其职,一旦某个传感器失灵,对应的装置工作就会不正常甚至不工作。因此,传感器在汽车上的作用是很重要的。汽车传感器汽车传感器从过去单纯用于发动机上,已扩展到底盘、车身和灯光电气系统上了。这些系统采用的传感器有100多种。在种类繁多的传感器中,常见的有∶1.进气压力传感器:反映进气歧管内的绝对压力大小的变化,是向ECU(发动机电控单元)提供计算喷油持续时间的基准信号;2.空气流量计:测量发动机吸入的空气量,提供给ECU作为喷油时间的基准信号;3.节气门位置传感器:测量节气门打开的角度,提供给ECU作为断油、控制燃油/空气比、点火提前角修正的基准信号;4.曲轴位置传感器:检测曲轴及发动机转速,提供给ECU作为确定点火正时及工作顺序的基准信号;5.氧传感器:检测排气中的氧浓度,提供给ECU作为控制燃油/空气比在最佳值(理论值)附近的的基准信号;6.进气温度传感器:检测进气温度,提供给ECU作为计算空气密度的依据;7.冷却液温度传感器:检测冷却液的温度,向ECU提供发动机温度信息;8.爆震传感器:安装在缸体上专门检测发动机的爆燃状况,提供给ECU根据信号调整点火提前角。汽车传感器l这些传感器主要应用在变速器、方向器、悬架和ABS上。变速器:有车速传感器、温度传感器、轴转速传感器、压力传感器等,方向器有转角传感器、转矩传感器、液压传感器;悬架:有车速传感器、加速度传感器、车身高度传感器、侧倾角传感器、转角传感器等;下面我们来认识一下汽车上的主要传感器。空气流量传感器是将吸入的空气转换成电信号送至电控单元(ECU),作为决定喷油的基本信...
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发布时间: 2019 - 04 - 18
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据麦姆斯咨询报道,法国国家科学研究中心(CNRS)的研究小组利用非常简单的工艺步骤和廉价的材料,设计出了一种薄电容式传感器,这种传感器由具有超高压力灵敏度的含碳弹性泡沫材料制作而成。该研究团队在自然合作期刊(Nature Partner Journals, npj)《npj-柔性电子》上发表了一篇题为“Polymeric foams for flexible and highly sensitive low-pressure capacitive sensors”的论文,文中详细介绍了这种由复合泡沫材料构成的电容式传感器,该泡沫材料的闭气孔被导电炭黑颗粒所覆盖。研究人员采用油包水乳液法,将由炭黑(CB)液滴组成的水基乳状液分散到固化前的PDMS基体中。固化聚合物后再完成水蒸发,就会形成一种弹性体结构,该结构的球形空隙上覆盖着炭黑颗粒。然后将复合泡沫夹在顶部和底部两条导电柔性碳带电极之间,以形成一种三明治结构,获得完整的电容式传感器。通过试验不同的炭黑浓度、分散浓度和材料厚度,研究人员发现,在1.2mm薄的复合泡沫层中加入10 wt %的炭黑,可获得优异的灵敏度。论文中显示,0 ~ 0.2kPa范围内的压力灵敏度为35.1kPa⁻¹,0.2 ~ 1.5kPa范围内的压力灵敏度为6.6kPa⁻¹。  聚合物泡沫(PDMS)中被炭黑所覆盖的导电孔 此外,该材料具有高电容(超过100pF),可在无需任何信号放大的情况下,轻易地使用低成本电子设备来测量。只需1v的偏压即可记录器件的电容响应,且由于材料电阻率较高,该传感器在1kPa压力传感下能耗只需约100nW(显示10MΩ电阻)。研究人员称,这比传统的硅压阻式压力传感器效率高出几个数量级。将这种电容式压力传感器安装在受试者手腕上,可记录动脉脉搏的压力变化,提供实时且原位的电容读数&#...
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发布时间: 2019 - 04 - 17
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2019年4月15日,法国巴黎,著名地标巴黎圣母院意外起火,火灾导致教堂标志性的塔尖坍塌。目前,整体结构虽未被大火彻底破坏,但内部损失不可估量。初步调查发现,最早起火点很可能是顶部阁楼附近的脚手架上。起火时,巴黎圣母院的部分建筑结构正在进行整修,因此搭建有脚手架。巴黎圣母院火灾现场,其标志性的塔尖已坍塌       巴黎圣母院属哥特式建筑,始建于1163年,于1345年完工,是巴黎最具代表性的历史古迹、观光名胜与宗教场所。作为一个令人仰慕的景点,又是具有重大象征意义的国家遗产,每年吸引了大约1300万名游客。此次火灾,必然带来对公众和建筑消防安全方面的警醒与要求。  与发生于2018年9月的巴西国家博物馆火灾不同,巴黎圣母院火灾的内部损失虽不可估量,但其以砖石结构为主的整体结构,并未被大火彻底破坏,也避免了整体垮塌。而反观国内,对于文物古建消防而言,火灾的预警和信息传输工作至关重要。火灾过后的巴西国家博物馆  这是因为与混凝土框架结构的现代建筑相比,以砖木结构为主的中国古建筑,一旦发生火灾,将给灭火救援工作带来相当大的难度。随着物联网传感器技术的成熟,各类技防措施,如火灾自动报警系统、自动喷淋灭火系统、电气线路监测系统等被用于各类古文物建筑的预警工作中。  例如,山西作为我国地上文物古建筑最多的大省,该省在平遥古城、五台山等景点的县衙、寺院等处,安装有物联网消防远程监控系统。借助充电桩智能断电保护、智能无线烟感报警等传感监测手段,实现了对防火工作的智能化监测。五台山真容寺安装的智慧消防监测设备  同样,作为历史文化名城,杭州散落着许多饱经风霜仍屹立的历史建筑。2014年,杭州安装了电气火灾智能“防火墙”,建筑物内的用电情况则通过传感器被实时记录,漏电、超负荷都能察觉,紧急情况还可自动断电。  安徽黄山市屯溪老街,是我国保存最完整、最具...
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发布时间: 2019 - 04 - 16
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近日,美国马萨诸塞州大学副教授崔莎·安德鲁向外界展示了一款智能睡衣。这款棉质睡衣配备了传感器,可检测穿戴者的睡眠质量,价格在75至150英镑之间。衣服里配备有五个配备传感器的纺织品贴片,可持续监测睡眠中的呼吸、心跳、睡眠姿势等。   具体来说,这五个贴片式传感器中有四个是压电式的,这意味着它们在受到机械应力时会产生电流,来为它们供电。它们测量穿着者身体在四个位置对床的压力,以确定他们的睡姿;另一种贴片是摩擦静电的,这意味着它的摩擦对另一种材料变得带电。其根据这些过程对传感器施加的压力的快速变化,来检测穿着者的心跳和呼吸速率。      从五个传感器中收集的信号被发送到一个看起来就像一个普通按钮的微型电路板上。该按钮具有内置蓝牙发射器,可将数据无线发送到计算机进行分析。    不过,这款睡衣离上市还有点远,研究团队目前还在攻关阶段。研发睡衣衫的团队仍在进一步研究使传感器可准确监测不同形态和体重的人。截至目前,已在35个人身上做了检验。目前,团队正在开发睡衣套装,其中包括了装有内置压力传感器的裤子,可用来感知背部的压力。  这件睡衣并不能用来诊断病情,不过,它的目标是最终取代那种基于实验室的睡眠研究。那种研究需要让参与者整晚使用各种仪器。而有了这款睡衣后,只需参与者穿上它睡觉,便能收集到研究数据。  目前,有关睡眠的产业正在崛起,美国国家睡眠基金会估计,这一产业2017年的价值为290亿美元。
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发布时间: 2019 - 04 - 10
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“哪有什么岁月静好,只不过是有人在替你负重前行。”近几天,笔者朋友圈被这句诗意满满的句子刷屏,但文字底下的图片却很悲壮:“沉痛哀悼30名木里森林火灾牺牲的30名英雄们!”    3月30日,四川凉山州木里县雅砻江镇立尔村发生森林火灾,州县投入689人实施灭火作业。3月31日下午,扑火人员在转场途中,受瞬间风力风向突变影响,突遇山火爆燃,30名扑火人员失去联系。至4月1日18:30,30名扑火队员的遗体已全部找到,包括27名森林消防指战员和3名地方扑火人员。   尽管相关部门正在对此次火灾的起火原因、救火过程、应急救援等工作依法调查,但30条鲜活的生命被大火吞噬,政府甚至国家更应该进行反思,既要灭灾,更要生命!自然灾害固然可怕,但“始终把人民生命安全放在首位”一直都是党中央的重要指示。在科技不断发展的今天,或许也应该借助技术的力量,最大限度减少生命财产的损失,让悲剧不再上演。在这时候,智慧消防的建设必须提上日程了!   什么是智慧消防? 从广义上来看,消防工作的具体内容包括消灭火灾、抢救灾害、消防安全设施稽查与消防安全知识宣传等,同时也参与救护工作(如道路救援、救护车救援)、为民服务(如群众自杀等不安全行为、消除安全隐患)等,工作繁重且复杂。   传统意义上的智慧消防系统是将GPS(全球卫星定位系统)、GIS(地理信息系统)、GSM(无线移动通信系统)和计算机、网络等现代高新技术集于一体的智能消防无线报警网络服务系统。   但随着新技术的加持,智慧消防被重新定义为“用物联网、大数据等技术手段,将消防设施、社会化消防监督管理、灭火救援等各位要素,通过物联网信息传感与通讯等技术有机链接,实现实时、动态、互动、融合的消防信息采集,传递和处理,全面促进与提高消防监督与管理水平,增强灭火救援的指挥、调度、决策和处置能力”。那智慧消防带来的最大好处是什么?   最大的好处应该是...
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发布时间: 2019 - 04 - 02
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以“融合的工业——工业智能”为主题的2019年汉诺威工业博览会(工博会)于4月1日至5日举行。来自75个国家和地区的约6500家参展商将齐聚德国中部城市汉诺威,集中展示全球工业数字化转型等最新技术成果。  汉诺威工博会连续7年聚焦“融合的工业”,反映出新一轮工业革命多技术融合创新的特点,特别是工业生产与信息技术融合加深,不断演进。  从主办方德意志会展公司归纳的关键词来看,“工业4.0”、人工智能、5G、人机协作机器人、轻量化、物流4.0、前瞻性维修、数字双胞胎等将是各方在工博会上关注的热点。其中,人工智能、5G与“工业4.0”的结合是今年最主要的“吸睛点”。  用主办方的话说,人工智能可能给工业生产和能源行业带来颠覆性的变化。“人工智能是‘工业4.0’的核心。”德意志会展公司董事会主席约亨·科克勒指出,人工智能处理大量数据及做出明智决定的能力,使大规模的个性化生产成为可能。  据介绍,今年工博会将展出超过100个机器学习的应用实例,相较去年明显增多,反映出人工智能越来越多地从概念走向现实。包括优化机器运行状态、增加故障预测可靠性、提高人机协作效率等实际应用让人工智能日益具象化。  与此同时,汉诺威工博会今年首次搭建大型5G测试平台,多样化的5G工业应用将通过测试平台得到展示。科克勒介绍,在汉诺威会展中心16号馆,诺基亚和高通公司将共同搭建一个真实的5G网络环境,覆盖约1500平方米,展示8项应用案例,包括通过5G网络管理和控制的工业机器人,以及基于5G网络的模拟汽车生产车间等。  业内人士指出,实时安全的数据传输是“工业4.0”的重要保障,而5G恰好具有传输数据量大、安全性高、延迟时间短等特点。诺基亚公司高级移动网络解决方案部门的副总裁托尔斯滕·罗布雷希特说,新一代移动通信标准就像工业革命初期的蒸汽机一样具有重要意义。  有分析人士指出,鉴于各国5G招...
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发布时间: 2019 - 04 - 01
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医生通常将至少有五到六个硬接线传感器连接到过早出生的婴儿的身上,跟踪重要的数据,如呼吸,血压,血氧和心跳。然而,由于新开发的技术,所有这些繁琐的电线可能很快就会成为过去。电线主要会造成两个问题。一方面,它们使婴儿不能在婴儿床内自由活动。此外,它们使父母和护士更难以抓住婴儿并使他们与婴儿进行肌肤接触,这对其幸福感至关重要。考虑到这一点,美国西北大学的科学家开发出一种以两个小而薄的无线传感器为中心的系统。它们由柔软的生物相容性硅胶制成,与位于婴儿床床垫下方的发射器单元配合使用 - 该单元将数据传输到附近护士站的显示器。其中一个传感器放在婴儿的胸部或背部,而另一个则缠绕在一只脚上。然后它们从婴儿身体的两端开始监测心率,呼吸频率、血氧水平和体温。该系统还通过跟踪单个心跳与到达足部的相应脉冲之间经过的时间来测量血压。用于早产儿的传统血压测量方法包括可导致手腕瘀伤的腕带袖口,或插入动脉中的导管。最初,该技术在新生儿重症监护室的20名婴儿中进行了测试,尽管这一数字已经攀升至70以上。在所有情况下,研究人员发现新系统提供的数据与从传统监测系统获得的数据一样精确和准确。另外,其没有不良副作用,例如可能由传统传感器使用的胶带引起的皮肤刺激。虽然传感器可以进行消毒和重复使用,但它们也可以简单地丢弃,因为每个传感器的成本仅为10美元左右。研究人员希望它们将在两到三年内开始在美国医院出现。
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发布时间: 2019 - 03 - 29
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据外媒报道,美国佛罗里达州大学(University of Florida)的工程师们研发出了一种新型传感器,将对燃油车向电动汽车的过渡产生持久影响。该传感器由佛罗里达州大学工程学教授Jennifer Andrew和David Arnold研发,不需要外部电流就能自行运行。在当今汽车的运行中,如启动点火系统,打开前大灯,电动车窗系统等,电能都扮演着重要角色。仪表盘还需要更多的传感器,以提醒驾驶员安全带没有系好、轮胎气压低或是车门还开着。       而佛罗里达州大学工程学教授们研发的新型传感器将可大大减少汽车电池的耗电量。Andrew表示:“随着向电动汽车迈进,最大限度地减少电池耗电量将是一项巨大的工程。低功耗传感器是所有其他应用所需要的,例如如果你在一个偏远地区,但是需要长时间使用一个传感设备,如果可以不需要很多的电力来运作该传感设备,将会非常重要。”根据2018年的数据显示,在全球售出的9500万辆汽车中,有100万辆都是电动汽车。电动汽车行业的目标是到2030年,电动汽车销量要占全球销量的30%。如果各国政府继续出于对气候变化的担忧,立法减少碳排放,该目标将可以实现。作为一名材料科学家,Andrew表示,她对寻找新方法,在纳米线(nanowire)内制造材料非常好奇,因而才开始该项目。纳米线可为传感器供电,效率很高。通过改变纳米线内部的性质,Andrew和Arnold能够制造出具有更强磁电系数的纳米线,结果,该纳米线可产生更强的电脉冲。       在项目进行过程中,Andrew和Arnold还向Allegro MicroSystems公司进行了咨询。Allegro MicroSystems公司是一家总部位于美国新罕布什尔州的公司,在提供电力和传感半导体解决方案方面处于全球领先地位。佛罗里...
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发布时间: 2019 - 03 - 28
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心房颤动是最常见的持续性心律失常,如果不及时治疗,可能会导致中风等严重后果。不幸的是,在早期阶段很难发现。然而,一个国际科学家团队希望借助腕戴设备原型提供帮助。由立陶宛考纳斯理工大学、维尔纽斯大学、维尔纽斯艺术学院以及瑞典隆德大学合作开发的手表式小工具,包括:光电容积脉搏波(PPG)和心电图(ECG)传感器。前者光学检测组织内的血液体积变化,而后者通过皮肤监测心脏的电活动。当PPG检测到可能表明心房颤动开始的血容量变化时,该装置通过振动警告其佩戴者。这也促使激活ECG,允许该传感器采取快速参考阅读。然后比较两个传感器的读数,特殊算法滤除由身体运动等因素产生的无关数字“噪声”。如果确定确实发生了心房颤动,则通知用户,以便他们可以联系医生。一旦进一步发展,该装置还可以监测心脏对身体负荷的反应,如果是缓慢的反应,则可表明心血管疾病的风险增加。科学家希望通过他们简单易用的设备提供持续监测,帮助挽救生命。考纳斯理工大学首席科学家Vaidotas Marozas博士表示:“由于这种情况普遍存在,每个65岁以上的人都应接受房颤检查。然而,依靠短期临床心电图,只有当病情是慢性时才能检测到心律失常。如果只是偶尔发作,怎么办?那么我们的技术将非常有用。”
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