网络化智能传感技术研究与应用

目录
序
第1章 网络化智能传感技术基础与研究进展 1
1.1 智能传感器及技术功能特点 1
1.1.1 智能传感器的概念 1
1.1.2 智能传感器的基本结构 2
1.1.3 智能传感器技术功能特点 3
1.2 典型的智能传感技术及发展趋势 6
1.2.1 IEEE 1451网络化智能传感技术 6
1.2.2 模糊传感器技术 9
1.2.3 多传感器数据融合技术 11
1.2.4 智能传感技术发展趋势 13
1.3 网络智能传感技术相关研究现状 14
1.3.1 智能传感系统建模方法 14
1.3.2 多传感信息预处理技术 17
1.3.3 多传感信息建模自校正方法 20
1.3.4 传感信息传输与实时预测方法 27
1.3.5 网络化协同传感技术 28
1.4 本章小结 32
第2章 网络化传感系统建模设计方法 33
2.1 多参数网络化智能传感系统模型 33
2.2 多参数网络化智能传感系统建模实现 34
2.2.1 智能传感系统传感用例模型图与协作图 35
2.2.2 TEDS配置与传感器初始化 36
2.2.3 UML系统部署建模 38
2.3 网络化智能传感系统数据交换 39
2.3.1 数据交换动态描述 39
2.3.2 数据统一建模 40
2.4 室内微环境监测系统应用例 41
2.4.1 室内微环境监测系统建模 42
2.4.2 室内微环境监测系统数据交换 43
2.5 海洋环境监测系统应用例 45
2.5.1 渔业海洋环境多参数监测子系统模型 45
2.5.2 多参数监测子系统的TEDS配置 47
2.5.3 海洋水环境监测系统实现 49
2.6 高精度智能应变检测仪的开发 51
2.6.1 高精度智能应变检测仪模型 52
2.6.2 高精度可编程基准源 53
2.6.3 高精度测量与数据转换 54
2.6.4 实验测试 55
2.7 本章小结 57
第3章 基于多项式外模型一内模型NPLS的多传感信息预处理与建模 59
3.1 基于多项式外模型一内模型NPLS的多传感信息预处理与建模框架 59
3.1.1 PLS回归分析方法的外模型与内模型 60
3.1.2 多项式外模型内模型NPLS建模方法的模型结构 63
3.2 基于PLS的多传感信息预处理 64
3.2.1 基于变量投影重要性 PLS回归系数变量筛选方法 64
3.2.2 雯量筛选准则AEr的计算 66
3.2.3 基于PLS回归系数的试验设计 68
3.3 多项式外模型一内模型NPLS的数学建模过程 69
3.4 多项式外模型内模型NPLS方法在多传感信息系统中的应用流程 7l
3.5 鱼类超微弱发光检测应用 73
3.5.1 基于PLS的多传感信息预处理 74
3.5.2 多项式外模型一内模型NPLS建模仿真 77
3.6 本章小结 78
第4章 多维传感信息自校正技术 80
4.1 多传感信息自校正模型 80
4.2 传感信息自评估技术 81
4.3 基于多尺度逼近的多传感信息解耦自校正技术 83
4.3.1 传感信息尺度特征估计方法 83
4.3.2 多传感信息插值解耦自校正方法 86
4.3.3 基于预估准确度目标的解耦分辨阈值艿确定 89
4.4 基于方差可靠性的分辨阈值自适应解耦 90
4.5 基于多节点样条和TEDS的多传感信息自校正 94
4.5.1 多节点样条插值 94
4.5.2 基于TEDS的多维空间插值自校正 95
4.6 试验及应用 95
4.6.1 传感信息自评估试验 96
4.6.2 基于多尺度逼近的解耦自校正技术仿真分析 97
4.6.3 基于方差可靠性的分辨阈值自适应解耦仿真 99
4.6.4 多维空间插值方法在机器人示教中的应用 102
4.7 本章小结 106
第5章 传感信息动态预测方法 108
5.1 网络化传感系统信息流模型 108
5.2 传感信息动态预测模型 109
5.3 传感信息快速小波计算 110
5.4 小波计算信息的动态预测 112
5.4.1 平滑层信息动态预测 112
5.4.2 分辨层信息动态预测 114
5.5 实现传感器滞后补偿的动态预测算法 116
5.6 基于时间同步的网络化传感信息预测 118
5.6.1 面向延迟测算的DMTS时间同步技术 119
5.6.2 基于分段拟合的时间自校准方法 120
5.6.3 异常数据处理 121
5.6.4 网络化传感信息实时动态预测补偿 122
5.7 动态预测补偿方法性能分析 123
5.7.1 小波计算结果分析 123
5.7.2 动态预测补偿性能 124
5.7.3 滚动混合式多步预测补偿性能 125
5.7.4 基于时间同步的网络传感信息预测实验与仿真 126
5.8 本章小结 130
第6章 网络化多层次协同传感技术 132
6.1 感知信号层多传感融合技术 132
6.1.1 传感信息的一致性测度 133
6.1.2 基于变窗的方差递推估计方法 134
6.1.3 基于变窗一致可靠性测度的多传感信息融合 135
6.1.4 多传感信息融合计算仿真 136
6.2 感知层协同检测业务流调度方法 139
6.2.1 WRR调度算法 139
6.2.2 WRR算法总体设计 140
6.2.3 WRR的优点与缺陷 141
6.2.4 WRR的设计与实现 141
6.2.5 基于WRR的物联网感知层优化调度方法 146
6.2.6 仿真分析 149
6.3 物联网系统协同机制 151
6.3.1 基于协同学的协同机制引入 151
6.3.2 协同测量动力学方程的建立及推导 153
6.3.3 基于协同测量机理模型的决策方法 156
6.3.4 基于协同测量机理模型决策的应用 161
6.4 本章小结 163
第7章 基于智能传感节点的网络化检测系统研制及试验 165
7.1 用于多传感网络化检测模型的嵌入式智能传感节点 165
7.1.1 嵌入式智能检测节点硬件设计 166
7.1.2 DSP信息处理与ARM网络通信实现 170
7.2 基于C/S模式的网络检测平台 173
7.2.1 网络检测平台的软件结构与运行机制 174
7.2.2 基于XML的跨平台数据交换技术 176
7.2.3 基于XML数据的检测平台实时数据库技术 177
7.3 在流程工业生产过程中的初步应用 179
7.3.1 乙醇在线检测传感模式与试验装置 179
7.3.2 在发酵过程中的检测试验与初步应用 181
7.4 网络化检测初步应用与结果分析 188
7.5 在精馏过程中的建模应用 190
7.5.1 试验与PLS预处理 190
7.5.2 多项式外模型一内模型NPLS建模应用 192
7.6 本章小结 193
参考文献 194