气候观测综合计量检定技术业务管理系统设计与实现
这是一篇关于气象探测,计量检定,业务管理系统,MFC,Django的论文, 主要内容为由多单位协作承担的“气候观测综合计量检定系统”课题,采用多变量联合控制模拟大气环境的方法,研究气象仪器、传感器在模拟环境状态下的数据质量、检测技术手段、探测仪器及传感器的设计效果、计量检定业务管理等内容,建立科学合理的仪器评估方法,为国民经济和政治军事提供更加强有力的气象保障。本论文以该课题需求为依据,设计并实现计量检定业务管理系统。论文首先对研究背景和国内外发展现状作了介绍,其次介绍了系统开发所用到的技术,包括RS232协议,MFC框架,B/S架构,MySQL数据库等技术,然后对本系统的需求进行了详细分析,并据此完成系统设计。最后详细描述了数据采集系统和数据管理系统的实现。数据采集系统主要用于实现对气象传感器输出数据的自动化采集,并以标准化格式存储。数据管理系统围绕检定数据的业务需求,用于对传感器检定数据的管理,有系统管理、数据管理、公告管理等模块。数据采集系统基于MFC框架开发,上位机利用MSComm控件控制计算机与数据采集器Keithley2000通信,通过发送相应的SCPI命令,使采集器按要求完成数据的自动化采集。上位机获取采集数据后,对其进行处理并以标准化格式写入相应的文件中。数据管理系统基于Django框架开发,采用B/S三层架构,有利于系统的可维护性和可扩展性。以用户权限为基础,实现对检定数据的录入、查询、修改和删除等一系列数据管理功能。
多激光束调焦与准直系统的设计与实现
这是一篇关于激光,控制系统设计,MFC,AC算法,HASH表的论文, 主要内容为激光技术作为新兴的高新技术领域,以其定向发光、亮度极高、颜色极纯、能量极大等优点,在光、机、电、材料和检测等多门学科上都有着广泛的应用。受到现代科技水平发展的限制,便携可靠的高功率激光器还处在研发阶段,这给激光技术在某些领域的应用带来了一定的约束。一种可行的解决方法是叠加多束激光的能量,使功率提高一个数量级。本文研究多激光束调焦与准直系统的设计与实现,该系统提供一种可搭载多个激光器的物理框架,通过多个三维线性平台实现对多束激光光路的独立控制,达到激光准直和调焦的目的。本文着重描述上述系统的硬件实现、控制系统设计和软件实现,对于多平台协同控制领域具有一定的现实参考意义。首先,本文给出了多激光束调焦与准直系统的总体设计方案。针对系统要求的0.022mm的静态定位精度和0.11mm的动态跟踪误差,给出了系统硬件设计的需求;针对系统要求的50Hz的控制周期和调焦平台和准直平台的手动、自动控制要求,给出了软件总体方案和实现方法。其次,进行了系统硬件的选型和性能校验。根据系统的结构限制和性能要求,选择了由VP-25XA高精度线性平台和PM-012线性平台组合而成的三维线性平台作为准直平台的执行器,LAC320音圈电机作为调焦平台的执行器。通过参数校验,验证了执行器能够满足系统的静态和动态性能要求,保证了硬件选择的合理性和系统实现的可能性。再次,为了满足系统的位置跟踪要求,对LAC320音圈电机进行了控制系统设计。研究了速度环、位置环双闭环控制策略,设计了PID控制器,并分析了校正后的速度环和位置环的阶跃响应特性曲线,以及二者对固定信号的跟踪性能曲线。最后,设计了上位机软件。软件主体利用C++语言编写,利用xml语言进行关键信息存储,利用MFC类库实现界面绘制,利用libxml2.dll类库进行xml文件的操作。算法方面,利用了AC算法提高了数据解析的效率,并改进了存储空间利用率;利用基于HASH表的快速查表法减少了开环调焦功能的执行时间;利用爬山算法和二分法,实现了闭环调焦功能,并提高了其执行效率。实验证明,上位机功能全部实现,算法有效。本文侧重于给出一个比较完整的系统设计流程,叙述了系统关键部分的设计思路和详细设计方法,通过分块测试,验证了系统各部分设计的合理性。测试结果表明,本文开展的多激光束调焦与准直系统的方案设计研究,实现了多激光束的调焦与准直的功能,并达到了控制精度要求和控制周期要求,较好的满足了设计需求。
轮胎缺陷检测系统的研究与实现
这是一篇关于轮胎缺陷检测,图像处理,软件工程,MFC的论文, 主要内容为随着经济和社会的快速发展,轮胎工业在交通运输和生产制造领域中的基础地位越来越重要。严格控制轮胎出厂前的质量标准,在轮胎生产过程中就对轮胎进行缺陷检测,不仅保证了轮胎产品的安全性和可靠性,也为轮胎制造企业节约了后期次品再加工的成本。基于X光设备提供的实时子午线轮胎成像信号,利用数字图像处理技术能对轮胎的纹理缺陷进行全面的检测。在深入调研轮胎缺陷X光检测背景和国内外有关的缺陷检测系统的研发与应用情况后,结合图像特征检测算法设计与软件工程技术的研究,本课题研究的主要内容是设计与实现满足玲珑轮胎生产需求的功能完备、稳定高效的轮胎缺陷检测系统。系统的开发过程完全遵守软件工程领域的规范流程,从需求分析阶段到系统设计阶段,然后是算法的设计与实验阶段,最后是系统的编码实现阶段。总的来说,该系统的研究与实现需要良好的面向对象的程序架构设计和图像缺陷检测算法的应用。在解决方案设计方面,该系统基于CS模式将系统结构分为客户端和服务端进行设计,并按照接入层、服务层和数据层进行分层调用,满足多客户端进程同时发送请求和后台服务器进程集中检测的运行环境需要。通知响应消息模式和数据传输模型的设计保证了客户端与服务器之间稳健的网络通信。多线程机制的应用不仅提高了服务器进程的检测效率,而且增强了系统的稳定性。根据轮胎缺陷检测系统模块的设计方案,该系统从功能上分为五大模块,分别是核心框架模块、在线传输模块、图像检测模块、模式设定模块和结果分析模块,并给出了详细的工作流程设计和静态结构设计。在算法的设计与应用方面,由于轮胎图像缺陷检测算法在系统运行中的核心地位,本文重点介绍了图像特征检测算法的设计过程。通过对轮胎常见的缺陷特征进行分类,本文分别进行了基于纹理提取和纹理无关的图像检测算法的设计与实验,应用于胎侧帘线结构缺陷和胎冠裂纹缺陷等复杂的轮胎缺陷特征检测中。这些算法不仅在检测效果上满足了常见的轮胎缺陷特征识别的需要,而且在运行时间上符合系统实时性的设计目标。该系统是在Windows环境中完成实际的程序开发工作,并基于成熟的MFC框架进行系统主体框架的构建。系统部署上线后的实际运行结果表明,轮胎缺陷检测系统不仅能够检测出常见的纹理缺陷特征,而且长时间稳定运行提供在线检测服务,满足了轮胎制造企业工业生产环境中应用系统的运行要求。另外,该系统将一系列图像特征检测算法应用到轮胎纹理缺陷检测业务中,取得了很好的实践效果。因此,本课题的研究内容在系统研发和算法应用方面具有一定的参考意义。
基于机器视觉的流水线玻璃瓶封装质量检测系统
这是一篇关于机器视觉,串级PID,边缘检测,液位检测,瓶盖缺陷检测,MFC的论文, 主要内容为随着社会的日益发展,人们对食品安全的要求也越来越高。自动化饮品封装流水线上可能会出现质量不合格的产品,因此,饮品流水线封装质量检测的智能化升级开始成为一种发展趋势。传统的人工检测效率低、准确率差,现有的检测设备在某些特殊场景下的效果不佳。为进一步提高企业生产效率,本文设计了一款性价比较高、稳定性较强的玻璃瓶封装质量检测系统,实现了对无盖、歪盖、高盖等异常瓶盖状态的检测,并能够在液位波动或带气泡等特殊场景下稳定地识别液位状态。本文的主要研究内容如下:首先,设计了系统的总体架构和核心硬件。以需求分析为基础,确定系统的整体架构,选型了工业相机、工控机、光源等硬件。对系统的核心硬件进行了设计,实现了基于ARM的下位机辅助控制器、IO信号模块和基于电流与光强双闭环的LED控制器。其中双闭环LED控制器使用Buck变换电路,通过GB32微控制器,利用串级PID对LED的发光强度进行闭环控制,提高了系统经济性,解决了因LED结温变化导致发光强度不稳定的问题。其次,设计了一种基于加权灰度值的区域积分液位检测算法。针对生产线出现波动、浓稠饮品易产生气泡等情况导致的液位检测困难问题,该算法在整定后的灰度值加权系数的基础上,引入滑动窗口权重表思想,对ROI区域进行加权积分,并结合区域积分标准值输出液位检测结果。测试结果表明,在光照稳定情况下,算法精度较高,在液位波动或带气泡的状态下更稳定、综合性能较优。然后,设计了一种基于Canny和瓶身倾斜矫正技术的瓶盖检测算法。该算法使用Sobel算子计算瓶盖边缘特征点的梯度和方向,并使用非极大值抑制和双阈值策略算法对边缘进行细化和判定。通过角度离散化和瓶身倾斜矫正信息并结合优化后的相似性度量公式输出检测结果。针对生产线180度成像视野下瓶盖检测稳定性欠佳的问题,设计了360度图像采集系统。测试结果表明,算法效果较好。最后,设计了系统软件并完成了系统软硬件联调测试。采用MFC框架以及模块化的设计思路,实现了检测结果管理、实时图像显示、历史数据、下位机控制、产品管理、生产管理等软件模块。系统测试表明,本文设计的系统稳定性较强、精度较高,具有一定的理论意义和实用价值。
多激光束调焦与准直系统的设计与实现
这是一篇关于激光,控制系统设计,MFC,AC算法,HASH表的论文, 主要内容为激光技术作为新兴的高新技术领域,以其定向发光、亮度极高、颜色极纯、能量极大等优点,在光、机、电、材料和检测等多门学科上都有着广泛的应用。受到现代科技水平发展的限制,便携可靠的高功率激光器还处在研发阶段,这给激光技术在某些领域的应用带来了一定的约束。一种可行的解决方法是叠加多束激光的能量,使功率提高一个数量级。本文研究多激光束调焦与准直系统的设计与实现,该系统提供一种可搭载多个激光器的物理框架,通过多个三维线性平台实现对多束激光光路的独立控制,达到激光准直和调焦的目的。本文着重描述上述系统的硬件实现、控制系统设计和软件实现,对于多平台协同控制领域具有一定的现实参考意义。首先,本文给出了多激光束调焦与准直系统的总体设计方案。针对系统要求的0.022mm的静态定位精度和0.11mm的动态跟踪误差,给出了系统硬件设计的需求;针对系统要求的50Hz的控制周期和调焦平台和准直平台的手动、自动控制要求,给出了软件总体方案和实现方法。其次,进行了系统硬件的选型和性能校验。根据系统的结构限制和性能要求,选择了由VP-25XA高精度线性平台和PM-012线性平台组合而成的三维线性平台作为准直平台的执行器,LAC320音圈电机作为调焦平台的执行器。通过参数校验,验证了执行器能够满足系统的静态和动态性能要求,保证了硬件选择的合理性和系统实现的可能性。再次,为了满足系统的位置跟踪要求,对LAC320音圈电机进行了控制系统设计。研究了速度环、位置环双闭环控制策略,设计了PID控制器,并分析了校正后的速度环和位置环的阶跃响应特性曲线,以及二者对固定信号的跟踪性能曲线。最后,设计了上位机软件。软件主体利用C++语言编写,利用xml语言进行关键信息存储,利用MFC类库实现界面绘制,利用libxml2.dll类库进行xml文件的操作。算法方面,利用了AC算法提高了数据解析的效率,并改进了存储空间利用率;利用基于HASH表的快速查表法减少了开环调焦功能的执行时间;利用爬山算法和二分法,实现了闭环调焦功能,并提高了其执行效率。实验证明,上位机功能全部实现,算法有效。本文侧重于给出一个比较完整的系统设计流程,叙述了系统关键部分的设计思路和详细设计方法,通过分块测试,验证了系统各部分设计的合理性。测试结果表明,本文开展的多激光束调焦与准直系统的方案设计研究,实现了多激光束的调焦与准直的功能,并达到了控制精度要求和控制周期要求,较好的满足了设计需求。
基于C/S模式的PLC远程监控软件的设计与开发
这是一篇关于PLC设备,远程监控,MFC,TCP/IP,多线程,虚拟串口的论文, 主要内容为随着PLC产品研究的深入,PLC的应用范围已从传统简单的工业控制领域扩大到过程控制、集散控制和运动控制以及数字控制的范畴。PLC设备的高使用率和其应用环境的广泛性与复杂性形成的矛盾,正在不断促使PLC设备向远程监控的方向发展。但是目前PLC设备的监控软件多为现场监控或企业内部监控,其实时性较差,可移植性较低,监控应用范围不够广阔。为了保证PLC设备稳定安全地运行,提高设备故障高效决策及调试的能力,降低故障带来的影响和风险,设计开发一款可靠稳定、性能完善PLC远程监控软件具有极其重要的意义。本文结合目前的计算机技术、网络和串口通讯技术,设计和开发了PLC设备远程监控软件,顺应了设备厂商和使用客户对设备监控的需求。本文首先从课题的研究背景及意义进行讨论,介绍了PLC设备和远程监控技术在国内外的研究现状,明确本课题的研究内容和方向。接着,本文从远程监控软件的系统组成和工作原理出发,分析了软件的功能性和非功能性需求,并依据此设计出PLC监控软件的总体架构,给出了监控软件的通讯方案和开发环境。本远程监控软件基于C/S三层结构设计,包括服务器和客户端两部分。在具体实现过程中,首先详细介绍了服务器软件总体设计与开发的过程。服务器由数据库和应用服务器组成,对于数据库,基于用户需求,根据数据库的概念结构和逻辑结构设计了相关实体表、存储过程和性能优化策略,并详细介绍数据库事务处理流程；对于应用服务器,从功能上划分为面向数据库和客户端的数据管理服务器,以及面向PLC设备、客户端和数据库的设备监控服务器。依据单一职责原则将服务器划分为监听模块、透传模块和数据库事务处理模块,提出了基于多线程和线程池技术的通信方案。客户端软件基于MFC编程、网络通讯、虚拟串口等技术进行设计,从结构上可以分为用户界面层、数据处理层和网络通讯层。网络通讯层应用Socket套接字实现与服务器的TCP/IP异步通信,基于多线程技术进行收发数据；数据处理层与网络通讯层交互,是用户界面功能的逻辑实现部分；用户界面层重点讨论了信息管理、数据监控和程序监控模块的开发实现。为了验证PLC远程监控软件是否满足各项设计指标,本文对远程监控系统进行了通信、功能和兼容性等类型的测试,测试结果显示软件运行稳定可靠,达到了预期的要求。
带有模型参数提取的电池管理系统监控平台的设计
这是一篇关于电池管理系统,参数提取,CAN总线,MFC的论文, 主要内容为高速发展的汽车工业已经引发了全球范围内的严重能源和环境问题。日益严格的排放和燃料效率标准促进了安全、清洁、高效的新能源汽车的发展。作为“十五”期间电动汽车“三纵三横”发展布局中的重要一环,电池管理系统的理论和技术研究已成为电动汽车研究的一大热点。本文的研究集中在电池管理系统的相关技术上,主要工作包括如下几个方面: 分析了估算SOC常用的安时计量法和等效电动势法的优缺点,基于本课题组采用的将两种方法相结合的并联加权反馈算法,设计一种基于二维动态参数模型的并联加权反馈算法,分析了模型中参数提取的方法。 为了实现所提出的二维动态参数模型SOC算法,设计了一套电池管理系统及其监控平台,电池管理系统部分包括SOC计算模块、通讯协议模块、参数存取EEPROM模块和安全管理模块,用于计算电池SOC、向监控平台发送电池状态和接收监控平台下传参数;监控平台部分包括信息显示模块、绘图模块、数据库模块、通讯模块,针对模型参数提取设计了一个参数提取模块,详细介绍了其实现方法,用于对电池管理系统中所用到的二维动态模型进行参数提取。 在监控平台下进行标准充放电实验,根据实验结果提取二维动态参数,采用基于二维动态参数模型的并联加权反馈算法估算SOC,将实验结果与采用传统并联加权算法相比,结果表明本文提出的基于二维动态参数模型的并联加权反馈算法估算SOC的精度显著提高,是一种切实可行的新型SOC估算算法。
带有模型参数提取的电池管理系统监控平台的设计
这是一篇关于电池管理系统,参数提取,CAN总线,MFC的论文, 主要内容为高速发展的汽车工业已经引发了全球范围内的严重能源和环境问题。日益严格的排放和燃料效率标准促进了安全、清洁、高效的新能源汽车的发展。作为“十五”期间电动汽车“三纵三横”发展布局中的重要一环,电池管理系统的理论和技术研究已成为电动汽车研究的一大热点。本文的研究集中在电池管理系统的相关技术上,主要工作包括如下几个方面: 分析了估算SOC常用的安时计量法和等效电动势法的优缺点,基于本课题组采用的将两种方法相结合的并联加权反馈算法,设计一种基于二维动态参数模型的并联加权反馈算法,分析了模型中参数提取的方法。 为了实现所提出的二维动态参数模型SOC算法,设计了一套电池管理系统及其监控平台,电池管理系统部分包括SOC计算模块、通讯协议模块、参数存取EEPROM模块和安全管理模块,用于计算电池SOC、向监控平台发送电池状态和接收监控平台下传参数;监控平台部分包括信息显示模块、绘图模块、数据库模块、通讯模块,针对模型参数提取设计了一个参数提取模块,详细介绍了其实现方法,用于对电池管理系统中所用到的二维动态模型进行参数提取。 在监控平台下进行标准充放电实验,根据实验结果提取二维动态参数,采用基于二维动态参数模型的并联加权反馈算法估算SOC,将实验结果与采用传统并联加权算法相比,结果表明本文提出的基于二维动态参数模型的并联加权反馈算法估算SOC的精度显著提高,是一种切实可行的新型SOC估算算法。
基于Internet的远程视频实训系统的研究与开发
这是一篇关于远程视频实训系统,C/S&B/S,MFC,SSH框架的论文, 主要内容为迅速发展的信息技术为课堂教学提供了新的方法和新的手段,各种多媒体教学设备纷纷涌现课堂。然而,大中专院校的实训环节仍然采用传统的实训方式,该方式存在实习基地数量和实习时间不足,实习费用高昂,实习过程组织安排困难,管理难度大以及实习考核不规范,难以保证实习质量等问题,随着高校招生规模的不断扩大,传统的实训模式与日益增长的实训需要之间的矛盾更加突出。因此,探索方便、有效的新型的实训方法具有重大的应用价值和现实意义。 由于图像是人类视觉中最直观感知外部客观事物的方式,且在人类的全部感觉信息中,视觉信息占80%以上,使基于视频形式的实训方式成为解决传统实训方式不足的重要手段。本文依托重庆交通大学远程视频实验室,利用杭州海康威视公司提供的SDK,设计和开发了远程视频实训系统。首先,分析了视频实训教学模式,并对视频实训教学进行了需求分析,为远程视频实训系统的系统分析和设计奠定了基础。接着对构建远程视频实训系统相关的视频技术和平台开发技术进行了分析和研究。主要的音视频编解码技术标准有MPEG系列和H.26X系列,并进行了分析,确定了码流自适应的方案。在对C/S架构和B/S架构的比较分析的基础上,综合C/S和B/S架构优点,采用C/S和B/S混合的架构。并介绍实现C/S架构的MFC技术,实现B/S架构的SSH框架。然后,对系统进行物理结构、逻辑机构和功能结构设计。在总体设计完成后,最后进行了主要功能模块的详细设计和实现,包括登录模块、视频点播模块、考核模块等。并进行了系统测试,给出了系统维护的具体措施。 本文重点研究了远程视频实训系统的设计和开发,该视频实训系统能进行实时视频实训和非实时视频实训,实时实训时,视频单向传输,音频双向传输,具有交互功能。系统视频码流采用数据库的方式管理,便于视频资料检索和维护。测试表明,通过本系统,学生在学校就能参加实训,打破了传统实训的空间和时间的概念,整合了异地教学资源,实现了资源共享。同时,降低了实训成本,提高了实训质量。
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