传感技术论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇传感技术论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

关键词 激光雷达成像；压缩传感；情报

中图分类号TN95 文献标识码A 文章编号1674-6708（2012）81-0221-02

1 概述

激光雷达成像压缩传感技术是近年比较活跃的一类信息技术，它是在传统激光雷达成像的技术基础上，加入了新的信息获取理论，即压缩传感技术，有效降低数据采集量，并提高了信号传输质量。

激光雷达成像压缩传感技术特定主体情报信息搜索系统，是以科技论文、技术专利、作者、地域等特定主体为信息搜索目标，综合运用计算机处理等技术，对激光雷达成像压缩传感技术的有关情报信息进行识别和获取，并实现对情报数据的预处理和判断，实现激光雷达成像压缩传感相关技术的专利、论文、互联网数据的实时动态监控，进而获取和掌握技术情报数据。

在此划定激光雷达成像压缩传感技术特定主体包括：

1）中文核心期刊论文数据搜索与跟踪；

2）外文EI、SCI期刊论文数据搜索与跟踪；

3）中国专利数据搜索与跟踪；

4）美国申请专利数据搜索与跟踪；

5）美国授权专利数据搜索与跟踪；

6）欧洲公开专利数据搜索与跟踪

7）世界知识产权组织专利数据搜索与跟踪；

8）中国专利法律状态数据搜索与跟踪；

9）欧洲和世界知识产权组织专利同族数据搜索与跟踪；

10）美国专利交易数据搜索与跟踪；

11）互联网数据搜索与跟踪。

2 系统架构设计

系统主要由信息搜索模块、信息监控模块、信息采集模块组成。

信息搜索模块主要针对三大检索论文数据，中文核心期刊数据，中国、美国、欧洲、世界知识产权组织的专利申请数据、授权数据、法律状态数据、专利权转移数据、同族专利数据、引证数据，互联网数据进行搜索；信息监控模块利用搜索模块的功能，针对技术、机构、人员、国家的相关数据进行监控，发现各类信息的异动；之后，由信息采集模块完成数据采集，存入相应数据库。

对于不同来源的数据，采用网络爬虫技术设计搜索和跟踪的后台程序，后台程序不间断的扫描搜索和监测任务，一旦采集条件成立，启动采集，获取包括html、xml、txt格式的原始数据，然后由信息抽取程序抽取相应的格式化数据经过ETL转换存入到数据库中。以搜索任务为核心的业务表与元数据管理表建立关系，任务由用户设定，与用户的搜索条件一一对应，每个任务下可以包含来自一个数据元的任意多个专利，多个任务构成一个分析项目；每个任务根据其数据的来源设定任务所采用的处理方案，每个方案对应一个数据源的数据结构特征、数据清洗方案、数据分析方案，属于元数据的一部分。

图1 搜索任务创建示意图

3 搜索算法

互联网中的网页相互连接，彼此连同，构成一个巨大的网络结构，相对于专利和论文来说，对其进行搜索，技术难度略大。对于互联网数据则要采用网络搜索算法进行网页的深度搜索。激光雷达压缩传感技术信息搜索系统网络搜索算法以深度优先搜索算法为主。

深度优先搜索所遵循的搜索策略是尽可能“深”地搜索网页节点。在深度优先搜索中，对于最新发现的网页顶点，如果它还有以此为起点而未探测到的链接边，就沿此边继续汉下去。当网页结点的所有链接边都己被探寻过，搜索将回溯到发现网页结点那条边的始结点。这一过程一直进行到已发现从源网页结点可达的所有网页结点为止。如果还存在未被发现的网页结点，则选择其中一个作为源结点并重复以上过程，整个进程反复进行直到所有结点都被发现为止。

如下图，采用深度优先搜索算法，输出的网页顺序为：A->B->D->H->I->E->J->

C->F->K->G->L->M

主要搜索算法如下：

public void DFSTraverse（）

{

InitVisited（）；

DFS（items[0]）；

}

private void DFS（Vertexv）

{

v.visited=true；

Nodenode=v.firstEdge；

while（node！=null）

{

if（！node.adjvex.visited）

{

DFS（node.adjvex）；

}

node=node.next；

}

}

private void InitVisited（）

{

foreach（Vertexvinitems）

{

v.visited=false；

}

}

4 结论

本研究以情报信息搜索为核心，以特定主体为信息来源，运用计算机网络技术，构建了一套技术情报信息搜索系统，实现了对特定主体技术情报的跟踪和监控，为摸清有关技术发展态势、掌握潜在竞争威胁提供了手段，为管理决策部门制定技术发展路线、做出准确部署判断提供了有效的情报支持。

参考文献

[1]朱晓云.知识创新与情报利用[J].科技情报开发与经济，2003（4）.

篇(2)

【关键词】 FBG；高应变；桩基检测；预制桩

【中图分类号】TU196+.1 【文献标识码】 B

Study on high strain detection of precast pile using FBG sensing technology

Qiu Zhenhong

(Shanghai jiangnan architectural design institute co,. ltd ShangHai 201800)

【Abstract】 FBG which has the advantage of high precision, strong ability of anti-electromagnetic, strong adaptive capacity to environment, long service life, etc has become a new advanced detection way in the field of pile foundation and bridge. This paper introduces the measure principle of FBG sensing technology and the implantation process of fiber grating into precast pile. Combined with the specific project, the traditional high strain data and FBG strain data is compared. The results showed that FBG data is suitable for high strain detection.

【Keywords】 FBG; high strain; detection of pile foundation; precast pile

0 引言

桩基检测中高应变检测是一项重要检测内容，通过分析应力应变随桩身变化情况分析桩身完整性和桩的承载性状[1-2]。由于采用高应变进行承载力检测具有工期短、成本低、效率高等特点，促进了高应变检测法的推广，但是高应变检测的精度很大程度上与测试传感器有关。传统的电阻式、钢弦式、电感式传感器普遍存在灵敏度差、精度低、抗电磁干扰能力弱，受水腐蚀失真或失效等缺点，难以适应现代工程精确检测的要求。而近年来兴起的光纤光栅传感器则具有精度高、抗电磁干扰、防水防潮、抗腐蚀和耐久性长等特点[3-6]，其体积小、重量轻，便于铺设安装，且不存与监测对象不匹配的问题，对监测对象的材料性能和力学参数等影响较小。另外，光纤光栅传感技术采用光纤进行信号传输，传输损耗小，容易实现远距离信号传输，正好弥补了传统检测技术的不足。本文结合具体的工程实例，将FBG传感器植入检测的预制桩中，同时采集传统

的高应变检测应变数据和FBG应变数据，并进行对比研究。结果表明：FBG测量数据可靠，具有较好的适用性。

1 FBG传感技术测量原理

光纤布拉格光栅（Fiber Bragg Grating,简称FBG）是利用光纤材料的光敏性在纤芯内形成空间相位,光栅其作用的实质是在纤芯内形成一个窄带的滤波器或反射镜，使得光在其中的传播行为得以改变和控制[7]。

图1 光纤光栅传感器的构造

如图1所示，FBG传感器分布在光纤纤芯的一小段范围内，它的折射率沿光纤轴线发生周期性变

作者简介：邱正红，1982年出生，男，汉族，重庆潼南县人，工学学士，助理工程师，主要从事岩土工程勘察和基坑设计工作。E-mail：qzh@live.it

化，图中纤芯的明暗变化代表了折射率的周期变化。光纤布拉格光栅是光纤纤芯折射率沿光纤轴向呈周期性变化的一种光栅。目前已有的基于光纤布拉格光栅的各种传感器的工作原理都可以归结为对布拉格光栅中心波长的测量[8-9]，即通过对由外界扰动引起的布拉格光栅中心波长漂移量的测量，得到被测参数；布拉格光栅中心波长与光纤纤芯有效折射率以及光纤光栅长度周期Λ相关[10]即：

(1)

其中：为布喇格光栅的中心波长；为光纤纤芯的有效折射率；为布喇格传感器光栅的栅距。

图2FBG传感器工作原理图

显然，宽带光源的输入光谱在通过FBG传感器1后，形成了波谷峰值为的凹陷，而反射光谱则具有波峰。当光栅所在处的光纤产生轴向应变时，栅距变为：

(2)

此时布喇格波长产生相应的变化，它满足：

(3)

其中：为有效光弹系数,它的值约为0.22。

另外，温度变化会引起光纤折射率的变化，同时也会引起栅距的变化，当温度变化为时，将引起布拉格波长产生移动，可以表示为：

(4)

其中：为光纤的热膨胀系数，；为光纤的热光系数，。

由(3)、(4)两式得到同时考虑应变与温度变化时，所引起的波长移动：

(5)

由此可知，只要测出布喇格波长的变化，就可以得到外界的应变或温度扰动。

2 预制桩FBG植入工艺

预制桩一般是在工厂制作而成的，特别是预应力预制桩是在预制厂经过先张预应力，离心成型及高压蒸养等工艺生产而成的高强预制混凝土构件[11]，无法将光纤光栅浇注到其中。在打桩的过程中，由于预制桩管壁与土体的摩擦力很大，将光纤光栅贴在预制桩表面时，很容易造成打桩时光纤光栅被刮断[12]。本文采用在预制桩表面刻槽后放入光纤光栅再用高强度胶进行密封，这样既成能保证光纤光栅的成活率，又能保证光纤光栅与预装桩身变形的一致性。预制桩的FBG植入工艺主要包括以下四个工序。

（1）光纤熔接

在FBG传感技术测量中，光纤只是进行光信号的传输，真正起到测量作用的是光栅的那部分。所以要根据桩长截取相应长度的传输光纤与FBG传感器进行熔接。

（2）刻槽布纤

用开槽机在预制桩身表面沿着布纤路线刻槽，槽宽和槽深以能放入光纤为准(太深容易破坏桩身强度)，光纤放入槽内用502胶水进行定点固定，刻槽布纤如图3所示。

图3 刻槽布纤

（3）光纤保护

用高强胶（环氧树脂）填充槽内进行光栅粘贴和光纤线路保护，在桩端出露的光纤用套管进行保护，将多余的光纤盘绕在桩头并用缓冲材料进行包裹保护，光纤保护如图4所示。

图4 线路保护

（4）打桩对接

将布好光纤的桩按顺序进行打入，在桩对接时进行上下两桩光纤的对接，并将多余光纤盘绕在接头地方进行强化处理，打桩对接如图5所示。

图5 打桩对接

3 工程实例

3.1 工程背景

嘉定区城北大型经济适用房（南块）位于上海市嘉定区，住宅楼和配套商业拟采用桩基础，地下车库、地下P型站和地下水泵房拟采用抗拔桩。工程主要负责桩基设计参数可行性研究工作。根据设计需要，结合勘察资料，进行现场原位测试，包括：模型桩单桩竖向抗压、单桩竖向抗拔静载，锤击桩高应变跟踪监测及桩身应力分析，获得各层土设计参数。

3.2 测试方法

本文主要研究该工程中管桩（管桩桩长13.0m，内径0.22m，外径0.4m）的高应变检测。通过光纤光栅测得应变数据分别与高应变测桩仪导出数据进行对比。桩身应力测量采用光纤光栅应变传感器。光纤光栅应变传感器布设：在桩顶以下1m处（-1m)布设一个；在土层交界处6.5m处（-6.5m)布设1个，在桩底以上50cm处（-12.5m)布设1个，FBG传感器布设如图6所示。

图6 FBG传感器布设图

高应变初打跟踪监测试验按照《建筑基桩检测技术规范》（JGJ 106-2003）进行，测试方法见图7。

图7 高应变测试图

3.3 检测数据分析

本文选取了一根测试桩，对桩的锤击高应变数据进行分析。通过预埋在桩身上的光纤光栅测得应变数据分别与高应变测桩仪输出数据进行对比研究，FBG传感器测试出的数据曲线如图8所示。曲线中第一个峰值的出现表示在击打过程中桩身产生的最大应变，其余峰值是由于击打过程中余震产生。图形显示在-1m处峰值最高，其次-6.5m处，-12.5m处峰值最小。这表明：在被击打过程中，离测试桩由桩顶至桩底，桩身应变逐渐减小，在桩顶处会产生最大应变，所以在锤击过程中要加强对桩顶的保护。

图8高应变时光纤测得应变曲线图

由于-1m处安装的FBG传感器与高应变检测中的应变片安装位置接近（检测传感器的安装用膨胀螺栓安装在距桩顶约2倍桩径处），将-1m处的FBG测试数据与应变片的数据进行了对比，光纤应变曲线与高应变仪导出应变曲线对比图如图9所示。从图9中可以看出，两者的曲线较为吻合，这说明FBG传感技术适用于高应变检测。

图9 高应变时光纤曲线与高应变仪导出曲线对比图

4 结论

（1）本文将FBG传感监测技术应用于桩基检测中，将光纤光栅测得应变数据与高应变测桩仪输出数据进行比较研究。结果表明：FBG传感数据能较好地适用于高应变检测，但也存在不足，由于高应变检测同时需要应变数据和加速度数据，而此次测试只采集了桩身FBG应变数据，如果在桩身相应的位置能安装FBG加速度传感，同时采集FBG应变和加速度数据，拟合桩基的承载力与传统高应变测桩仪测出的桩基承载力进行对比，将是本论文需要深入研究的一个方向。

（2）FBG传感器可以安装在桩体的任何位置，如果将FBG传感技术运用于高应变检测中，就可以

测得桩体任何位置的应变，而不仅仅局限于桩顶附近。

（3）检测数据的精确度不但与测试方法有关，还与传感器的性能有关，FBG传感器正是由于其高精度、抗电磁干扰能力强等特点得到了工程界广泛的关注。但是，由于其比较高的价格也限制着它的发展。随着科学技术的发展，FBG传感技术将会得到广泛发展。

参 考 文 献

[1] 刘万恩，蔡克俭，夏结祥． 海上超长大管桩的高应变动力检测[J]． 施工技术，2006增刊，249-252．

[2] 时猛． 东营市预应力管桩高应变动力检测的竖向承载力计算[D]．中国石油大学（东华），2008．

[3] 田德宝，张大煦，孙俊良，等． 光纤布拉格光栅应变测量在天津奥体中心工程中的应用[J]． 施工技术，2008， 37(11)：64-66．

[4] 嵇雪蘅，李宏男，任亮，等． 光纤布拉格光栅传感器在钢架结构健康监测中的应用研究[J]．防灾减灾工程学报，2008，28(1)：43-48．

[5] 武胜军，王宏力，敖红奎．FBG传感器在隧道锚杆支护结构监测中的应用研究[J]．传感器与微系统，2007，12(26)：31-33．

[6] 余小奎．分步式光纤传感技术在桩基测试中的应用[J]．岩土工程勘测，2006，6：12-16．

[7] 李川，张以谟，等．光纤光栅原理、技术与传感应用[M]．北京：科学出版社，2005．

[8] 王惠文．光纤传感技术与应用[M]．北京：国防工业出版社，2001．

[9] 徐恕宏．传感器原理及其设计基础[M]．北京：机械工业出版社，1988．

[10] 李宏男，孙丽，梁德志．光纤布拉格光栅传感器用于混凝土结构施工监测[J]．建筑材料学报，2007，21(3)：342-347．

篇(3)

光学之芒,灿烂辉煌。在光学的领域里,他头顶着太多的“光环”,却没有丝毫松懈,肩负着无限重任,但始终沉着、坚毅。他渊博宽厚,抱定赤子之心,十余载春秋献身中国光学领域,他就是首都师范大学物理系研究员、系科研副主任张岩。

九天揽月鸿鹄志 步步为营创辉煌

在通往科学高峰的路上,张教授一路前行,品尝着希望与困难,交融着荣耀与汗水,深造期间,他用不懈的努力换来了中国光学科技前沿领域的重大突破。读研期间,他同导师刘树田教授一起在国内率先开展光学分数傅立叶变换的研究。为利用光学分数傅立叶变换进行信息处理铺平了道路。在中科院物理所攻读博士学位期间,开拓了分数傅立叶变换在光学信息处理领域中的应用,被评价是国内在现代光学技术科学领域研究工作中的优秀成果具有国际先进水平。

1999-2001年,他获得日本学术振兴会博士后基金资助,在日本山形大学工学部从事生物成像研究,被应用在实际的仪器上。2001-2002年,他在香港理工大学电子工程系从事光纤气体传感器研究。其研究内容被收录在《光纤传感技术新进展》一书中,已出版发行。2002-2003年,他在德国洪堡基金的资助下在德国斯图加特大学应用光学研究所任洪堡研究员,从事数字全息重建算法的研究,提出了利用相位恢复算法来进行数字全息重建的新方案,引起了同行的重视和肯定。这部分内容作为美国Nova Science出版社的新书《New Developments in Lasers and Electro-Optics Research》中的一章,已经出版发行。

2003年,他进入首都师范大学物理系工作,先后获得了北京市科技新星计划,北京市留学人员择优资助等人才项目的资助。作为北京市“太赫兹波谱与成像”创新团队的核心成员,主要从事太赫兹波谱与成像,太赫兹波段表面等离子光学和微纳光电子器件设计研究。他提出的多波长成像方法得到了美国Rice大学太赫兹研究者Mittleman的认可,被评价为不仅可以有效地增加成像范围,还可以提高信噪比。多篇论文被太赫兹领域的虚拟期刊收录。并于2007年和2009年分别到美国伦斯特理工大学和德国康斯坦茨大学进行访问研究。

欢声震地 惊退万人赢战绩

篇(4)

关键词：煤矿火灾，光纤光栅，预测预报，本质安全，准分布式测温

 

1.引言随着我国煤矿采掘机械化和电气化程度的提高，外因火灾发生的比例也逐年增高。低压电缆着火、矿用变压器着火、架线电车电弧引燃木支护棚着火等电气火灾事故也时有发生，而且矿井中环境复杂，电气设备众多，一旦发生火灾，后果将不堪设想，具有很大的危险性。今年以来，全国煤矿已发生4起重大以上事故，其中3起为火灾事故。除“3.15”事故外，湖南省湘潭市湘潭县立胜煤矿“1.5”特别重大火灾事故，造成34人死亡和下落不明；江西省新余市庙上煤矿“1.8”重大火灾事故，造成12人死亡。论文大全。这3起火灾事故，都是因电缆及设备（移动空压机）着火引燃木支护而发生的火灾事故。

目前，矿井内采用的火灾检测设备还很少，而且大部分还是采用基于电信号传感器的测温系统。其中红外测温为非接触测量，易受环境及周围电磁场干扰，且需人工操作，无法实现在线测量，效率低下；电子温度传感器易受电磁干扰，机械的温度传感器受环境的影响也比较大，以上几种检测方法的测量效果都不是很理想。因此开发一种大容量分布式在线实时温度监测系统，来监测煤矿高耗能大型机电设备和电缆运行温度已成为当务之急。

光纤光栅温度在线监测系统是一种全新的在线温度监测报警系统，具有防爆、防燃、抗腐蚀、抗电磁干扰，在有害环境中使用安全，实现实时快速准分布式测温并定位，具有程控报警电平等特点。系统本身具有自检测、自标定和自校正功能，是光机电、计算机一体化技术。采用光纤光栅温度检测技术进行煤矿各种设备的温度实时在线检测，充分利用光纤光栅传感系统的大容量、分布式特性将是一种十分可行的方案。

2.煤矿机电设备引起火灾的原因分析煤矿机电设备引起火灾的原因是多种多样的，主要火灾是电器设备引起的火灾和电缆火灾，原因是：过载、短路、接触不良、电弧火花、漏电等原因。这些火灾起初可能致使电气设备中的绝缘材料燃烧，接着火焰传到巷道的支架、煤尘、瓦斯及矿内其它可燃材料上，这就发生矿井电气火灾。 煤矿机电设备火灾主要是由于设备负荷过大引起的。大量高耗能的设备在煤矿中长期使用，不可避免引起设备负荷过大，将使设备达到使自己失去绝缘性能的危险温度，随着温度的不断积累，最后就常常引起电气设备发火。如综掘机、采煤机、刮板输送机、皮带机、绞车、主扇以及各类大功率设备等是煤矿企业广泛使用的大型高档设备，由于长期处于满负荷工作状态，因轴承损坏造成设备相应部位逐渐发热而导致设备损坏，影响正常生产的事频繁发生。

电缆火灾主要是由于电缆接触不良，或接地不好引起的。线路中个别部分接触电阻的增加，主要是接触不良的结果。实践证明，井下电缆与电缆或者电缆与设备的连接部分（接头）做得不好，往往是矿井巷道内因电流以产生火灾最常见的原因。电缆工作尤其是过流、过载时，由于导体发热会导致电缆温度升高，如果电缆不具备良好的阻燃性能，极易引起电缆着火，在燃烧的同时可产生大量有毒有害气体，造成矿工中毒窒息，还可能引起瓦斯煤尘爆炸。因此，电缆的阻燃性能对煤矿安全生产具有重要影响。

通过对机电设备引起火灾原因的分析，可以看出机电设备等电气火灾大部分都伴随着设备，电缆局部温度的逐渐升高，是一个积累的过程，完全可以通过对易发生火灾部位进行温度检测，根据温度上升的趋势来预测电气设备和电缆的运行状态，从而在故障点及时采取措施，防止火灾的发生。

3.矿用准分布式光纤光栅温度监测系统 3.1测温原理光纤传感技术是上世纪70年代末兴起一种先进的多学科交叉技术。经过三十多年，特别是过去十几年的发展，目前已经研制出两千多种基于光纤的传感器。光纤传感器与常规的电子类传感器相比有许多独特之处[7]，主要优点包括：

1）以光作为传感信号基本不受外界电磁场干扰，长期漂移小，测量精度高，因而可用来作长期可靠的连续在线检测；

2）由于不带电，因而适于在电力，煤矿，石油，天然气及其它化工行业进行安全和生产状态参数的监测；

3）由于采用光纤传输，可以超远程监测；复用能力强，可实现对一线多点、两维点阵或空间分布的连续监测；

光纤传感器上述独特优点，特别是一根光纤可以对多个点做多变量测量的能力，是电子类传感器很难实现的。在具有强电干扰、高压、易燃易爆等恶劣环境下，传统的电子传感器受到很多局限性。光纤光栅温度监测仪所用温度传感器采用一种叫光纤布拉格光栅（FBG）的光学无源器件，是一种反射式光纤滤波器件，通常采用紫外线干涉条纹照射一段10mm长的裸光纤，在纤芯产生折射率周期调制，光波导内传播的前向导模会与后向反射模式进行耦合，形成布拉格反射，即产生了一个窄带的反射峰。论文大全。窄带反射峰的中心波长称为布拉格波长，研究表明：光纤光栅的空间折射率调制周期和纤芯的有效折射率均可引起光栅布拉格中心波长的改变。因此，通过一定的封装设计，使外界温度、应力和压力的变化导致光栅中心波长发生改变，即可使FBG达到对其敏感的目的[3]。如图2所示，光纤光栅中心波长和温度有着非常好的线性关系。

图1 光纤光栅结构图

图2 光纤光栅中心波长随温度变化曲线

3.2系统组成煤矿光纤机电设备状态检测系统主要包括信号解调模块、光学扩展模块，传输光缆和传感器网络。温度传感器由光纤光栅和连接光缆组成，温度传感器安装在现场；信号解调模块和计算机安装在控制室内，温度传感器和控制室由传输光缆进行信号传输。光纤信号解调控制器通过标准通讯接口与计算机通讯，由计算机完成温度的监控。

图3光纤多点温度传感监测系统框图

由信号解调模块中光源发出的高能量光束通过光缆注入光纤光是那传感器阵列，每个光纤光栅将反射特定的波长，这些波长与各个传感器所测温度成线性关系；这些波峰将由光纤信号解调模块进行波长解调，然后根据设定的参数计算出每个传感器的测量温度值，所测温度值和各种相关信息通过标准的通讯接口实时上传给监控上位机，进行信号的显示，故障诊断、事件记录、报警控制等。

3.3　系统技术特征和主要技术参数1.系统的技术特征

光纤传感器感知温度和位置信息,完全不带电，本质安全。传感器分辨率高，测温精确，响应时间短。传感器可靠耐用，使用寿命长。

阵列复用，大容量，多点分布式测温系统；一台解调仪可带几百个传感器，大范围覆盖测温现场；节省费用。论文大全。

由于全光信号传输，不受传感器距离限制，最大传感距离达10Km，是超远程温度检测系统。

2.系统的主要技术参数：

测温范围：-10℃~+110℃；测温精度：±1℃；温度分辨率：0.1℃；温度探测器响应时间：<5s；空间分辨率：根据现场情况；每通道最大传感器点数：18个/通道；测量时间：<30s/16通道。

4.系统的应用为了解决大规模的煤矿机电设备安全监测问题，在某煤矿的地面110Kv变电所，-312水平中央变电所，地面洗煤厂配电室，井下高压电缆中间接头及地面110Kv变电所电缆间（电缆密集处）等位置，共安装了近800个矿用光纤温度传感器。系统由一个监测仪和一个监控主机组成，所有传感器通过一条多芯的光缆连接起来，结构非常简洁。通过软件我们可以方便观测所监测位置的温度状态，对预防煤矿电气火灾提供了有力的技术基础。

5.总结随着我国煤矿采掘机械化和电气化程度的提高，电气火灾成为煤矿火灾的一个重要原因。通过对煤矿机电设备引起火灾的原因的分析，认为实时检测机电设备的温度可以有效预测预报火灾事故的发生。基于光纤温度传感器建立了一套煤矿火灾实时在线监测系统，通过安装煤矿光纤机电设备状态检测系统，对煤矿供电设备及高压线路接点的温度进行了实时在线监测，有效实现了煤矿供电设备安全状态的监控和火灾的预测预报，为煤矿安全生产提供了有力保障。这种方法的研究和应用对矿井火灾监测预报具有重大的实用价值。

参考文献[1] 绕云江，王义平，朱涛，光纤光栅原理及应用[M]。北京：科学出版社，2006

[2] 郭碧红，杨晓洪，我国电力设备在线监测技术的开发应用状况分析，电网技术，23(8):65-68,1999

[3] 赵勇，光纤光栅及其传感技术[M],北京：国防工业出版社，2007

[4]林全德,浅谈煤矿井下电气火灾原因及其预防,能源与环境， 2006（04）

[5] 时训先,蒋仲安,何理，矿井电气火灾原因分析及其预防[J]，矿业安全与环保，2005（01）

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[7] 李艳秋, 曹钟中, 靳　涛. 电力电缆火灾监测及防火预警系统的研制[ J ]. 华北电力技术, 2001 (2) .

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2013年新入选 CODE 期刊名称

G410 标记免疫分析与临床

T098 表面技术

E135 冰川冻土

N008 兵工学报

R730 兵工自动化

N085 兵器材料科学与工程

G018 病毒学报

C060 波谱学杂志

V040 玻璃钢/复合材料

A808 渤海大学学报自然科学版

M005 材料保护

M103 材料导报

Y007 材料工程

M010 材料开发与应用

M008 材料科学与工程学报

M006 材料科学与工艺

N026 材料热处理学报

M009 材料研究学报

* M704 材料与冶金学报

K512 采矿与安全工程学报

H009 蚕业科学

H525 草地学报

H234 草业科学

H527 草业学报

H538 草原与草坪

E543 测绘工程

E600 测绘科学

E615 测绘科学技术学报

E510 测绘通报

E152 测绘学报

E164 测绘与空间地理信息

L017 测井技术

Y022 测控技术

R711 测试技术学报

H001 茶叶科学

G264 肠外与肠内营养

N024 车用发动机

E113 沉积学报

E547 沉积与特提斯地质

E102 成都理工大学学报自然科学版

G670 成都医学院学报

G019 成都中医药大学学报

V050 城市规划

V028 城市规划学刊

X043 城市轨道交通研究

X046 城市交通

H023 畜牧兽医学报

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篇(6)

关键词：驾驶员，桩考，实时监控

 

一、引言

道路交通安全事关人民群众的安居乐业，事关经济社会的协调发展，加强道路交通安全工作，保障人民群众的生命和财产安全，是政府以及交管部门一直以来的重点工作。为了彻底改变以往的人工考试模式，提高驾驶员的驾驶技术，降低考试员的劳动强度，同时使考试更加公平、公正。全国各地的车管所及驾驶员培训学校都逐步启用了“机动车驾驶员桩考”系统。

桩考系统的基本原理是通过在考试车上安装信号检测传感器、数据处理系统以及无线发射机，在场地上安装电子吊杆及远红外检测光路等，使得考试过程中各种动态信息可以通过有线和无线两种方式传输到主控制室，这样监考员就可以利用主控计算机显示屏实时监控考试的全部过程。论文参考网。论文参考网。目前，整个考试过程已经全部实现自动化控制，并且最后可以将考生的考试结果存档、打印。但是，通过实际调研发现所采用的各种桩考系统仍普遍存在着以下缺陷：

1．系统功能单一，运行速度较慢

2．抗干扰能力较差，无线传输时容量出现误码现象。

3．模拟（场地考车）跟踪显示界面单一，跟踪速度较慢。

4．红外光路在恶劣天气（大雾、风沙）时接收灵敏度下降。

5．单机版，不能全国联网。

由于科学技术的进步，无线传输技术、信号采集及处理技术、传感技术都有了长足发展，集成电路的多功能、抗干扰等也都有了很大提高， 因此有必要对传统的“机动车驾驶员桩考”系统进行改进，使考试系统更加完善。本文就此提出一种新型的计算机驾驶员桩考系统的设计方法。

二、系统总体设计

（一）基本功能

根据我国《机动车驾驶员考试管理办法》有关科目二考试（桩考）的规定。方案拟采用计算机监控管理、单片机实时检测处理、集成数字电路、进口无线通信和红外线报警设备，结合机电一体化等高新技术。由主监控仪及车载分机实时采集考车、桩杆、库线等信号，经过计算机分析判断，在监视屏上真实模拟、跟踪考车进行状况，同时对桩考过程中出现的：

1．不按规定路线、顺序行驶；

2．碰擦桩杆；

3．车身出线；

4．移库不入；

5．中途停车(两次)；

6．发动机熄火；

等犯规动作进行自动监测和管理，对以上所有犯规动作，系统可以进行自动报警，并在驾驶员考试记录表上打印结果。监考人员只需通过监视器就可以在室内全面了解场地桩考情况，同时，考生通过语音提示可以了解考试结果及犯规种类。另外，计算机系统可对考生的情况进行存储，综合查询，对桩考结果进行综合统计查询。

该系统从功能上大致划分为考试监控、考生信息查询、考试统计查询及系统参数设置四个模块。各功能模块的具体功能如图1所示。

图1 系统功能图

（二）基本组成

为了实现系统设计的基本功能，新型的计算机驾驶员桩考系统主要由主控制室、场地、考车三个组成部分。如图2所示。

1．主控制室

由专用计算机，打印机，桩考监控仪，交换机，无线通信机，电源等构成。

2．场地

（1）越库线红外监测装置

场地由对射式红外线发射、接收器形成对大型车和小型车的桩考库线报警和移库状态判断系统，它用来检测车身越线、移库不入行进路线出错等犯规项目。

（2）碰杆电子报警系统

场地安装固定龙门架， 悬挂可以360度任意碰撞、自动归位的电磁吊杆，构成考车碰、檫杆自动检测报警系统。它用来监测碰杆犯规项目。场地系统的电平信号通过电缆各自直接地连接到控制室的系统监控仪上。

3.考车

采用专用考车，在考车上安装检测前进、后退、停车、熄火等传感器及考车信号监测仪， 考车监测系统实时监测考车运行状况,将检测信号进行分析、处理后通过无线通讯方式传输到主控室。

图2 系统组成图

（三）拟达到的技术指标

1．软件系统功能增强，人机界面友好，操作智能化，

2．软件可在不同操作系统下运行。

3．监控室中仪器（计算机系统、主机系统），可适应温度为-10℃～40℃。要求室内保持清洁、干燥以及电压稳定（220±20V）。

4．场地桩杆、吊架、红外线装置等均采用防风、防水、防冻、耐高温等措施，能适应我国各地的高温、高寒天气情况（-35℃～60℃）。

5．红外发射、接受设备可全天候工作，不受任何恶劣天气（大雾、风沙）的影响。

6．考车信号监控系统芯片及传感器均采用进口元器件,温度系数可达到-40℃～70℃。论文参考网。

7．建立远程网络数据库，与公安部联网，实现异地查询考生档案，信息共享。

三、系统应用前景

所设计的新型计算机驾驶员桩考系统在软件、硬件方面都将采用当今最先进和主流的技术及进口传感器件，使软件功能更强大，速度更快，图像可实时跟踪考车行车轨迹，运用无线传输自动判断考车熄火，远红外幕墙检测考车碰线、出库，计算机自动判断并语音提示，彻底排除了人为因素。场地硬件部分可灵活组合成单库、双库（大库套小库），节约场地，可适合不同用户的需要。同时，该系统技术先进，主控计算机可以实现高速图象跟踪、自动变库，完全符合公安部的考试要求，因此将会有很强的市场竞争力。

目前市场上正在使用的桩考系统基本上都处于更新换代的时期，而随着经济的不断发展和人民生活水平的提高，买车、学车的人越来越多，新的驾校及驾驶员培训基地不断建立，新型的计算机驾驶员桩考系统的研制成功必将会有先入为主的优势和广阔的市场空间。

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篇(7)

关键词：现代物流；物联网技术；智能仓储

中图分类号：F406.5 文献标识码：A

Abstract： Intelligent warehousing is an important direction in modern logistics industry. The applications of technologies of the internet of things（IoT）provide powerful technical support for the development of intelligent warehousing. An important feature of intelligent warehousing is that it can provide a good storage environment and make the stored products safe and effective according to the characteristics of the products. This article elaborates the applications of IoT technologies in food storage， medicine warehouse， cotton storage. In the meanwhile integrating all kinds of functional storage into comprehensively intelligent warehousing is a technical proposal and establishing an informational， standardized， intelligent and intensive warehousing by using IoT technologies is realistic.

Key words： modern logistics； internet of things； intelligent warehousing

0 引 言

近年恚我国现代物流业不断发展，大部分物流业是传统物流业融入信息化技术[1]，少数采用先进的自动化和物联网技

术[2]，还有小部分保持着传统的运输方式[3]，总体呈现为中间大两头小的橄榄形。全国“十三五”规划中指出现代物流业要加强物流基础设施的建设，大力发展第三方物流和绿色物流、冷链物流、城乡配送。2016年7月份，国务院总理提出以先进的信息技术与物流深度融合来促进物流业的转型升级。总体的方向是让物流业向着先进化、智能化发展。仓储是物流业中不可或缺的环节也是对基础设施要求较高的部分，在供应链中起到了承接上下游的作用，所以物流的智能化也要求者仓储向智能化发展[4]。本文着眼于仓储中的环境部分，探讨基于物联网技术建立信息化、标准化、智能化、集约化的综合性智能仓储的技术方案与应用意义。

1 智能仓储及物联网技术概述

依托于物联网技术的智能仓储，能够有效提高仓储管理的效率和安全，从而促进现代物流的发展，体现现代物流的实用性和先进性。

智能仓储管理对象基本上包括仓、储、物和环境四项。仓是指仓储活动所需的场地、设施、设备；储是指仓储业务及其管理活动，包括出入库业务、出库业务、移库业务、仓储规划、寻址管理和货位管理等；物是指对仓库内商品和工作人员，实现货、人的监管。环境是指人、设备和货物的活动、存放环境因素[5]。智能仓储常采用物联网技术、自动控制技术、智能机器人技术、大数据挖掘技术、云计算技术、智能信息管理技术等先进的技术来实现其对四个对象的管理控制。本文主要探讨的是物联网技术在智能仓储环境监控方面的问题。

物联网从狭义上可指连接物品与物品间网络，用来实现对物品的智能化识别和管理；而广义上的物联网则可以看作是信息空间与物理空间的融合，将一切事物数字化、网络化，在物品之间、物品与人之间、人与现实环境之间实现高效信息交互方式，并通过新的服务模式使各种信息技术融入社会行为，是信息化在人类社会综合应用达到的更高境界[6]。国际电联报告提出物联网主要有四个关键性的应用技术：RFID、传感器、智能技术以及纳米技术[7]。这些先进的技术都是为了使人与物之间更紧密的联系，方便人们的生活和工作，是促进社会生产发展的动力。

2 物联网技术在仓储中的应用研究

物联网技术在各类仓储的环境监控中都有着应用，本文着重综述了物联网技术在粮食仓储、医药仓储、棉花仓储环境监控中的应用。

2.1 粮食仓储

物联网技术可以应用于粮食的多个方面：粮食物流、粮食仓储、粮食信息跟踪等[8]。物联网技术在粮食仓储中的应用是本文关注的重点，尤其是对于实时监测粮食的环境，并对环境情况进行反馈控制。

粮食存储在仓库之中，受气候、通风和环境等外界因素的影响，粮食仓库的温度和湿度都会发生变化，从而影响了粮仓中气体、微生物的浓度或数量，进而造成粮食的品质下降。针对这一情况，以粮仓和粮食的温度和湿度作为主要的监测目标并利用温度传感器、湿度传感器、气体传感器、虫害传感器等传感系统对其进行采集。根据采集到的信息进行数据分析，找出关键影响因素，制定决策方案并根据方案自动调节粮食仓储的环境条件，包括自动控温、自动控湿、自动通风以及自动熏蒸等，其简略流程如图1所示。在所示的整个流程中，关键技术主要有传感器技术、传输技术、信息处理技术、智能控制技术等。传感器的选择要满足仓储环境监测的需求，并且保证所采集信息的可靠性；传输技术保证信息传输的及时和准确，如蓝牙、Zigebee、Wi-Fi等无线传输技术；信息处理技术主要是处理大量的信息，提取出对决策控制有用的信息；智能控制技术根据决策的信息智能控制通风、熏蒸、温度和湿度设备的开启或关闭。

在“大蒜之乡”山东省济宁市金乡县建立的全国首个物联网冷库综合监控系统就是一个成功的应用。传统的大蒜仓储环境监控主要通过人工实时监控的方式来进行温度调整，耗费了大量的人力、物力，却无法保证环境监控的精度。由于环境监精度的问题，大蒜出现低温冻坏或高温生芽腐烂的情况时有发生，而且无法及时判断仓库里二氧化碳的浓度含量，会出现因二氧化碳浓度过高造成工作人员窒息的情形。利用物联网技术可以有效改善上面出现的问题。仓库内温度、湿度和二氧化碳浓度等重要的指标信息通过传感器来进行监测，将监测到的数据信息通过无线网络传输到控制中心，控制中心通过与系统预设的温度、湿度和二氧化碳浓度进行比较分析，再通过控制决策中心的指令，自动实现对温度设备和排风系统的控制。同时，还可以随时将仓库内温度、湿度和二氧化碳数值等报警短信发送到手机上，有效实现无人值守、手机端24小时监控，在节约了管理控制成本的同时，也提高仓储管理水平与环境监控的准确率[9]。

粮食仓储环境监控信息感知主要是传感器的使用，利用收集的信息分析控制环境。基于ZigBee技术等无线网络技术通信方式的系统得到广泛应用，使得数据信息的传输更加快速、安全、可靠[10-11]。多传感器融合、无线远程监控等技术的应用研究，也在不断提高粮食仓储环境监测的适用性和稳定性[12-13]。智能自动通风技术可以参考各个参数间的关系，例如温度、湿度等环境参数，通过数据分析找到参数的最佳点，利用智能化控制通风系统，实现仓储环境的控制[14]。气调储粮技术主要监测氧气、二氧化碳等气体数据，调整控制气体浓度，在仓储环境内形成一个低氧、高二氧化碳或者高二氧化氮的仓储环境，从而达到抑制粮食呼吸、杀虫抑菌、延长粮食存储时间的目的[15]。

2.2 医药仓储

2016年3月的山东疫苗事件引起社会极大反响，经食药监管部门核查，两名犯罪嫌疑人经营的疫苗虽为正规厂家生产，但并没有未按照国家相关法律规定运输、保存，而且脱离了2～8℃的恒温冷链，难以保证疫苗的品质和使用效果，注射后甚至可能产生副作用。这一事实说明了医药存储环境的敏感性，这就需要冷链不断流来保证储藏温度。无论对常温或冷链物流体系，由于仓储是其每个重要物流节点的衔接点，不仅涉及生产、储存、运输、销售等环节的启承，也集中了物流体系中的各关键节点间的主要矛盾[16]。本文关注的是医药冷链物流中的仓储环境监测控制。

物联网技术在医药仓储环境监测控制中有如下特点：（1）通过RFID技术，对医药品进行识别，获取药品的信息，根据取得信息确定此类药物的存储温度；（2）通过相应的传感技术感知仓储周围的环境变化，取得周围环境的信息；（3）获取的医药储藏的需求温度和当前周围环境信息的数据，根据数据的变化智能的控制环境，实现医药品可以在自己所需的温度下储藏。基于Agent的环境控制基本结构图如图2所示，Agent通过传感器获取医药存储环境的数据信息，通过自身信息处理，对环境信息的变化做出快速响应，再通过效应器作用于医药仓储环境，从而达到调节控制环境的目的。Agent可以确保不传输有误信息，它的学习能力也让它能够根据环境的变化调节自己，从而满足当前所设定的需求。

传统的医药品存放环境监控都是通过人工监控，人工监管控制无法保证医药品存储环境的可靠性。传统医药环境监控的自动化水平低，不能对医药环境实行自动、实时的监控以及对环境的自动调节控制，从而不能及时发现当前环境数据是否超过预设的数值，造成医药品脱离合适的环境，极易造成损失。基于Agent的h境信息监测系统的研究最近几年十分活跃，该系统融合了环境监测和Agent等学科的最新成果[17]。将物联网技术和Agent等技术的融合，能快速、可靠地获取医药仓储环境的信息，并智能化的自我调节控制环境达到预设值，提升了医药仓储环境监控的自动化、信息化和智能化。

无线射频识别（RFID）技术的应用研究，将数据通过带有传感器的RFID传送至后台处理，利用程序对环境数据进行检测和处理，实现对温湿度等环境信息数据的自动化监测[18-19]。利用无线传感器网络（WSN）和多传感器技术可以获得更多的感知信息，实现对环境信息更加准确、可靠、高效的监控[20-21]。将RFID与WSN技术融合起来组成WSID网络，改善了通信距离、定位追踪、数据融合等技术，不仅提高了监测的时效性和准确性，还极大的降低了成本[22-23]。将物联网RFID技术与基于多Agent的管理系统以及云计算应用相结合，利用Agent的智能性与其他的Agent共同协作完成对应的任务，可以提高管理的信息化以及管理控制的水平和效率[24-25]。

2.3 棉花仓储

中国已成为了全世界最大的棉花生产和消费国家，棉花制品在我国每个家庭中必然存在。棉花是被认定为易燃物的天然纤维，当前有大量棉花储备在物流仓库中，一旦点燃，大火将会在几秒钟内迅速扩张到几百平方米，造成难以估计的损失[26]。除去建筑和管理角度的考虑，本文主要是对棉花仓储的环境监控以及相应防火措施进行分析。

由于棉花易燃、阴燃、自燃的特殊性质，对于棉花仓储的存储的高要求和特殊的防火高要求就更加必要。基于棉花的特殊性质，棉花仓储的温度应保持低于30℃，最大不能高于35℃且相对湿度不超过70%。

通过物联网技术中的传感技术，采用温度传感器和湿度传感器感知仓储环境。而棉花起火最初仅仅是在表层燃烧蔓延，一般都有烟雾、高温和火光，因此采用烟雾传感器、感温传感器和光辐射传感器器等作为防火探测感知器件。利用Zigbee和单片机或其他网络信息技术采集到环境和防火数据，并对数据进行分析处理，来控制报警、防火、灭火等系统。简略的方案如图3所示，棉花仓储整体方案中，由于棉花防火的区域较广，需要接受大量的传感器的数据，还需要长时间的监控并且保证传输信息的及时性，那么采用无线传输技术中的Zigbee技术就是一种很好的方案。Zigbee技术优势：省电，普通两节电池就能使用6个月到2年左右的时间；时延短，可以在ms时间里完成激活和通信；可靠，采用避免碰撞的策略，避免发送数据时候的冲突；网络容量大，一个Zigbee网络可以容纳200多个设备。

传统火灾探测器采用悠闲的通行方式，布线复杂、可靠性低、通信方式拓展性差，且线路容易老化或遭到磨损、腐蚀，有比较高的故障发生率和误报率。采用ZigBee技术构建无线传感网络，将其应用到火灾自动报警系统中的方案，低成本、低功耗的特点克服了有线传感网络的局限性，且其随时可以移动以及添加的特性大大方便了火灾自动报警系统的调整、更新，提高了现有火灾自动报警系统的灵活性。同时增加的移动定位的功能，方便了火灾救援和灭火工作，特别是火灾现场的浓烟密布，无法看清现场的情况，消防工作人员通过移动定位系统，可以与监测控制中心联系并快速确定自己所在方位和火灾的地点以及火灾现场的情况，有效提高了救援和灭火工作的效率[27-28]。

单一的传感器在测量火灾信息时会存在数据可能不完整以及片面的问题，为保证火灾判断的准确性，采用多传感器数据融合的技术，利用计算机技术和算法对信息进行多方面处理分析，从而产生一个能够准确判断当前情况的新信息[29-31]。

3 综合性智能仓储的现实意义

从物联网技术在智能仓储环境控制中的应用中可以看出，大多数的应用都是针对某一具体的行业或某一种特殊产品，基本上是单对单的使用，例如是粮食仓储那么仅仅是用于粮食的存放，其他的不同货物基本就很少有能储藏到其中的。如果仓储存在大量多余的空间，就存在闲置和低利用率的问题，造成资源的浪费，物流的成本也很难降低。本文研究并提出了以物联网技术为核心实现多个功能仓储于一体的智能仓储的方案。

在常见的智能仓储环境控制中，温湿度这一环境参数都是关注的对象，防火报警也是仓储不能缺少的一块，将这两方面作为最基本的智能仓储环境参数。针对不同特性的商品可以添加其相应参数需求的环境检测模块，最理想的综合性智能仓储可以满足任意存储货物的需求，不同存储空间可以满足不同货物的存储环境需求，但这样的代价对现代物流来说是不可能承受的，因此可以考虑几类对于环境要求类似的货物来进行综合，达到任意仓储空间都能满足这几类货物的环境监控。例如粮食和水果这两类，都十分重视温湿度、气体浓度、微生物等环境因素，可以考虑两者的结合，将这两类所需要的所有环境监测传感器件安装在仓库，并且隔离出不同的仓储位置。这样在各个仓储位置都能存储这两类货物，并根据存储的货物进行监控设置，那么仓库的闲置的可能性就会降低。其基本的环境监控设置如图4所示。

随着现代物流的发展，综合性的智能仓储也能一步步前进，在不久的将来也许就可以现一个智能仓储就可以满足绝大多数货物的存储环境监控，这样就能够极大的利用资源，降低物流成本。在实现综合性智能仓储的情况下，如果某一地区发生灾害，就可以选择离灾区最近智能仓储作为应急仓储，无论是水、食品、药物还是被子、帐篷等一系列的救援物资都能快速运入智能仓储保存并及时送入灾害地区，极大方便了不同救灾物资的运输，非常具有现实意义的。

4 总 结

综合性智能仓储的一个仓库可以满足多种货物的存放需求，利用物联网技术实现对不同货物的环境监控，根据监控的情况实时进行智能控制货物所处环境，满足了不同货物的存储，极大提高了仓储资源的利用率，降低物流为不同货物建立不同仓储的成本。仓储以综合性智能仓储为目标，体现出综合性智能仓储的标准化；物联网技术及其智能控制的引入和应用展现了综合性智能仓储的信息化和智能化；综合性智能仓储可以降低物流成本、提升资源利用率，集成了各类货物的存储，彰显了其集约化。

将针对某一具体的行业或某一种特殊产品的单一型智能型仓储升级为满足多方需求的综合性智能仓储，对于物流成本的降低和资源利用率的提升都具有现实意义。本文综述了三类仓储的环境监控情况，提出一种综合性智能仓储的简单方案，希望可以在前人对智能仓储的研究基础上进一步拓展研究的广度和深度。

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