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智能蓝牙音箱毕业论文

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智能蓝牙音箱毕业论文

蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。下面我给大家分享一些大学生蓝牙科技论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

蓝牙定位测量

[摘要] 该文描述了一种基于蓝牙的无线室内定位测量系统。一般蓝牙工作使用接收信号强度指示器(RSSI),进行自动发射功率控制以保证稳定的信噪比。取消反馈系统,并应用RSSI产生一系列新的测试 方法 。系统使用安装在一个单元内的视距无线传播模型,测算基准发射器和便携式接收机之间的距离。该系统设计、运行和测试结果证实, 在存在多径干扰条件下,测量范围平均绝对误差可以达到。

[关键词] 蓝牙 定位测量 RSSI

1 简述

精确度大约1m的蓝牙室内定位测量将有助于扩大新的定位服务(LBS)范围。这些服务包括医用定位服务,具有无线传感器的计算机网络,移动数据探测和跟踪系统,用于安全用途的室内电子地图和具有定位识别的智能装置。

室内定位测量需要发展新技术设备。全球定位系统(GPS)要求视距内有4颗卫星以保证精确3-D定位,因此无法室内应用。无绳电话定位系统精确度只有大约100m。室内短距离(10米半径)内,无线电单元可用于测量位置,基于单元识别,但要求安装许多固定、均距的单元以覆盖给定区域。

蓝牙室内定位测量系统工作描述:在一个室内无线电单元内进行接收功率测量,它常用于跟踪固定基准蓝牙发射器和存在多径干扰的视距信道的便携式接收机之间的距离。

2 接收信号强度指示器(RSSI)定位测量

在蓝牙装置中, 接收信号强度指示器(RSSI)数值通常用于使发射功率最小化,以接收到满意的信噪比的信号。在本系统中反馈系统停止工作,发射机(发射功率PTX)和接收机之间距离能通过使用RSSI测量装置和一个无线电传播模型计算得出。

该方法非常适用于室内定位系统。而 其它 室内无线定位技术都不适用,如到达角度(AOA)法,到达时间(TOA)法,和到达时差(TDOA)法。第一种:AOA法,要求有一个特殊天线阵列用于测量接收信号的角度,成本高昂而且仅适用于专用系统。使用扫描技术要求系统有精确的时钟。便携式设备时钟精确度为1μs,但1m的定位误差要求时钟精确度应达到3ns。

这里使用的无线电波传播模型,其公式如下:

PRX=PTX+GTX+GRX+20log(c/4лf)-10n�(d)(1)

= PTX+GTX+�(d)(2)

其中:PRX是接收功率;PTX是发射功率(dB);GRX和GTX是天线增益(dBi);c是光速();f是中心频率();n是衰减因素(在自由空间为2);d是发射器和接收器之间的距离(m)。

蓝牙系统中使用RSSI直接测量接收功率,由一个内置微处理器将数据 报告 数字指示器。使用该装置,RSSI和接收功率之间的关系曲线如图1。

图1 RSSI与接收功率PRX 关系曲线

分析图1,可以得到RSSI和接收功率PRX关系如下:

PRX =-40dBm+RSSI, RSSI>0dB

-60dBm PRX≤-60dBm+RSSI,0>RSSI>-10dB

PRX≤-62dBm,RSSI=-10dB

因此,基准发射器和便携式接收机之间的距离d满足下列公式:

d=10[( +G)/10n](4)

这里,PRX是测得的RSSI值经过公式(3)计算得出,总天线增益G= GTX+GRX

3 系统构成

该定位系统使用商业化的蓝牙开发套件构成。以个人电脑PC作为蓝牙主机,控制蓝牙模块,如图2所示。

定位应用在射频指令行接口(RFCLI)上完成,指令行起到容许用户控制和接入各种蓝牙软件层的作用。软件层分为主计算机界面(HCI)和蓝牙装置。主机通过通用异步接收/发射(UART)进行有线连接控制。板上的UART(HCI硬件接口)控制基带和射频层。

图2 主机和蓝牙装置之间硬件连接

一个基准发射器与便携式接收机进行通讯联系。首先应禁止蓝牙芯片对功率的控制功能。这样做将阻止两设备交换功率控制信息而保持接收功率在其限定范围内(将导致RSSI读值结果为0)。

测量在两种不同环境条件下进行:

无回声室测量。

在无回声室的测量中,确定天线增益G。测量装置设计模拟自由空间环境,频率范围为2~40GHz,衰减因素n=,多径干扰可忽略。天线放置高度为,天线之间最大距离3m。

天线增益G见公式(4),因为其他变量已知,通过计算确定G的平均值是。

办公环境测量

在办公室环境中,使用两试验基准线进行RSSI测量,距离增量为

图3 测量布置图

办公室内存在金属反射波,产生多路干扰。桌椅同样含有金属零部件。

在基线1,天线放置高度恒定为。在基线2,天线放置高度恒定为。初步测量显示,设备放置距离地板高度不同,对测量数据有一点影响。

两天线放置在固定的方向和高度,两者在视距范围内,按分段。利用射频通信(RFCOMM)协议产生一双工无线链路。使用频谱分析仪进行校准11个不同的发射功率:+,+,,,,,,,,和。

针对以上11个报告的基准发射功率,便携式接收机读出相对应的RSSI数值。 假如RSSI值非0,每个均测量20次RSSI值, 记录RSSI平均值。这些测量数据,每个均有一个随机载频,频率范围分布在蓝牙带宽(―)之间。假如RSSI数值为0,无接收数据记录,选择不同的发射功率。所有11个发射功率均应进行试验。

分段距离每次递增,至最大值。

对应11个接收的RSSI值,PRxi在每个分段距离均优化到最大发射功率,PTx1=。实际发射功率和最大发射功率之间的差异值Pdiff=(PTx1一PTxi)(dB),信道与功率呈线性关系,所以通过增加Pdiff将接收到的RSSI值RRxi优化到一恒定发射功率上。

RRxi=PTxi+ Pdiff=PRxi+(PTX1-PTxi)(5)

使用公式(3)和(5)得出:

-40+RSSIi+(PTX1-PTxi), RSSIi > 0dB

RRxi= -60+RSSIi+(PTX1-PTxi),RSSIi�0dB,(6)

数据为空,RSSIi = 0dB 或RSSIi =-10dB

对于接收功率指示器,RRX对应非0时的RSSI数据,由下式给定

11

RRX= 1/x∑RRxi (7)

i=1

图4 接收功率RRX 与距离d关系曲线

(标准化发射功率=)

4 结果

接收功率和距离

优化后的接收功率数值RRX对应相应分段距

离d,d是基准发射器和便携式接收器之间的距离。基线1和2在办公环境的测量结果如图4。

图4显示了多径衰减的影响结果,两测量曲线的振幅均随距离增加而减少。而基线1和2位于办公室的不同位置,测量定位的衰减干扰是不同的。

通过传播模型预测RRx的理论数值,其中PTx=, n=2,G= dBi。

距离d的平均绝对误差{公式(4)计算,PTx=, n=2,G= dBi},对于实际距离和标准偏差如下。

表1 绝对误差和标准偏差

基线1 基线2

平均绝对误差 (m)

标准偏差 (m)

讨论

基于RSSI的蓝牙定位系统测量精度取决以下三因素:

精确的接收功率指示器

蓝牙规格中定义的RSSI值不是专门设计用于测量接收功率(dB)。而RRX作为接收功率指示,可用于距离估算。接收功率测量误差通过利用多路的、优化的发射功率求平均值进行最小化。

在传播模型中正确选择衰减因素和天线增益G。

线性调节分析用于决定衰减因素n和天线增益G,(n=,G=)。这些校正过的数据用在传播模型中,位置精确度将提高约10%。

减小多径干涉的影响

接收功率和距离关系曲线(见图4),显示两测量设备测试值对理论值的波动和偏差。该图显示了进行时域、频率和发射功率平均后的测量结果。

5 结论

在视距(LOS)无线传播模型中,利用一个简单单元,通过禁止蓝牙(自动)传播功率控制的功能,实现蓝牙接收信号强度指示器RSSI值应用于定位测量。

该技术表明可降低平均绝对定位误差到。这适合于大多室内定位服务。不过,需要注意的是,在强烈的多径干扰下,定位误差仍然存在。绝对位置估算需要平均一系列接近的空间位置以增加可信度。

将来工作可能包括在非LOS条件下完成评价系统。利用三角测量可给出在二维平面上的精确定位信息。

参考文献

[1] A. Harder, L. Song and Y. Wang, Towards an indoor location system using RF singnal strengh in ,(April 2005).

[2] Sheng Zhou and John Pollard, Position Measurement Using Bluetooth in IEEE0098/3036/06,(May 2006).

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蓝牙音箱----做为音频行业的新宠,自然会受到各大厂商的关注,也必然会得到消费者们的认同。进和瑞自然很早就关注了这个市场,进和瑞在自成立起就把很大的精力投放到蓝牙音箱的开发中去。蓝牙音箱批发纵观几次科技革命,一种新型的高科技产品,必将改变我们每一代人的生活方式。每一次科技革命改变世界的力量不容置疑,而能改变人类生活方式的新型高科技产品都蕴含着无限的商机。在移动互联网大会上马化腾和雷军同时透露出未来能改变我们生活方式的巨大商机——移动互联网产品,他们都承认:只要是智能手机或者平板电脑解决不了的问题就是未来主流行业争夺的市场,移动就意味着是无线化,意味着未来都是无线数字化时代。无线就是摆脱了有线的困扰,能随时随地、无拘无束。智能手机以及平板电脑使用范围越来越普遍,趋向于大众化。但是有一种问题是目前所有手机制造商及笔记本电脑品牌商都无法解决的问题,这就是音质问题,消费者用手机听音乐无法满足其对音乐的追求所带来的听觉享受。而传统的插电音箱因为笨重、不方便携带的原因,无法让消费者得到更好的体验,因而之前的消费者只能用耳机来短暂的代替。根据医学鉴定,长时间使用耳机听音乐,不仅耳朵疲劳,近距离的高分贝声音会对耳朵听力产生一定影响。因此我们迫切需要一种既便携、又音质高的音箱产品来代替耳机对我们听力的伤害。这就衍生出一种依托蓝牙技术发展的无线产品——蓝牙音箱。可以肯定的是,在未来无线蓝牙音箱将取代传统的有线音箱。蓝牙音箱厂家进和瑞电子有限公司目前针对蓝牙音箱做了很深的研究与探索,开发出了一系列的优质产品。专业、是我们对产品品质的卓越追求;专业、是使得国内外消费者对我产品更加青睐。迷你小音箱是一种款式设计新颖,无需消耗手机电量,自身携带可充电锂电池的专业便携音乐设备。内置可充电锂电池可工作2至5个小时,充电时间只要2至3小时。 带FM收音,插上U盘或SD卡后,播放时可以显示第几首歌,可以直接播放SD/MMC卡、U盘,的MP3格式音频文件。不需要切换,记起自动读取。曾被多家机构称作音响界的音乐天使。中文名 迷你小音箱 外文名 Mini speaker 亮 点 时尚、便携、音质佳 功能特点 FM收音、U盘和SD/MMC卡播放音乐产品简介迷你小音箱是一种外观非常小巧的音箱产品,它打破了传统的音箱体积大,外观千篇一律的传统,摇身一变成为体积小,携带方便,造型可爱的万人迷。外观改变的同时功能也非常强大,让我们能够享受到随身听音乐的好处!组成部分扬声器音箱厂家扬声器(喇叭单元)在迷你音箱设备中是一个最薄弱的器件,而对于迷你音箱效果而言,它又是一个最重要的部件。腔体腔体用来消除扬声器单元的声短路,抑制其声共振,拓宽其频响范围,减少失真。功放功放主要由电感、电阻、电容等无源组件组成滤波器网络,把各频段的音频信号分别送到相应频段的扬声器中去重放。功能特点音箱厂家迷你小音箱一般都身材小巧,但也五脏俱全,可支持U盘、micro SD播放mp3,也可FM收音,兼备AUX外音当作桌面PC音箱使用。而且配备高亮显示屏,在户外强光下也能清晰可见字体。按键设计也非常简单,正面仅有三个按键,音量调节和模式按键、机身上部则安排了开机按钮和调节上下曲按键。操作起来很方便。迷你小音箱的流行的得益于其便携的特点,还有一点就是它可替代mp3的功能,它插上耳机就可当作mp3使用,而且又能像一台音响设备,插卡后能自动外播音乐。特别在户外,想自听或者外放都可选择,旅途中可享受音乐的乐趣。

1、应用广泛

蓝牙技术规格全球统一,移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、汽车、医疗设备、电脑外设等众多设备,只要拥有蓝牙适配器,就能轻松连接蓝牙设备,进行数据传输或语音通信,广泛普及,兼容性好。

2、操作简便

蓝牙技术是一项即时技术,它不要求固定的基础设施,且易于安装和设置,不需要电缆即可实现连接,使用非常方便,只需简单完成配对就可投入使用,操作门槛较低。

3、传输速度较快

相比于红外等其他方式,蓝牙传输协议在速度上有着明显的优势,蓝牙理论最高速度达到24Mbps,更快的速度就可以保证更高的音质,使其有足够的能力承载码率更高的音乐。

4、传输距离适中

蓝牙的传输距离一般在10米以内,正好是一个房间的大小,并可隔墙传输数据,非常适合家居环境使用。

虽然有着众多优势,不过由于蓝牙传输协议和其他设备一样,都是共用这一频段的信号,这也难免导致信号互相干扰的情况出现。

此外,蓝牙协议并不是一项免费的技术,任何使用这项技术的厂商都要向该组织交纳一笔的专利费,而这部分费用也会体现在成本中,2012年蓝牙音频设备价格依旧高于普通产品。

扩展资料:

蓝牙音箱音质的改善方法:

1、将电脑、平板、手机等智能终端的音量调整到80%音量左右,音箱音量调整为80%及以下,不可过高或过低。

2、越少干扰,声音越靓。室内的家用电器及计算机应避免与音响共享一组电源,即使要放在一起也应从别处获取电源。其次让接线纠缠在一起也会令线与线之间互相吸收噪声破坏音质。无论是器材还是连接线,都应该保持不受其他电器或者电源线的干扰。尽量分开使用。

3、播放过程中尽量用音箱播放尽可能丰富的音乐类型,让音箱的高、中、低三频得到充分的伸展。防止音箱的弹片久未使用会导致老化。

4、家私杂物已经是上好的吸音材料,铺一张地毯已经有基本的加强吸音效果。加上地毯的好处是可以减少地板的反射声,避免混和正面传来的声音造成混浊。另外,房间的玻璃及镜都会有较强的反射声音作用,需要用窗帘来遮挡以解决问题。采用这些措施可以有效吸音,防止音箱回响。

5、在音箱背后放置一块钱硬币或者箱体底部的4个边角处各放1个软木垫(或橡胶垫),增加抗震效果,也可提升音箱音质表现。

参考资料来源:百度百科-蓝牙音响

蓝牙音箱发展前景毕业论文

智能音箱,是一个音箱升级的产物,是家庭消费者用语音进行上网的一个工具,比如点播歌曲、上网购物,或是了解天气预报,它也可以对智能家居设备进行控制,比如打开窗帘、设置冰箱温度、提前让热水器升温等。

行业现状一:智能音箱市场规模初现

从国内的发展历程来看,智能音箱产品虽然仍停留在初期的探索期阶段,但经过2017年的初步探索,智能音箱的市场已经初成规模。2017年智能音箱市场在阿里的重金推动下,市场规模达到了质的飞跃。2018年行业热情依然高涨,消费者也有了一定认知。根据GfK数据统计,2018年智能音箱零售市场规模为588万台,市场规模约为亿元。

行业市场前景:多重因素助推,智能音箱有望成为市场新宠

在人工智能和物联网技术的发展带领下,智能家居蓬勃兴起,虽市场规模增长速度有所放缓,但将保持持续稳定增长态势,2020年市场规模将突破亿元。

2013-2018年中国数字音乐产业市场规模不断增长,2018年产业规模达到亿元。受益于数字音乐的快速增长,智能音箱产业的发展也得到相应推动。

随着我国智能家居市场规模不断扩大,人工智能的技术推动,数字音乐产业以及知识付费产业的成长,智能音箱有望成为市场新宠!

——更多数据参考前瞻产业研究院发布的《智能音箱行业市场研究报告》。

智能蓝牙音响可以实现设备的相互交互和人机交互,普通的蓝牙音箱就是开通蓝牙连接,播放设备上的媒体文件,智能蓝牙音响的未来发展趋势就是更智能更融合。

2010年以前便携式音箱是插卡音箱的天下。比如创新,朗琴和胜宝。2010年之后就是蓝牙音响的天下了。但是最近两年由于智能小音响的出现,加上BAT智能入口大战,小型便携式蓝牙音箱的销量迅速的下滑,市场迅速的萎缩。蓝牙作为非常方便的无线连接方式,短时间内不会被取代。最近两年蓝牙音箱的方向也在悄悄的发生着变化。消费不断在升级消费者对音箱产品的外观和音质都在不断地提高着需求。大功率高音质的蓝牙音箱越来越受欢迎。jbl有100瓦的,艾特铭客甚至推出了200瓦的专业级蓝牙音箱。便携式蓝牙小音箱越来越艰难,因为同质化和价格战导致小蓝牙音箱品质普遍不高。未来只有注重品质和创新的品牌才有机会。

智能蓝牙音箱。是细分的。比如说今天的市面上比较常见的天猫精灵,小度音箱等等,这些事实上只能够称之为智能语音交互系统,它并不是严格意义上的音箱。它在智能上和语音交互上仅仅体现了。基础的。问答等等。在未来有可能能够实现更多的交互的意义,比如说,开灯关灯,比如说购物,比如说控制家用电器等等。可是目前,有谁又全部将家用电器升级为智能的了没有?所以由于智能语音交互系统所搭载的音箱,它的对声音的还原度是远远无法和专业的音箱相提并论的。比如说它的动态范围受制于需要用语音来唤醒,所以动态范围就受到了影响对音乐的还原度。被收窄了。所以说,真正意义上的音响。是需要能够将音乐完全还原出来的,比如说低音的表现,比如说高频的表现。那么像今天的。蓝牙音响在国内已经是大街小巷到处都能见到了。可是真正意义上的。音箱它并不是简简单单的能够放出声音来。智能是一个便捷的交互的系统,那想要真正欣赏音乐还是需要专业的音响。比如说,能够将整首歌的鼓声和高音区域的乐器都能够完全体现出来的,才能算得上真正的音箱。国内在音频领域深入的探索深入的研发的其实很少,因为模仿更划算。

智能蓝牙灯台毕业论文

声控灯是一种声控电子照明装置,由音频放大器、选频电路、延时开启电路和可控硅电路组成。它提供了一种操作简便、灵活、抗干扰能力强,控制灵敏的声控灯,它采用人嘴发出约1秒的控制信号“嘶”声,即可方便及时地打开和关闭声控照明装置,并有防误触发而具有的自动延时关闭功能,并设有手动开关,使其应用更加方便。声控灯由话筒、音频放大器、选频电路、倍压整流电路、鉴幅电路、恒压源电路、延时开启电路、可控延时开关电路、可控硅电路组成。 声音控制就能让楼道里的灯亮一段时间,这样可以节能;对手机说出要拨打的姓名,手机会自动接通相应的电话号码。如今,人们对声控技术越来越熟悉。用声音代替肢体动作给人们带来了很多的好处和便利。因此,越来越多的声控设备广泛地应用到人们的生活当中。声控技术是模拟人的听觉系统和理解系统的原理实现的。一般的声控电脑设备在应用之前都要进行长时间“训练”。这个“训练”过程有点类似教婴儿听说,首先要把我们知道的告诉声控电脑设备,比如一句话怎么说才正确。电脑在“学习”这些话时,会把这些话拆成字或拼音中的声母和韵母去一点一点学习。这个“训练”或 “学习”过程很费时间。当然,“学习”时间越长,该声控设备也越灵。由于每个人的声音千差万别,因此声音可以用作安全认证的依据之一。别人可以模仿你的签字,猜测你的密码,甚至能留下你的指纹,但要模仿你的声音就有点太困难了。美国的一座智能化大厦就采用了声音识别的方式。到达公司门口,你必须通过安全检查。电子声控门卫将问候“早上好!”你也该回答“你好!”或“早上好!”之类的礼貌用语。此时电子门卫通过你的声音来辨别你是不是该公司的工作人员,如果确认你是,它将主动为您打开门,但如果不是,电子门卫将客气地将你 “拒之门外”。如果你视力不好或行走不便,声控设备也可助一臂之力。比如,你可以通过说话控制洗衣机、电视机、电脑等设备。让它们执行开启、关闭等简单的任务。装有声控设备的电脑还能为你朗读新收到的电子邮件,告诉你最新的消息。荷兰飞利浦公司最近还研制出了一种新型音响设备,如果你想听音乐,不用走到音响前找按钮,也用不着遥控器,即使你在厨房,只要喊一声“开始放音乐吧”,远在客厅的音响就能自动开启,再说出歌曲的名字,音响就能在几秒钟之内找到这首歌自动播放。更为神奇的是,如果你想不起来歌曲的名字,只要哼几句歌曲的旋律,音响就能辨别出是哪首歌,然后播放给你听。经过“学习”后的声控设备当然也可用来教大人和小孩们学习语言。举个例子吧,如果您不知道怎样发出‘WO’这个音,学过这个音的声控设备就可通过发这个音,配以嘴唇与舌头运动图像的同步播放来让您反复练习,直到发音准确为止。即使你听力有问题也不用担心,因为可以通过看嘴唇与舌头怎样运动来模仿和练习。未来的声控设备还可以成为人们的贴心朋友和助手。当你烦恼时,它能陪你聊天解闷;当你生病时,能告诉你得了什么病,应该吃什么药;当你上路出行时,能替你指路,为你保驾护航。不过,声控设备还有些问题有待解决。现在“训练”出的声控设备只能听懂我们所教的那些话,我们没有教的,它可就永远“听”不懂。另外,在嘈杂的马路边或者说话人口音很重的情况下,它也不一定能听懂。由于当前对人的听觉和理解系统还有很多地方没有完全研究清楚,所以声控技术还有很大的发展空间。

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蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。下面我给大家分享一些大学生蓝牙科技论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

蓝牙定位测量

[摘要] 该文描述了一种基于蓝牙的无线室内定位测量系统。一般蓝牙工作使用接收信号强度指示器(RSSI),进行自动发射功率控制以保证稳定的信噪比。取消反馈系统,并应用RSSI产生一系列新的测试 方法 。系统使用安装在一个单元内的视距无线传播模型,测算基准发射器和便携式接收机之间的距离。该系统设计、运行和测试结果证实, 在存在多径干扰条件下,测量范围平均绝对误差可以达到。

[关键词] 蓝牙 定位测量 RSSI

1 简述

精确度大约1m的蓝牙室内定位测量将有助于扩大新的定位服务(LBS)范围。这些服务包括医用定位服务,具有无线传感器的计算机网络,移动数据探测和跟踪系统,用于安全用途的室内电子地图和具有定位识别的智能装置。

室内定位测量需要发展新技术设备。全球定位系统(GPS)要求视距内有4颗卫星以保证精确3-D定位,因此无法室内应用。无绳电话定位系统精确度只有大约100m。室内短距离(10米半径)内,无线电单元可用于测量位置,基于单元识别,但要求安装许多固定、均距的单元以覆盖给定区域。

蓝牙室内定位测量系统工作描述:在一个室内无线电单元内进行接收功率测量,它常用于跟踪固定基准蓝牙发射器和存在多径干扰的视距信道的便携式接收机之间的距离。

2 接收信号强度指示器(RSSI)定位测量

在蓝牙装置中, 接收信号强度指示器(RSSI)数值通常用于使发射功率最小化,以接收到满意的信噪比的信号。在本系统中反馈系统停止工作,发射机(发射功率PTX)和接收机之间距离能通过使用RSSI测量装置和一个无线电传播模型计算得出。

该方法非常适用于室内定位系统。而 其它 室内无线定位技术都不适用,如到达角度(AOA)法,到达时间(TOA)法,和到达时差(TDOA)法。第一种:AOA法,要求有一个特殊天线阵列用于测量接收信号的角度,成本高昂而且仅适用于专用系统。使用扫描技术要求系统有精确的时钟。便携式设备时钟精确度为1μs,但1m的定位误差要求时钟精确度应达到3ns。

这里使用的无线电波传播模型,其公式如下:

PRX=PTX+GTX+GRX+20log(c/4лf)-10n�(d)(1)

= PTX+GTX+�(d)(2)

其中:PRX是接收功率;PTX是发射功率(dB);GRX和GTX是天线增益(dBi);c是光速();f是中心频率();n是衰减因素(在自由空间为2);d是发射器和接收器之间的距离(m)。

蓝牙系统中使用RSSI直接测量接收功率,由一个内置微处理器将数据 报告 数字指示器。使用该装置,RSSI和接收功率之间的关系曲线如图1。

图1 RSSI与接收功率PRX 关系曲线

分析图1,可以得到RSSI和接收功率PRX关系如下:

PRX =-40dBm+RSSI, RSSI>0dB

-60dBm PRX≤-60dBm+RSSI,0>RSSI>-10dB

PRX≤-62dBm,RSSI=-10dB

因此,基准发射器和便携式接收机之间的距离d满足下列公式:

d=10[( +G)/10n](4)

这里,PRX是测得的RSSI值经过公式(3)计算得出,总天线增益G= GTX+GRX

3 系统构成

该定位系统使用商业化的蓝牙开发套件构成。以个人电脑PC作为蓝牙主机,控制蓝牙模块,如图2所示。

定位应用在射频指令行接口(RFCLI)上完成,指令行起到容许用户控制和接入各种蓝牙软件层的作用。软件层分为主计算机界面(HCI)和蓝牙装置。主机通过通用异步接收/发射(UART)进行有线连接控制。板上的UART(HCI硬件接口)控制基带和射频层。

图2 主机和蓝牙装置之间硬件连接

一个基准发射器与便携式接收机进行通讯联系。首先应禁止蓝牙芯片对功率的控制功能。这样做将阻止两设备交换功率控制信息而保持接收功率在其限定范围内(将导致RSSI读值结果为0)。

测量在两种不同环境条件下进行:

无回声室测量。

在无回声室的测量中,确定天线增益G。测量装置设计模拟自由空间环境,频率范围为2~40GHz,衰减因素n=,多径干扰可忽略。天线放置高度为,天线之间最大距离3m。

天线增益G见公式(4),因为其他变量已知,通过计算确定G的平均值是。

办公环境测量

在办公室环境中,使用两试验基准线进行RSSI测量,距离增量为

图3 测量布置图

办公室内存在金属反射波,产生多路干扰。桌椅同样含有金属零部件。

在基线1,天线放置高度恒定为。在基线2,天线放置高度恒定为。初步测量显示,设备放置距离地板高度不同,对测量数据有一点影响。

两天线放置在固定的方向和高度,两者在视距范围内,按分段。利用射频通信(RFCOMM)协议产生一双工无线链路。使用频谱分析仪进行校准11个不同的发射功率:+,+,,,,,,,,和。

针对以上11个报告的基准发射功率,便携式接收机读出相对应的RSSI数值。 假如RSSI值非0,每个均测量20次RSSI值, 记录RSSI平均值。这些测量数据,每个均有一个随机载频,频率范围分布在蓝牙带宽(―)之间。假如RSSI数值为0,无接收数据记录,选择不同的发射功率。所有11个发射功率均应进行试验。

分段距离每次递增,至最大值。

对应11个接收的RSSI值,PRxi在每个分段距离均优化到最大发射功率,PTx1=。实际发射功率和最大发射功率之间的差异值Pdiff=(PTx1一PTxi)(dB),信道与功率呈线性关系,所以通过增加Pdiff将接收到的RSSI值RRxi优化到一恒定发射功率上。

RRxi=PTxi+ Pdiff=PRxi+(PTX1-PTxi)(5)

使用公式(3)和(5)得出:

-40+RSSIi+(PTX1-PTxi), RSSIi > 0dB

RRxi= -60+RSSIi+(PTX1-PTxi),RSSIi�0dB,(6)

数据为空,RSSIi = 0dB 或RSSIi =-10dB

对于接收功率指示器,RRX对应非0时的RSSI数据,由下式给定

11

RRX= 1/x∑RRxi (7)

i=1

图4 接收功率RRX 与距离d关系曲线

(标准化发射功率=)

4 结果

接收功率和距离

优化后的接收功率数值RRX对应相应分段距

离d,d是基准发射器和便携式接收器之间的距离。基线1和2在办公环境的测量结果如图4。

图4显示了多径衰减的影响结果,两测量曲线的振幅均随距离增加而减少。而基线1和2位于办公室的不同位置,测量定位的衰减干扰是不同的。

通过传播模型预测RRx的理论数值,其中PTx=, n=2,G= dBi。

距离d的平均绝对误差{公式(4)计算,PTx=, n=2,G= dBi},对于实际距离和标准偏差如下。

表1 绝对误差和标准偏差

基线1 基线2

平均绝对误差 (m)

标准偏差 (m)

讨论

基于RSSI的蓝牙定位系统测量精度取决以下三因素:

精确的接收功率指示器

蓝牙规格中定义的RSSI值不是专门设计用于测量接收功率(dB)。而RRX作为接收功率指示,可用于距离估算。接收功率测量误差通过利用多路的、优化的发射功率求平均值进行最小化。

在传播模型中正确选择衰减因素和天线增益G。

线性调节分析用于决定衰减因素n和天线增益G,(n=,G=)。这些校正过的数据用在传播模型中,位置精确度将提高约10%。

减小多径干涉的影响

接收功率和距离关系曲线(见图4),显示两测量设备测试值对理论值的波动和偏差。该图显示了进行时域、频率和发射功率平均后的测量结果。

5 结论

在视距(LOS)无线传播模型中,利用一个简单单元,通过禁止蓝牙(自动)传播功率控制的功能,实现蓝牙接收信号强度指示器RSSI值应用于定位测量。

该技术表明可降低平均绝对定位误差到。这适合于大多室内定位服务。不过,需要注意的是,在强烈的多径干扰下,定位误差仍然存在。绝对位置估算需要平均一系列接近的空间位置以增加可信度。

将来工作可能包括在非LOS条件下完成评价系统。利用三角测量可给出在二维平面上的精确定位信息。

参考文献

[1] A. Harder, L. Song and Y. Wang, Towards an indoor location system using RF singnal strengh in ,(April 2005).

[2] Sheng Zhou and John Pollard, Position Measurement Using Bluetooth in IEEE0098/3036/06,(May 2006).

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智能蓝牙夜灯毕业论文

人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就,在许多领域有着广泛的应用。以下是我整理的人工智能的毕业论文范文的相关资料,欢迎阅读!

摘要:人工智能是20世纪计算机科学发展的重大成就,在许多领域有着广泛的应用。论述了人工智能的定义,分析了目前在管理、教育、工程、技术、等领域的应用,总结了人工智能研究现状,分析了其发展方向。

关键词:人工智能;计算机科学;发展方向

中图分类号:TP18

文献标识码:A

文章编号:1672-8198(2009)13-0248-02

1人工智能的定义

人工智能(Artificial Intelligence,AI),是一门综合了计算机科学、生理学、哲学的交叉学科。“人工智能”一词最初是在1956年美国计算机协会组织的达特莫斯(Dartmouth)学会上提出的。自那以后,研究者们发展了众多理论和原理,人工智能的概念也随之扩展。由于智能概念的不确定,人工智能的概念一直没有一个统一的标准。著名的美国斯坦福大学人工智能研究中心尼尔逊教授对人工智能下了这样一个定义“人工智能是关于知识的学科――怎样表示知识以及怎样获得知识并使用知识的科学。”而美国麻省理工学院的温斯顿教授认为“人工智能就是研究如何使计算机去做过去只有人才能做的智能工作。”童天湘在《从“人机大战”到人机共生》中这样定义人工智能:“虽然现在的机器不能思维也没有“直觉的方程式”,但可以把人处理问题的方式编入智能程序,是不能思维的机器也有智能,使机器能做那些需要人的智能才能做的事,也就是人工智能。”诸如此类的定义基本都反映了人工智能学科的基本思想和基本内容。即人工智能是研究人类智能活动的规律,构造具有一定智能的人工系统,研究如何让计算机去完成以往需要人的智力才能胜任的工作,也就是研究如何应用计算机的软硬件来模拟人类某些智能行为的基本理论、方法和技术。

2人工智能的应用领域

人工智能在管理及教学系统中的应用

人工智能在企业管理中的应用。刘玉然在《谈谈人工智能在企业管理中的应用》一文中提到把人工智能应用于企业管理中,认为要做的工作就是搞清楚人的智能和人工智能的关系,了解人工智能的外延和内涵,搭建人工智能的应用平台,搞好企业智能化软件的开发工作,这样,人工智能就能在企业决策中起到关键的作用。

人工智能在智能教学系统中的应用。焦加麟,徐良贤,戴克昌(2003)在总结国际上相关研究成果的基础上,结合其在开发智能多媒体汉德语言教学系统《二十一世纪汉语》的过程中累积的实践经验,介绍了智能教学系统的历史、结构和主要技术,着重讨论了人工智能技术与方法在其中的应用,并指出了当今这个领域上存在的一些问题。

人工智能专家系统在工程领域的应用

人工智能专家系统在医学中的应用。国外最早将人工智能应用于医疗诊断的是MYCIN专家系统。1982年,美国Pittsburgh大学Miller发表了著名的作为内科医生咨询的Internist 2I内科计算机辅助诊断系统的研究成果,1977年改进为Internist 2Ⅱ,经过改进后成为现在的CAU-CEUS,1991年美国哈佛医学院Barnett等开发的DEX-PLAIN,包含有2200种疾病和8000种症状。我国研制基于人工智能的专家系统始于上世纪70年代末,但是发展很快。早期的有北京中医学院研制成“关幼波肝炎医疗专家系统”,它是模拟著名老中医关幼波大夫对肝病诊治的程序。上世纪80年代初,福建中医学院与福建计算机中心研制的林如高骨伤计算机诊疗系统。其他如厦门大学、重庆大学、河南医科大学、长春大学等高等院校和其他研究机构开发了基于人工智能的医学计算机专家系统,并成功应用于临床。

人工智能在矿业中的应用。与矿业有关的第一个人工智能专家系统是1978年美国斯坦福国际研究所的矿藏勘探和评价专家系统PROSPECTOR,用于勘探评价、区域资源估值和钻井井位选择等。20世纪80年代以来,美国矿山局匹兹堡研究中心与其它单位合作开发了预防煤矿巷道底臌、瓦斯治理和煤尘控制的专家系统;弗尼吉亚理工学院及州立大学研制了模拟连续开采过程中开采、装载、运输、顶板锚固和设备检查专家系统Consim;阿拉斯加大学编写了地下煤矿采矿方法选择专家系统。

人工智能在技术研究中的应用

人工智能在超声无损检测中的应用。在超声无损检测(NDT)与无损评价(NDE)领域中,目前主要广泛采用专家系统方法对超声损伤(UT)中缺陷的性质,形状和大小进行判断和归类;专家在传统超声无损检测与智能超声无损检测之间架起了一座桥梁,它能把一般的探伤人员变成技术熟练。经验丰富的专家。所以在实际应用中这种智能超声无损检测有很大的价值。

人工智能在电子技术方面的应用。沈显庆认为可以把人工智能和仿真技术相结合,以单片机硬件电路为专家系统的知识来源,建立单片机硬件配置专家系统,进行故障诊断,以提高纠错能力。人工智能技术也被引入到了计算机网络领域,计算机网络安全管理的常用技术是防火墙技术,而防火墙的核心部分就是入侵检测技术。随着网络的迅速发展,各种入侵手段也在层出不穷,单凭传统的防范手段已远远不能满足现实的需要,把人工智能技术应用到网络安全管理领域,大大提高了它的安全性。马秀荣等在《简述人工智能技术在网络安全管理中的应用》一文中具体介绍了如何把人工智能技术应用于计算机网络安全管理中,起到了很好的安全防范作用。

3人工智能的发展方向

人工智能的发展现状

国外发展现状。目前,AI技术在美国、欧洲和日本发展很快。在AI技术领域十分活跃的IBM公司。已经为加州劳伦斯・利佛摩尔国家实验室制造了号称具有人脑的千分之一的智力能力的“ASCII White”电脑,而且正在开发的更为强大的新超级电脑――“蓝色牛仔(blue jean)”,据其研究主任保罗・霍恩称,预计“蓝色牛仔”的智力水平将大致与人脑相当。麻省理工学院的AI实验室进行一个的代号为cog的项目。cog计划意图赋予机器人以人类的行为,该实验的一个项目是让机器人捕捉眼睛的移动和面部表情,另一个项目是让机器人抓住从它眼前经过的东西,还有一个项目则是让机器人学会聆听音乐的节奏并将其在鼓上演奏出来。由于人工智能有着广大的发展前景,巨大的发展市场被各国和各公司所看好。除了IBM等公司继续在AI技术上大量投入,以保证其领先地位外,其他公司在人工智能的分支研究方面,也保持着一定的投入比例。微软公司总裁比尔・盖茨在美国华盛顿召开的AI(人工智能)国际会议上进行了主题演讲,称微软研究院目前正致力于AI的基础技术与应用技术的研究,其对象包括自我决定、表达知识与信息、信息检索、机械学习、数据采集、自然语言、语音笔迹识别等。

我国人工智能的研究现状。很长一段时间以来,机械

和自动控制专家们都把研制具有人的行为特征的类人性机器人作为奋斗目标。中国国际科技大学在国家863计划和自然科学基金支持下,一直从事两足步行机器人、类人性机器人的研究开发,在1990年成功研制出我国第一台两足步行机器人的基础上,经过科研10年攻关,于2000年11月,又成功研制成我国第一台类人性机器人。它有人一样的身躯、四肢、头颈、眼睛,并具备了一定的语言功能。它的行走频率从过去的每六秒一步,加快到每秒两步;从只能平静地静态不行,到能快速自如的动态步行;从只能在已知的环境中步行,到可在小偏差、不确定环境中行走,取得了机器人神经网络系统、生理视觉系统、双手协调系统、手指控制系统等多项重大研究成果。

人工智能发展方向

在信息检索中的应用。人工智能在网络信息检索中的应用,主要表现在:①如何利用计算机软硬件系统模仿、延伸与扩展人类智能的理论、方法和技术,包括机器感知、机器思维、机器行为,即知识获取、知识处理、知识利用的过程。②由于网络知识信息既包括规律性的知识,如一般原理概念,也包括大量的经验知识,这些知识不可避免地带有模糊性、随机性、不可靠性等不确定性因素,对其进行推理,需要利用人工智能的研究成果。

基于专家系统的入侵检测方法。入侵检测中的专家系统是网络安全专家对可疑行为的分析后得到的一套推理规则。一个基于规则的专家系统能够在专家的指导下,随着经验的积累而利用自学习能力进行规则的扩充和修正,专家系统对历史记录的依赖性相对于统计方法较小,因此适应性较强,可以较灵活地适应广普的安全策略和检测要求。这是人工智能发展的一个主要方向。

人工智能在机器人中的应用。机器人足球系统是目前进行人工智能体系统研究的热点,其即高科技和娱乐性于一体的特点吸引了国内外大批学者的兴趣。决策系统主要解决机器人足球比赛过程中机器人之间的协作和机器人运动规划问题,在机器人足球系统设计中需要将人工智能中的决策树、神经网络、遗传学的等算法综合运用,随着人工智能理论的进一步发展,将使机器人足球有长足的发展。

4结语

由上述的讨论我们可以看到,目前人工智能的应用领域相当广泛。无论是学术界还是应用领域对人工智能都高度重视。人工智能良好的发展和应用前景,要求我们必须加大研究和投入力度,以使人工智能的发展能为人类服务。

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蓝牙是一种无线技术标准,可实现固定设备、移动设备和楼宇个人域网之间的短距离数据交换。下面我给大家分享一些大学生蓝牙科技论文,大家快来跟我一起欣赏吧。

蓝牙定位测量

[摘要] 该文描述了一种基于蓝牙的无线室内定位测量系统。一般蓝牙工作使用接收信号强度指示器(RSSI),进行自动发射功率控制以保证稳定的信噪比。取消反馈系统,并应用RSSI产生一系列新的测试 方法 。系统使用安装在一个单元内的视距无线传播模型,测算基准发射器和便携式接收机之间的距离。该系统设计、运行和测试结果证实, 在存在多径干扰条件下,测量范围平均绝对误差可以达到。

[关键词] 蓝牙 定位测量 RSSI

1 简述

精确度大约1m的蓝牙室内定位测量将有助于扩大新的定位服务(LBS)范围。这些服务包括医用定位服务,具有无线传感器的计算机网络,移动数据探测和跟踪系统,用于安全用途的室内电子地图和具有定位识别的智能装置。

室内定位测量需要发展新技术设备。全球定位系统(GPS)要求视距内有4颗卫星以保证精确3-D定位,因此无法室内应用。无绳电话定位系统精确度只有大约100m。室内短距离(10米半径)内,无线电单元可用于测量位置,基于单元识别,但要求安装许多固定、均距的单元以覆盖给定区域。

蓝牙室内定位测量系统工作描述:在一个室内无线电单元内进行接收功率测量,它常用于跟踪固定基准蓝牙发射器和存在多径干扰的视距信道的便携式接收机之间的距离。

2 接收信号强度指示器(RSSI)定位测量

在蓝牙装置中, 接收信号强度指示器(RSSI)数值通常用于使发射功率最小化,以接收到满意的信噪比的信号。在本系统中反馈系统停止工作,发射机(发射功率PTX)和接收机之间距离能通过使用RSSI测量装置和一个无线电传播模型计算得出。

该方法非常适用于室内定位系统。而 其它 室内无线定位技术都不适用,如到达角度(AOA)法,到达时间(TOA)法,和到达时差(TDOA)法。第一种:AOA法,要求有一个特殊天线阵列用于测量接收信号的角度,成本高昂而且仅适用于专用系统。使用扫描技术要求系统有精确的时钟。便携式设备时钟精确度为1μs,但1m的定位误差要求时钟精确度应达到3ns。

这里使用的无线电波传播模型,其公式如下:

PRX=PTX+GTX+GRX+20log(c/4лf)-10n�(d)(1)

= PTX+GTX+�(d)(2)

其中:PRX是接收功率;PTX是发射功率(dB);GRX和GTX是天线增益(dBi);c是光速();f是中心频率();n是衰减因素(在自由空间为2);d是发射器和接收器之间的距离(m)。

蓝牙系统中使用RSSI直接测量接收功率,由一个内置微处理器将数据 报告 数字指示器。使用该装置,RSSI和接收功率之间的关系曲线如图1。

图1 RSSI与接收功率PRX 关系曲线

分析图1,可以得到RSSI和接收功率PRX关系如下:

PRX =-40dBm+RSSI, RSSI>0dB

-60dBm PRX≤-60dBm+RSSI,0>RSSI>-10dB

PRX≤-62dBm,RSSI=-10dB

因此,基准发射器和便携式接收机之间的距离d满足下列公式:

d=10[( +G)/10n](4)

这里,PRX是测得的RSSI值经过公式(3)计算得出,总天线增益G= GTX+GRX

3 系统构成

该定位系统使用商业化的蓝牙开发套件构成。以个人电脑PC作为蓝牙主机,控制蓝牙模块,如图2所示。

定位应用在射频指令行接口(RFCLI)上完成,指令行起到容许用户控制和接入各种蓝牙软件层的作用。软件层分为主计算机界面(HCI)和蓝牙装置。主机通过通用异步接收/发射(UART)进行有线连接控制。板上的UART(HCI硬件接口)控制基带和射频层。

图2 主机和蓝牙装置之间硬件连接

一个基准发射器与便携式接收机进行通讯联系。首先应禁止蓝牙芯片对功率的控制功能。这样做将阻止两设备交换功率控制信息而保持接收功率在其限定范围内(将导致RSSI读值结果为0)。

测量在两种不同环境条件下进行:

无回声室测量。

在无回声室的测量中,确定天线增益G。测量装置设计模拟自由空间环境,频率范围为2~40GHz,衰减因素n=,多径干扰可忽略。天线放置高度为,天线之间最大距离3m。

天线增益G见公式(4),因为其他变量已知,通过计算确定G的平均值是。

办公环境测量

在办公室环境中,使用两试验基准线进行RSSI测量,距离增量为

图3 测量布置图

办公室内存在金属反射波,产生多路干扰。桌椅同样含有金属零部件。

在基线1,天线放置高度恒定为。在基线2,天线放置高度恒定为。初步测量显示,设备放置距离地板高度不同,对测量数据有一点影响。

两天线放置在固定的方向和高度,两者在视距范围内,按分段。利用射频通信(RFCOMM)协议产生一双工无线链路。使用频谱分析仪进行校准11个不同的发射功率:+,+,,,,,,,,和。

针对以上11个报告的基准发射功率,便携式接收机读出相对应的RSSI数值。 假如RSSI值非0,每个均测量20次RSSI值, 记录RSSI平均值。这些测量数据,每个均有一个随机载频,频率范围分布在蓝牙带宽(―)之间。假如RSSI数值为0,无接收数据记录,选择不同的发射功率。所有11个发射功率均应进行试验。

分段距离每次递增,至最大值。

对应11个接收的RSSI值,PRxi在每个分段距离均优化到最大发射功率,PTx1=。实际发射功率和最大发射功率之间的差异值Pdiff=(PTx1一PTxi)(dB),信道与功率呈线性关系,所以通过增加Pdiff将接收到的RSSI值RRxi优化到一恒定发射功率上。

RRxi=PTxi+ Pdiff=PRxi+(PTX1-PTxi)(5)

使用公式(3)和(5)得出:

-40+RSSIi+(PTX1-PTxi), RSSIi > 0dB

RRxi= -60+RSSIi+(PTX1-PTxi),RSSIi�0dB,(6)

数据为空,RSSIi = 0dB 或RSSIi =-10dB

对于接收功率指示器,RRX对应非0时的RSSI数据,由下式给定

11

RRX= 1/x∑RRxi (7)

i=1

图4 接收功率RRX 与距离d关系曲线

(标准化发射功率=)

4 结果

接收功率和距离

优化后的接收功率数值RRX对应相应分段距

离d,d是基准发射器和便携式接收器之间的距离。基线1和2在办公环境的测量结果如图4。

图4显示了多径衰减的影响结果,两测量曲线的振幅均随距离增加而减少。而基线1和2位于办公室的不同位置,测量定位的衰减干扰是不同的。

通过传播模型预测RRx的理论数值,其中PTx=, n=2,G= dBi。

距离d的平均绝对误差{公式(4)计算,PTx=, n=2,G= dBi},对于实际距离和标准偏差如下。

表1 绝对误差和标准偏差

基线1 基线2

平均绝对误差 (m)

标准偏差 (m)

讨论

基于RSSI的蓝牙定位系统测量精度取决以下三因素:

精确的接收功率指示器

蓝牙规格中定义的RSSI值不是专门设计用于测量接收功率(dB)。而RRX作为接收功率指示,可用于距离估算。接收功率测量误差通过利用多路的、优化的发射功率求平均值进行最小化。

在传播模型中正确选择衰减因素和天线增益G。

线性调节分析用于决定衰减因素n和天线增益G,(n=,G=)。这些校正过的数据用在传播模型中,位置精确度将提高约10%。

减小多径干涉的影响

接收功率和距离关系曲线(见图4),显示两测量设备测试值对理论值的波动和偏差。该图显示了进行时域、频率和发射功率平均后的测量结果。

5 结论

在视距(LOS)无线传播模型中,利用一个简单单元,通过禁止蓝牙(自动)传播功率控制的功能,实现蓝牙接收信号强度指示器RSSI值应用于定位测量。

该技术表明可降低平均绝对定位误差到。这适合于大多室内定位服务。不过,需要注意的是,在强烈的多径干扰下,定位误差仍然存在。绝对位置估算需要平均一系列接近的空间位置以增加可信度。

将来工作可能包括在非LOS条件下完成评价系统。利用三角测量可给出在二维平面上的精确定位信息。

参考文献

[1] A. Harder, L. Song and Y. Wang, Towards an indoor location system using RF singnal strengh in ,(April 2005).

[2] Sheng Zhou and John Pollard, Position Measurement Using Bluetooth in IEEE0098/3036/06,(May 2006).

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用PLC实现智能交通控制 1 引言 据不完全统计,目前我国城市里的十字路口交通系统大都采用定时来控制(不排除繁忙路段或高峰时段用交警来取代交通灯的情况),这样必然产生如下弊端:当某条路段的车流量很大时却要等待红灯,而此时另一条是空道或车流量相对少得多的道却长时间亮的是绿灯,这种多等少的尴尬现象是未对实际情况进行实时监控所造成的,不仅让司机乘客怨声载道,而且对人力和物力资源也是一种浪费。 智能控制交通系统是目前研究的方向,也已经取得不少成果,在少数几个先进国家已采用智能方式来控制交通信号,其中主要运用GPS全球定位系统等。出于便捷和效果的综合考虑,我们可用如下方案来控制交通路况:制作传感器探测车辆数量来控制交通灯的时长。具体如下:在入路口的各个方向附近的地下按要求埋设感应线圈,当汽车经过时就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少,即可检测出汽车的通过,并将这一信号转换为标准脉冲信号作为可编程控制器的控制输入,并用PLC计数,按一定控制规律自动调节红绿灯的时长。 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的最大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较全球定位系统而言成本更低。 2 车辆的存在与通过的检测 (1) 感应线圈(电感式传感器) 电感式传感器其主要部件是埋设在公路下十几厘米深处的环状绝缘电线(特别适合新铺道路,可用混凝土直接预埋,老路则需开挖再埋)。当有高频电流通过电感时,公路面上就会形成如图1(a)中虚线所形成的高频磁场。当汽车进入这一高频磁场区时,汽车就会产生涡流损耗,环状绝缘电线的电感开始减少。当汽车正好在该感应线圈的正上方时,该感应线圈的电感减到最小值。当汽车离开这高频磁场区时,该感应线圈电感逐渐复原到初始状态。由于电感变化该感应线圈中流动的高频电流的振幅(本论文所涉及的检测工作方式)和相位发生变化,因此,在环的始端连接上检测相位或振幅变化的检测器,就可得到汽车通过的电信号。若将环状绝缘电线作为振荡电路的一部分,则只要检测振荡频率的变化即可知道汽车的存在和通过。 电感式传感器的高频电流频率为60kHz,尺寸为 2×3m,电感约为100μH.这种传感器可检测的电感变化率在%以上[1,2]。 电感式传感器安装在公路下面,从交通安全和美观考虑, 它是理想的传感器。传感器最好选用防潮性能好的原材料。 (2) 电路 检测汽车存在的具体实现是在感应线圈的始端连接上检测电感电流变化的检测器, 并将之转化为标准脉冲电压输出。其具体电路图由三部分组成:信号源部分、检测部分、比较鉴别部分。原理框图如图2所示, 输出脉冲波形见图1(b)。 (3) 传感器的铺设 车辆计数是智能控制的关键,为防止车辆出现漏检的现象,环状绝缘电线在地下的铺设我们设采取在每个车行道上中的出口地(停车线处)以及在离出口地一定远的进口的地方各铺设一个相同的传感器,方案如图3(以典型的十子路口为例),同一股道上的两传感器相距的距离为该股道正常运行时所允许的最长停车车龙为好。 3用PLC实现智能交通灯控制 控制系统的组成 车辆的流量记数、交通灯的时长控制可由可编程控制器(PLC)来实现。当然,也可选用其他种类的计算机作为控制器。本例选用PLC作为控制器件是因为可编程控制器核心是一台计算机,它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有高可靠性丰富的输入/输出接口,并且具有较强的驱动能力;它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程;它采用模块化结构,编程简单,安装简单,维修方便[3]。 利用PLC,可使上述描叙的各传感器以及各道口的信号灯与之直接相连,非常方便可靠。 本设计例中,PLC选用FX2N-64,其输入端接收来自各个路口的车辆探测器测得的输出标准电脉冲,输出接十字路口的红绿信号交通灯。信号灯的选择:在本例中选用红、黄、绿发光二极管作为信号灯(箭头方向型)。 车流量的计量 车流量的计量有多种方式: (1) 每股行车道的车流量通过PLC分别统计。当车辆进入路口经过第一个传感器1(见图3)时,使统计数加1,经过第二个传感器2出路口时,使统计数减1,其差值为该股车道上车辆的滞留量(动态值),可以与其他道的值进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据。 (2) 先统计每股车道上车辆的滞留量,然后按大方向原则累加统计。如,将东西向的(见图3)左行、直行、右行道上的车辆的滞留量相加,再与其它的3个方向的车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据。 (3) 统计每股车道上车辆的滞留量后按通行最大化原则(不影响行车安全的多道相向行驶)累加统计。如,东、西相向的2个左行、直行、右行道上的车辆的滞留量全部相加,再与南北向的总车流量进行比较,据此作为调整红绿灯时长的依据(下面的例子就是按此种方式)。 以上计算判别全部由PLC完成。可以把以上不同计量判别方式编成不同的子程序,方便调用。 程序流程图 本例就上述所描述的车流量统计方式,就图3中的十字路口给出一例PLC自动调整红绿灯时长的程序流程图如图5所示,其行车顺序与现实生活中执行的一样[4],只是时间长短不一样。 (1) 当各路口的车辆滞留量达一定值溢满时(相当于比较严重的堵车),红绿灯切换采用现有的常规定时控制方式; (2) 当东、西向路口的车辆滞留量比南、北向路口的大时(反之亦然),该方向的通行时间=最小通行定时时间+自适应滞环比较增加的延时时间(是变化的),但不大于允许的最大通行时间。其中最小定时时间是为了避免红绿灯切换过快之弊;最大通行时间是为了保障公平性,不能让其它的车或行人过分久等。进一步的说明在后面的注释中。 (3) 自适应滞环比较(本例的核心控制规律)增加的时间的确定若东、西向车辆滞留量≥南、北向一个偏差量σ(如30辆车或其它值)时,先让东、西向的左转弯车左行15s(定时控制,值可改),再让直行车直行30s(直行时间的最小值,值可改)后再加一段延时保持,直至东、西向的车辆滞留量比南、北向的车辆滞留量还要少一个偏差量σ,才结束该方向的通行,切换到其它路上,否则一直延时继续通行下去,直至到达最大通行时间而强制切换。滞环特性如图6所示。实际应用时σ的值需整定,过小则导致红绿灯切换过频,过大又不能实现适时控制。 流程图注释 (1) 流程图中的15s、30s、75s等时间分别为交管部门定的车辆左转弯时间、直行最小时间、允许的最大通行时间;σ为车流量的偏差量。以上值及其4个路口车流量的满溢值均可在程序初始化中任意更改。 (2) 车辆左转弯是造成交通堵塞很重要的一个方面,应加以适当限制,故车辆左转弯始终采用最小定时控制,以减小系统的复杂程度,提高可靠性。 (3) 车辆通行的时间中包含绿、黄灯闪烁的时间,红、黄、绿各灯的切换与现用的方式相同,不再赘述。 (4) 人行道的红绿灯接线与现用的方式相同,其绿灯点亮的时刻与该方向车辆直行绿灯点亮的时刻同步一致,但要较车辆直行绿灯提前熄灭,采用定时控制,如绿灯定时亮18s。其目的是不让右转弯车辆过分受人行道灯的限制。若人车分流,右转弯车辆不受限制。较简单,流程图中略。 (5) 车流量的计量是不间断的,与控制呈并行关系,该系统属多任务处理,编程尤其应注意。 4 结束语 比较传统的定时交通灯控制与智能交通灯控制,可知后者的最大优点在于减缓滞流现象,也不会出现空道占时的情形,提高了公路交通通行率,较全球定位系统而言成本更低,特别适合繁忙的、未立交的交通路口,更适合于四个以上的路口,也可方便连网。 参考文献 [1] 黄继昌等. 传感器工作原理及应用实例[M]. 北京:人民邮电出版社,1998. [2 ]张万忠. 可编程控制器应用技术[M]. 北京:化学工业出版社,2001. [3] 英.索尔特. 道路交通分析与设计[M]. 张佐周等译. 北京:中国建筑工业出版社,1982. 不是很完整,您可以拿去做借鉴, 希望对您有帮助。

蓝牙智能控制系统毕业论文

蓝牙技术定义了便携式设备之间无线通信的的物理媒介和电子通信协议。蓝牙不仅仅是一种简单的无线连接,而是一整套关于在特定范围内,不同便携式设备之间互联并识别的协议。 SIG组织于1999年7月26日推出了蓝牙技术规范版本。蓝牙技术的系统结构分为三大部分:底层硬件模块、中间协议层和高层应用。 底层硬件部分包括无线跳频(RF)、基带(BB)和链路管理(LM)。无线跳频层通过无需授权的ISM频段的微波,实现数据位流的过滤和传输,本层协议主要定义了蓝牙收发器在此频带正常工作所需要满足的条件。基带负责跳频以及蓝牙数据和信息帧的传输。链路管理负责连接、建立和拆除链路并进行安全控制。 蓝牙技术结合了电路交换与分组交换的特点,可以进行异步数据通信,可以支持多达3个同时进行的同步话音信道,还可以使用一个信道同时传送异步数据和同步话音。每个话音信道支持64kb/秒的同步话音链路。异步信道可以支持一端最大速率为721kb/秒、另一端速率为秒的不对称连接,也可以支持秒的对称连接。 中间协议层包括逻辑链路控制和适应协议、服务发现协议、串口仿真协议和电话通信协议。逻辑链路控制和适应协议具有完成数据拆装、控制服务质量和复用协议的功能,该层协议是其它各层协议实现的基础。服务发现协议层为上层应用程序提供一种机制来发现网络中可用的服务及其特性。串口仿真协议层具有仿真9针RS232串口的功能。电话通信协议层则提供蓝牙设备间话音和数据的呼叫控制指令。 主机控制接口层(HCI)是蓝牙协议中软硬件之间的接口,它提供了一个调用基带、链路管理、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。蓝牙设备之间进行通信时,HCI以上的协议软件实体在主机上运行,而HCI以下的功能由蓝牙设备来完成,二者之间通过一个对两端透明的传输层进行交互。 在蓝牙协议栈的最上部是各种高层应用框架。其中较典型的有拨号网络、耳机、局域网访问、文件传输等,它们分别对应一种应用模式。各种应用程序可以通过各自对应的应用模式实现无线通信。拨号网络应用可通过仿真串口访问微微网(Piconet),数据设备也可由此接入传统的局域网;用户可以通过协议栈中的Audio(音频)层在手机和耳塞中实现音频流的无线传输;多台PC或笔记本电脑之间不需要任何连线,就能快速、灵活地进行文件传输和共享信息,多台设备也可由此实现同步操作。 总之,整个蓝牙协议结构简单,使用重传机制来保证链路的可靠性,在基带、链路管理和应用层中还可实行分级的多种安全机制,并且通过跳频技术可以消除网络环境中来自其它无线设备的干扰。 应用前景 蓝牙技术的应用范围相当广泛,可以广泛应用于局域网络中各类数据及语音设备,如PC、拨号网络、笔记本电脑、打印机、传真机、数码相机、移动电话和高品质耳机等,蓝牙的无线通讯方式将上述设备连成一个微微网(Piconet),多个微微网之间也可以进行互连接,从而实现各类设备之间随时随地进行通信。应用蓝牙技术的典型环境有无线办公环境、汽车工业、信息家电、医疗设备以及学校教育和工厂自动控制等。目前,蓝牙的初期产品已经问世,一些芯片厂商已经开始着手改进具有蓝牙功能的芯片。与此同时,一些颇具实力的软件公司或者推出自已的协议栈软件,或者与芯片厂商合作推出蓝牙技术实现的具体方案。尽管如此,蓝牙技术要真正普及开来还需要解决以下几个问题:首先要降低成本;其次要实现方便、实用,并真正给人们带来实惠和好处;第三要安全、稳定、可靠地进行工作;第四要尽快出台一个有权威的国际标准。一旦上述问题被解决,蓝牙将迅速改变人们的生活与工作方式,并大大提高人们的生活质量。

智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的应用方法论文

在平时的学习、工作中,大家都尝试过写论文吧,借助论文可以有效提高我们的写作水平。相信许多人会觉得论文很难写吧,下面是我为大家整理的智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的应用方法论文,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。

摘要:

传统且简单的机电设备运行动作的设计及执行过程并不需要智能控制技术的参与,但如果控制系统面对的对象无法应用具体的数学模型进行刻画,并且执行的动作也具有非线性特点,则此时的机电一体化控制系统需要完成的任务或者需要计算的数据将会激增,简单重复的动作无法满足设备运行要求。智能控制技术面向具有非确定性数学模型的机电一体化系统,在现代化的产品生产中越发重要,对产品生产效率以及生产质量的影响也比较关键。基于此,本文针对智能控制技术应用意义以及在机电一体化系统中的具体应用方法进行了进一步地分析。

关键词:

智能控制;机电一体化;系统设计;程序运行;技术联动;

引言:

机电一体化系统在实际的运行中需要机械传动系统以及电气系统的支持,并且内部的程序控制单元需要根据机械系统以及电气系统的实际运行内容进行程序层面的优化处理,促使机电一体化系统的运行过程可具备一定的自动化特性。这种自动化特性不仅表现在动作执行方式的自动化选择方面,也在于机电一体化系统可根据产品的特点或者生产环境的实际情况,对各项生产参数进行智能化的选择,并且具有较高的容错能力,进而可得到较好的产品加工质量。从智能控制系统的发展角度分析,现阶段,智能控制系统在机电一体化系统中的应用具有模型化的特点,虽然处理的问题可能无法用数学模型进行量化,但由于产品的加工过程和具体的加工环节相对固定,最终的加工目标也有一致性,促使智能控制技术可在模糊性算法的引导下,实现固定的、可重复的生产动作。

1、智能控制技术在机电一体化系统中应用的重要意义分析

可为机电一体化系统的.优化升级提供技术支持

机电一体化系统的出现时间相对较早,工程技术中的机电一体化系统的使用过程在早期依旧需要大量的人工参与,虽然技术人员的技术能力相对较高,可确保系统在运行阶段不会出现明显的问题,但由于系统运行对人力资源有一定的依赖性,促使人力资源成为了制约系统发展的关键因素,也导致机电一体化系统在现代化的工业生产中表现出了一定的滞后性。在智能控制技术的参与下,工作人员可在系统控制程序层面对机电一体化系统的底层逻辑进行优化,使用模糊运算逻辑、遗传算法以及神经算法等算法强化系统程序的功能,并可极大地提升系统的数据处理能力,这就为机电一体化系统的升级提供了有效的技术条件。在信息技术高度发展的时代,高速的网络传输技术以及计算机技术也为智能化技术与机电一体化系统的深度融合提供了契机,促使智能化控制技术可在工程技术领域出现适应性的改变,也成为了可彻底改变工业生产方式的基础技术,为机电一体化系统的未来发展提供了有力支持。

可为降低人力资源的消耗水平提供有效途径

在现代化的工业生产过程中,单纯劳动工作人员的应用比例有所缩减,这一方面与工业设计对人才的需求增加相关,另一方面也在于智能控制技术的广泛应用。在智能控制技术的应用过程中,工业生产单位可根据产品生产的一般要求,将智能控制技术与机电一体化系统结合起来,将系统的控制环节交付于智能化的运行系统,这样即可减少此层级的人力资源的应用水平。在此基础上,工业生产单位在创新产品以及优化产品生产线时,也可将智能化控制技术应用到生产线运行的全流程中,进而可有效提高产品的生产效率,并将产品的生产安全与系统的运行过程结合起来,使用智能控制技术进行联合控制,促使机电一体化系统的应用过程更具系统性。另外,在使用了智能控制技术之后,虽然对相关技术部门的要求提高了,但也减少了大部分工作人员的劳动量,这样即可将此部分劳动成本转移至企业产品的研发过程中,不仅可减少企业实际的运营成本,也更有利于工业生产企业的创新发展,对整个工业生产市场也有较好的刺激作用。

2、智能控制技术在机电一体化系统中的具体应用方法分析

控制器的局部智能控制应用分析

智能控制技术的应用范围具有差异性,一般可分为局部控制与全局控制,其中,局部控制往往针对工业生产的某一工艺环节,在机电一体化系统的支持下,主要应用的控制单元为PID控制器。在实际的加工生产过程中,局部智能控制具有更高的灵活性,工作人员在应用PID控制器时,首先,工作人员应明确PID控制器的控制对象,包括控制对象的参数特点以及加工要求等;其次,在此基础上,工作人员需要明确控制器的控制作用对机电一体化系统的实际影响以及相应的系统应用条件,换言之,智能PID控制器在实际的加工生产中能否发挥作用与机电一体化系统本身的运行性能和结构基础相关,为此,在决定使用局部智能控制技术之前,工作人员应做好机电一体化系统的准备工作,包括系统级别的结构调整等;再者,由于PID控制过程需要接受明确的激励信号,无论是被控制对象还是期间的比例关系,均需要结合具体的控制系统进行确定,为此,工作人员在应用智能PID控制技术时,应以产品的生产要求为基准,将机电一体化的系统优化工作与局部智能控制工作结合起来,突出技术应用的联动效应,提高局部智能控制技术的应用实效性。

强化反馈机制在全过程智能控制中的作用

反馈机制会直接影响智能控制技术的实际应用质量,并且由于机电一体化系统本身的功能特性,促使反馈机制也能在一定程度上确保系统运行的安全性,可为技术应用范围的扩展和深化提供有效支持。在应用全过程类型的智能化控制技术时,工作人员应在机电一体化系统中加入有效的反馈机制,这种反馈机制需要具备智能化的分析特性,包括可根据机电一体化系统的实际运行状态进行参数修正以及可在接收系统反馈信号后对机械传动单元的运行动作进行调整等。为此,首先,工作人员应使用合理的参数算法,一般而言,模糊数学或者神经网络算法较为常见,但此种算法对系统计算能力的要求相对较高,也具有比较明显的动态特性。此间,工作人员一定要注意选择参数合适的传感器,提高传感的反馈效果,为算法运行中数学模型的建立及时提供数据支持;其次,为了确保全过程智能化控制技术在机电一体化系统中发挥有效作用,工作人员应在使用此类智能控制技术之前对产品生产的工艺、生产过程中的故障进行合理的分析和调整,避免机电一体化系统的运行过程与智能化技术的应用目的之间出现冲突,影响智能化控制技术的预测性能和反馈效果。

故障诊断与电力系统的控制相结合

在机电一体化系统的运行过程中,电力系统如果出现问题,将会直接影响系统的整体运行效能,增加产品的生产成本和生产进度。现阶段,智能化控制技术已经可针对机电一体化系统中的电力系统进行针对性的故障分析和诊断,并且可依据系统中电力机组的运行要求,对电力系统的运行参数进行适当的自动化调整,以适应不同产品的生产加工需求。在应用智能化的故障诊断技术时,首先,工作人员需要明确电力系统中发电机组、变压器组以及电动机组的运行要求,如果机电一体化系统中并未涉及此类电力机组,则工作人员需要根据机电一体化系统中电力系统的实际运行要求,选择重点电力控制单元,部署故障诊断机制,促使智能化的故障诊断技术可与系统进行有效融合;其次,工作人员在应用智能化的故障诊断技术时,也应有成本控制意识,不能为了提高系统运行效率或者故障诊断效率盲目提高系统运行参数,以免超出故障诊断的范围,降低智能化故障诊断技术的应用有效性。

3、结语

总之,在应用智能化控制技术时,工作人员一定要明确机电一体化系统的实际运行要求,并且要考虑产品生产的效率和进度要求。一般而言,智能化控制技术的初期应用成本相对较高,但从长期的技术应用角度分析,在应用了智能化的控制技术之后,产品生产的效率和安全性均与所提升,也减少了产品生产中华人力资源的使用水平,从而可有效降低产品的生产成本,为机电一体化系统运行效能的提升以及相应的产品研发升级提供了有力支持。

参考文献

[1]卢雁智能控制及其在机电一体化系统中的应用[J]中国设备工程,2021(05):29-30.

[2]刘文君.智能控制在机电一体化系统中的应用研究[J]农业科技与信息,2021(02):121-122.

[3]邢朝旭机电一体化系统中智能控制的应用探究[J]科技经济导刊,2020,28(34):80-81.

[4]杜强.智能控制在矿山机电一体化系统中的应用[J].矿业装备,2020(06):156-157.

[5]刘永乐.智能控制在矿山机电一体化系统中的应用[J].中国金属通报,2020(10):57-58.

1.基本要求:(1)手机蓝牙控制小车要求支持蓝牙或以上版本;(2)手机应配备蓝牙模块,小车应配备蓝牙模块;(3)手机应具有蓝牙控制小车相关的应用程序;(4)小车应配备电机、驱动电路及编码器,并配备相应的传感器,以及运动控制系统;(5)手机与小车的蓝牙模块之间应当能够实现双向通信。2.成果形式:(1)基于手机蓝牙控制的小车能够实现前进、后退、左转、右转和停止等动作;(2)可以实现路径规划、路径跟踪、障碍物避免等功能;(3)可以实现实时距离感测,检测前方是否有障碍物;(4)可以实现手机蓝牙控制小车的位置追踪功能;(5)可以实现小车的遥控操作,远程控制小车运行。

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