基于无线射频技术的汽车轮胎胎压监测系统研究

胎压异常严重威胁着交通安全,随时会造成交通事故,是汽车安全问题上的一个关键点.针对这个现象,本设计提出了一种基于51单片机的汽车胎压监测系统,以此来实现监测胎压异常的功能.本次设计是以STC89C52单片机为核心,气压传感器、无线传输模块、LCD为主要器件,设计一块接收模块和一块采集模块.将带有压力传感器的采集模块置入...     

港口照明智能控制系统设计

开发港口照明系统的智能调光系统,并通过网络对港口照明系统进行集中网络控制与管理可实现港口照明综合节能。文中对港口照明智能控制系统进行分析,构建了无线传感网络与局域网组合的港口照明智能控制系统构架,同时解决了港口照明系统关键技术问题：港口照明控制单元的主控电路、检测电路以及通信电路等,结合港口GIS技术,设计了港口照明智能控制软件的架构,并对系统的功能进行分解与描述。     

智能轮胎下沉量实时监测系统设计

从利用轮胎下沉量表征轮胎承载状态的角度出发，设计了一款智能轮胎下沉量实时监测系统，利用单片机处理模块实现对气压、温度、激光测距传感器的集成控制，并采用无线传输的方式将各传感器采集获取的数据传送至上位机显示。经测试，系统工作稳定，满足基本使用要求。     

基于微型智能传感器的汽车轮胎压力监控系统

介绍了基于微型智能传感器的直接式轮胎压力监控系统的构成和原理,并讨论了微型传感器数据的读取、微机械加工等关键技术。     

基于物联网的瓦斯隧道安全监控系统

为解决当前隧道瓦斯监控系统存在的不足和实现监控系统“多网合一”、信息化和智能化的迫切需求,建立基于物联网的瓦斯隧道安全监控系统架构,从功能上分为感知层、传输层和应用层3层结构,并就其中涉及到的无线传感器网络、人员定位、无线甲烷监测系统、MIMO无线传输技术、智能视频系统、手机短信报警系统、爆破监控系统等实现瓦斯隧道内环境、人员、设备状态等全面监控所用到的关键技术进行研究,对便携式甲烷检测报警仪和智能瓦斯报警矿灯等新设备在瓦斯隧道中的运用情况进行分析与总结。实现了瓦斯隧道全面感知,传感数据无线传输,瓦斯移动与定点监测,人员精确定位,爆破人、机、环闭锁,远程与多级多员监控,充分实现了施工过程的智能化和信息化,起到了科学有效的监测监控和预警作用,提升了瓦斯隧道施工安全管理水平。     

手持式智能轮胎沟槽深度检测系统设计

针对传统轮胎沟槽深度测量工具检测效率极低、数据不准确、测量维度少和延展性差等特点，设计了一种手持式智能轮胎沟槽深度检测系统。该系统由手持式智能检测设备、手机和云平台三部分组成。手持式智能轮胎检测设备负责采集和处理轮胎沟槽深度数据；手机负责传输和显示轮胎沟槽深度数据；云平台负责分析和存储轮胎沟槽深度数据。试验结果表明，该轮胎花纹深度数据处理算法抗干扰能力强，该手持式智能轮胎沟槽深度检测系统测量效率高，可扩展性强且精度高，每条轮胎检测平均用时4 s，检测数据误差保持在3.5%范围内。     

基于应变式传感器的桥梁无线测试系统的设计和实现

针对传统的应变式采集仪以有线方式进行数据采集和传输方法存在的问题,结合电阻应变式传感器的工作机理,提出了一种基于应变式传感器网络化的桥梁无线测试系统,使用采集软件、单片机、调制解调器FX429等主要器件,实现了数据的高精度采集。在可靠的通信协议下,采用无线方式进行主控节点和各远端数据采集节点之间的数据传输。并利用数据库技术,实现数据管理。通过主控软件,提高了系统的方便与灵活性。对比试验研究表明:该无线系统具有安全、高效、可靠、精度高、稳定性强,无需借助现有的通信网络、成本低、适应性好等优点。     

基于车路系统的事故现场轮胎印迹强度参数化研究

为明确事故现场可视轮胎印迹强度与车辆动力学特性、轮胎橡胶磨损特征及道路表面灰度之间的关联特性,提出基于车路耦合的事故现场轮胎印迹强度参数化研究方法。通过结合动态滑动摩擦因数模型及轮胎非线性模型,建立车辆路面9 DOF非线性系统动力学模型,运用VBOX惯性测量技术验证模型的有效性。运用胎面磨损能量模型,从车路系统角度确定车辆、轮胎和路面特性对轮胎全局摩擦力及胎面磨损特性的影响。结合印迹强度特征模型提出轮胎印迹强度参数研究方法,选取不同制动、转向角工况及3组路面、胎面特性对轮胎路面接地力学特性、胎面橡胶磨损量、可视轮胎印迹特征进行仿真分析。结果表明：印迹强度仅与全局摩擦力大小有关,与轮胎路面滑移方向无关;滑移工况下胎面橡胶磨损量随着全局摩擦力和滑移速度的增大而增大,而印迹强度变化不明显;制动力矩和道路表面灰度对产生可视轮胎印迹起决定作用,转向角主要影响不规则可视轮胎印迹的产生;前轮轮胎最先出现可视印迹,且可视印迹长度和强度均高于后轮轮胎;采取可视印迹起点作为事故车辆速度判定具有一定的误差,应根据具体情况进行具体分析;研究成果能够为基于可视轮胎印迹的交通事故重建提供理论基础。     

基于LoRa的城市立交桥远程监测数据采集系统

针对城市立交桥运营期间的结构健康监测问题,基于LoRa无线网络技术设计并研发了城市立交桥远程监测数据采集系统,并进行了工程应用。系统以物联网架构为基础,由安装于城市立交桥现场的传感器数据采集节点、无线传输节点和部署在云端的监测云平台的3部分组成。现场设备通过LoRa技术以星形拓扑结构进行无线组网,将采集的监测数据远程上传至云平台,最终实现了监测数据的自动采集、无线传输、远程监控、智能预警的全功能流程。监测结果表明,基于LoRa的城市立交桥远程监测数据采集系统对提高城市桥梁运营期间的安全管理水平具有积极意义。     

ITS——未来轮胎信息系统

2007年9月,美国规定所有载重量小于4．5吨的新车必须安装胎压监控系统,欧洲目前正在讨论这项措施。按照欧盟委员会的意见,从2012年起,所有新车都必须配备TPMS（轮胎压力监测系统）。作为全球TPMS领先厂商之一,大陆集团正在开发无电池解决方案。ITS（轮胎智能监测系统）采用压电技术将动能转换为电能,从而取代电池供电。     

汽车轮胎滚动阻力试验机测试方法分析

为了对汽车轮胎滚动阻力测试方案的可行性进行预先评估,基于检测设备的结构模型,提出了一种运用位移量对轮胎滚动阻力进行仿真分析的新方法。在简述滚动阻力有限元测试模型构建过程的基础上,通过改变轮胎的外部使用参数,分析传感器板在不同工况下位移场的分布情况,制定了设备的测试方案。以传感器的安装位置作为目标检测点,建立轮胎滚动阻力位移场与控制参数之间的关系曲线。最后将采集的数据经过平均滤波处理,与实验室的实测数据进行了趋势性对比。结果表明：采用该测试方法,轮胎滚动阻力随着轮胎负载和速度的增加而增大,随着气压的变大而减小;仿真结果和试验数据在相同工况下的变化趋势基本一致;该测试方法合理、可行。     

复合盾构滚刀磨损的无线实时监测系统

为了实时监测复合盾构掘进过程中滚刀的磨损和工作情况,建立了一套滚刀磨损的无线实时监测系统,将滚刀刀圈与传感器之间的距离变化转换为电压信号,经计算处理后得到滚刀刀圈的磨损量。在信号传输中使用无线结合有线的方式,将监测数据从终端节点经中继路由传输到上位机监控系统。分析了滚刀失效的主要类型、监测及判断机制,重点探讨了其安装结构和实现方案。结合某工程现场实验,证明该系统能有效地监测滚刀刀圈的磨损量,从而实现滚刀刀圈磨损的实时监测。     

智能轮胎监测技术的发展现状及需解决的关键问题

智能轮胎监测技术可以实现轮胎压力、温度、道路摩擦力等重要参数的监测。简述了两种简单的智能轮胎监测技术的工作原理及其优缺点，介绍了目前国内、外在智能轮胎监测技术方面的部分研究成果。在分析智能轮胎监测技术实现功能和现存问题的基础上，提出了未来智能轮胎监测技术需要解决的关键问题。     

纳米碳纤维混凝土在劈裂及抗弯试验中的压敏特性研究

为促进智能混凝土材料在桥梁上的应用,通过劈裂及抗弯试验研究纳米碳纤维混凝土的压敏特性。试验结果显示:纳米碳纤维混凝土的电阻会随压应力的增大而减小,随拉应力的增大而增大,电阻变化率与拉、压应力之间呈良好的线性规律;适当掺量且分散良好的纳米碳纤维可以使混凝土复合材料获得良好的压敏特性,成为自身具有损伤评估和应变监测功能的传感器。基于纳米碳纤维混凝土的良好压敏特性,将其作为具有应变监测功能的智能混凝土材料应用于桥梁结构中非常可行。     

电气化公路技术研究

交通是能源消纳的重要领域，其对社会能源结构的调整和节能减排具有重要的影响和带动作用。在陆路交通方面，轨道交通和小型客运车辆的电气化发展方向相对清晰，而公路货运尚无明确的技术路线。为充分利用清洁能源，减少化石能源在交通领域中的使用，发展并推广电气化公路技术，对重载卡车的蓄电池、燃料电池、混合动力3种电气化方案进行对比分析，结合卡车负载的特点，对不同电气化方案进行评估。研究融合新能源发电及并网、混合动力技术、智能驾驶技术的电气化公路技术，从车辆动力技术、供电线路、受电弓与计费、新能源并网、编组智能驾驶运行5个方面对电气化公路方案进行介绍，可以实现公路货运系统的绿色、安全、高效运行。以10公里线路电气化为例，进行规划和成本估算，构建单车和区域（或路段）电气化的运营成本计算模型，基于燃油消耗和阻力分析2种方法进行计算。对车辆购置及改装、基础设施建设、可再生能源发电、系统环保效益等4个方面进行技术分析与成本测算。从供能技术变革、商业模式和推广路线3个角度对电气化公路技术的未来推广进行论证展望。研究结果表明：电气化公路技术的应用与规模化能够带来巨大的经济与环境收益，其中的混合动力方案与架空线输电方案为面对未来可能的储能技术变革与无线输电普及打下重要的基础，提供了拓展空间，也是重载货车实现智能驾驶的重要步骤；与燃油驱动相比，电驱动百公里成本减少96元，单一重卡年运营成本减少18.8万元，百公里污染物（如：碳氧化物、氮氧化物等）均减少50%以上。     

预防客车超载的智能系统设计

本文介绍了一种基于单片机的预防客车超载的智能系统。系统的核心控制模块采用MC9S12DG256VPV单片机,并利用PLD204E圆板式测力传感器实时检测车内乘客数量,并根据车辆额定载客量对客车是否超载做出判断。若客车超载,则系统发出警报,若客车超载持续时间达到一定值,系统中的MC39IGSM无线通信模块通过GSM网络向交通管理部门的信息接收平台发送超载报警信息,同时单片机向控制开关模块发出指令,切断点火开关的电源,使客车熄火。本文还对系统的程序实现进行了设计。     

实测轮胎荷载作用下层间接触条件对沥青路面力学响应的三维有限元分析

实际道路中层间接触状态非常复杂,层间接触状态对路面的使用性能有直接影响;并且轮胎与路面的接地形状随着轮胎负荷及胎压的不同呈现出明显的非均匀分布,路面结构内的力学响应也随之发生不规则变化。基于此,采用三维有限元方法,分析在实测轮胎荷载作用下,完全连续、基、面层间光滑两种层间接触状态时,柔性基层和半刚性基层路面力学响应的差异。分析结果表明,层间光滑时面层内的最大剪应力以及层底拉应变均明显增大,相应路面车辙和开裂的机率大大增加,因此必须高度重视层间处理工艺。     

智能道路无线充电系统耦合线圈互操作性分析

无线充电线圈的互操作性是智能道路无线充电系统的关键性能指标。为分析耦合线圈的互操作性，首先建立了无线充电系统及耦合线圈的仿真模型，选取了3种不同形状和对应尺寸的线圈作为发射线圈和接收线圈，利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件，分别分析了不同形状和尺寸以及不同组合形式线圈对无线电能传输系统效率和耦合线圈互操作性的影响。另外，采用MATLAB/Simulink对无线充电系统的传输效率进行了仿真分析。为验证仿真结果的准确性，对无线电能传输的试验装置进行了测试验证。研究结果表明：随着线圈传输间距的不断增加，线圈的自感不变而互感不断降低，同时其耦合系数和系统的输出效率也会随之减小；圆形线圈的互操作性优于方形线圈，其中方形-方形耦合线圈互操作性最差，圆形-圆形耦合线圈互操作性最优，其最大传输间距提升9%~12%；大尺寸线圈的互操作性优于小尺寸线圈，且线圈尺寸的变化对于互操作性的影响大于线圈形状。研究结果为智能道路无线充电系统设计提供了理论依据。     

基于车轮扭矩传感器的轮胎滚动阻力测试系统开发

应用车轮扭矩传感器开发了轮胎滚动阻力测试系统。介绍了在双滚筒上测试轮胎滚动阻力和阻力系数的原理、轮胎滚动阻力测试系统的构成及测试系统软件的开发。在赛欧SLX-AT轿车的驱动轮上对该系统进行了实车试验,结果表明,该测试系统可克服滚动阻力滑行测试法和反拖测试法的不足,提高轮胎滚动阻力的检测精度,为研究轮胎滚动阻力特性提供了新手段。     

人工智能科学在软土地下工程施工变形预测与控制中的应用实践——理论基础、方法实施、精细化智能管理（示例）

首先，介绍了基于人工神经网络的智能预测方法（多步滚动预测）和基于智能模糊逻辑法则的施工变形控制方法对策；其次，介绍了基坑施工和盾构掘进施工变形智能预测与控制案例。经过应用实践,认为智能方法的优点是： 对于结构变形位移和周边地表沉降/隆起，智能方法所得的预测值（3~5 d）与其相应实测值的精度偏差一般为5%~10%；不只是可以了解到当天已发生的信息，还可预见3~5 d将要发生的变形位移和沉降/隆起等的预测定量值；在施工变形达到超限阈值前，采用智能模糊逻辑控制法则作处理，通过调整相应的施工技术参数，即可使后续变形始终处于允许的限值之内，而无需附加额外的巨大花费，节约造价，节省工期，还可实现远程、无线、视频监控。在探讨地铁施工变形智能预测与控制的基础上，开发了盾构掘进施工中工程周边地表沉降/隆起变形的多媒体三维动态可视化仿真程序软件，研制了盾构掘进施工计算机智能管理系统。目前，上海隧道工程有限公司已在上海市沿江通道盾构施工中进行试验性应用，取得了良好的技术效益。最后，对人工智能科学发展的前景及存在的一些问题进行了探讨。