可见光通信中光学天线的研究

可见光通信作为一种结合了照明与通信的新型无线通信技术,近几年成为一个研究的热点.光学天线是可见光通信系统中的重要组成部分,在优化光能分布、提高接收功率、提升系统信噪比和通信质量方面起重要作用.目前国内外对于光学天线的研究可以分为发射天线和接收天线两个部分.发射天线一般与LED光学设计相结合,按照配光方式可以分为准直型、均匀照明型和聚焦型等类型.接收天线采用复合抛物面聚光器、菲涅尔透镜等光学元件作为光学接收前端,主要目的是提高接收信号的功率.本文介绍了近年来国内外光学天线的研究进展,评价并比较了各种类型光学天线的光学性能,并对光学天线的发展趋势做出了展望.     

基于Android手机手势和语音控制的人机交互系统设计

针对普通遥控器控制智能小车的局限性,结合移动互联网的应用,提出了一种新的人机交互智能小车控制系统的研究方案——一种基于Android手机方向（重力）传感器和语音控制的蓝牙小车控制系统.以Android手机作为上位机,包括语音系统、方向（重力）传感器系统,利用蓝牙通信技术与单片机总控制中心、蓝牙模块、电机驱动模块、蜂鸣器和LED模块、避障模块等组成的下位机进行通信,实现对蓝牙智能小车的实时控制.通过实物制作和测试,验证了系统的可操作性和实用性,同时也为智能轮椅、仓库管理等领域的实际应用奠定了一定的技术基础.     

室内可见光通信频域均衡技术DSP方法对比分析

对3种室内可见光通信传输技术的数字信号处理方法（DSP）,包括正交频分复用（OFDM）、单载波频域均衡（SCFDE）与单载波频分复用（SCFDM）进行了对比分析.通过峰值功率比（PAPR）和计算复杂度比较了3种方法的优劣.分析结果表明,SCFDE和SCFDM具有较低的PAPR,但SCFDM计算复杂度较高.此外,还使用白光LED灯针对3种调制解调方法建立了实验模型.实验结果表明,在VLC传输系统中,由于低PAPR特性,使得SCFDE和SCFDM在误码率（BER）和Q值方面的性能优于OFDM.     

基于PPM硬判决的ARQ-FSO系统误码性能分析

基于PPM（Pulse Position Modulation）硬判决检错的ARQ-FSO（Automatic Repeat Request-Free Space Optical）通信系统结合了PPM硬判决和新的ARQ协议.该系统以PPM硬判决的结果代替了传统ARQ的监督码元作为数据的检错依据,同时只重传数据包里面译码失败部分的PPM符号,消除了传统ARQ中用来检错的信息冗余,提高了系统的效率.理论分析表明该方案能够有效地改善硬判决误码率,其通过率也优于传统ARQ,适用于较低误码率、低复杂度的自由空间光通信场景.     

可见光定位关键技术的研究与展望

室内定位由于在工业生产和日常生活中存在重要的应用价值而成为研究的热点,传统的Wi-Fi、蓝牙等无线定位技术由于电磁干扰和多径效应等原因很难实现高精度的室内定位.经过调制的白光LED在满足照明需求的同时能够传送位置信息,实现室内的高精度定位.首先介绍了可见光定位系统中常用的几种调制方式,对不同调制方式的特点做出比较,提出了一种适用于可见光定位的调制方式;然后,介绍并讨论了可见光定位系统的两种解调方法;之后介绍了几种可见光定位的算法,并对每一种算法的性能进行详细的分析;最后对于可见光定位中存在的问题进行了讨论与展望.     

视觉里程计研究综述

视觉里程计（Visual Odometry）作为视觉同步定位与地图构建技术（Visual Simultaneous Localization and Mapping）的一部分,主要通过相机传感器获取一系列拥有时间序列图像的信息,从而预估机器人的姿态信息,建立局部地图,也被称为前端,已经被广泛应用在了多个领域,并取得了丰硕的实际成果,它对于无人驾驶、全自主无人机、虚拟现实和增强现实等方面有着重要意义.本文在介绍经典视觉里程计技术框架模块中的各类算法的基础上,对近年来新颖的视觉里程计技术（VO）的研究和论文进行了总结,按照技术手段不同分为两大类——多传感器融合的视觉里程计（以惯性视觉融合为例）和基于深度学习的视觉里程计.前者通过各传感器之间的优势互补提高VO的精度,后者则是通过和深度学习网络结合改善VO的性能.最后通过比较视觉里程计现有算法,并结合VO面临的挑战展望了视觉里程计的未来发展趋势.     

自动气象站数据采集传输容错系统的设计

介绍存广东省自动气象站GPRS通信组网及资料采集的基础上,利用双传输、双路由、双GGSN等传输模式构架全省自动气象站资料采集双链路通信网络,以实现资料传输的冗余备份和负载均衡;基于Windows Server系统特点和集群技术,构建自动气象站资料采集处理的双机热备份（切换）系统。     

数据库中的知识发现有其在气象中的应用

介绍了数据库中的知识发现（KDD）和数据挖掘（DM）的基本概念和处理过程，然后分析了数据挖掘所使用的方法，讨论了数据挖掘的应用，并给出了应用于气象领域的数据挖掘工具的设计方案。     

服务器集群技术的介绍与应用

服务器集群是一种比较新的技术,采用集群技术可以对硬件资源和应用程序提供高可用性、可扩展性和可管理性.本文阐述了服务器集群的概念、优点和几种常见的服务器集群类型,并介绍了集群技术在现有省级通信系统的实际应用和发展.     

城市环境气象预报系统的软件开发

对城市环境气象预报系统（以下简称系统）的内容,结构和特色作了简单介绍。同时,阐述了系统的设计思路与所采取的技术方法,并对开发过程中的主要技术性问题作了探讨。     

A New X-band Weather Radar System with Distributed Phased-Array Front-ends: Development and Preliminary Observation Results

A novel weather radar system with distributed phased-array front-ends was developed. The specifications and preliminary data synthesis of this system are presented, which comprises one back-end and three or more front-ends. Each front-end, which utilizes a phased-array digital beamforming technology, sequentially transmits four 22.5°-width beams to cover the 0°–90° elevational scan within about 0.05 s. The azimuthal detection is completed by one mechanical scan of0°–360° azimuths within about 12 s volume-scan update time. In the case of three front-ends, they are deployed according to an acute triangle to form a fine detection area(FDA). Because of the triangular deployment of multiple phased-array front-ends and a unique synchronized azimuthal scanning(SAS) rule, this new radar system is named Array Weather Radar(AWR). The back-end controls the front-ends to scan strictly in accordance with the SAS rule that assures the data time differences(DTD) among the three front-ends are less than 2 s for the same detection point in the FDA. The SAS can maintain DTD < 2 s for an expanded seven-front-end AWR. With the smallest DTD, gridded wind fields are derived from AWR data, by sampling of the interpolated grid, onto a rectangular grid of 100 m ×100 m ×100 m at a 12 s temporal resolution in the FDA. The first X-band single-polarized three-front-end AWR was deployed in field experiments in 2018 at Huanghua International Airport, China. Having completed the data synthesis and processing, the preliminary observation results of the first AWR are described herein.     

循环同化相控阵雷达数据模拟对流触发同化方案研究

利用WRF-EnKF同化系统,以2020年7月5日北京大兴发生的一次强对流天气背景下对流触发过程为个例,研究同化C波段相控阵雷达数据时更优的同化方案设置。本研究从同化频率、晴空数据处理阈值以及边界层杂波处理高度3个方面进行了研究。结果显示,高频同化可以抑制虚假回波,并有利于获得更准确的对流预报结果。将可靠晴空回波识别阈值设为-10 dBZ并剔除边界层内的低值回波可以有效改进对流触发的预报效果。为以后C波段相控阵雷达同化应用提供了新的同化方案思路。     

EMD在广西季节降水预报中的应用

气候系统是一种耗散的、具有多个不稳定源的非线性、非平稳系统。该文利用支持向量机(SVM)算法在处理非线性问题中的优越性和经验模态分解(EMD)算法在处理非平稳信号中的优势,采用将EMD与SVM相结合的短期气候预测方法,并应用到广西季节降水预报中。选取广西88个气象观测站1957—2005年6—8月逐年降水量的距平百分率序列作为试验数据,通过EMD算法将标准化处理后的距平百分率序列分解成多个本征模态函数(IMF)分量和一个趋势分量,在分解中针对EMD算法存在的端点极值问题选择两种方法分别进行处理,对比得出极值延拓法效果更好。对每个分量构建不同的SVM模型进行预测,并通过重构形成最后的预测结果。试验中采用不经EMD处理的反向传播(BP)神经网络和SVM算法进行对比验证,结果表明:相对于直接预测方法,该文提出的方案均方误差最小,能够较为准确地反映出降水序列未来几年的变化趋势,具有更高的预测精度和较好的推广前景。     

基于GsM短信无线式LED气象信息发布屏系统设计

提出并实现了一种基于GSM短信的LED信息发布屏系统的设计。采用工业级GSM通信模块、单片机(MCU)信息接收处理与控制及LED显示屏一体化设计,充分利用中国移动或中国联通的GSM网络覆盖面广、稳定、可靠、费用低廉的特点,设计并实现了集信息智能接收和显示以及远程监控于一体的新一代电子显示屏信息发布平台。同时结合现有的“气象短信平台”开发通用的GSM无线式LED信息发布监控系统,用户可以通过授权使用该系统或直接通过个人手机终端实现各类专业气象服务信息的远程发布。     

卫星与自动站资料分析处理系统设计原理和实现

介绍了根据天气分析和预报的实际业务需求,依据卫星资料量化处理和自动站中尺度变压场分离方法等基本原理,设计卫星与自动站资料分析处理系统功能和结构,以＂软件工程＂原理实现系统开发的基本方法、组织及管理,为此类软件系统开发提供了一个实例。     

基于GPRS网络LED屏气象信息发布系统

为满足公共气象服务的需要,利用现有GPRS网络覆盖范围广、实时在线、通信质量高和维持费用低等优势,设计并实现一种基于GPRS网络的LED显示屏气象信息发布系统。介绍系统结构和各部分功能,以及系统中远端显示控制卡的硬件结构组成和信息显示过程。阐述系统服务器3个管理程序、终端用户程序和矢量文字信息转换为点阵文字信息的方法,以及系统的实际应用情况。     

厦门市自动气象站数据通信系统设计

结合厦门市实际情况,在信息传输环节,厦门市自动气象站采集的信息传输更适合采用无线方式完成数据通信。设计了一种基于GPRS网络的多点对单点主从式自动气象站数据通信传输系统。系统中各自动气象站点的数据采集器完成气象要素信息采集,各站点的GPRS通信模块在GPRS网络中通过DDN专线与租用静态IP地址的移动中心服务器构成数据通信传输网络,中心服务器与厦门市气象台网络信息中心通过TCP/IP协议实现实时通信,气象观测终端软件完成数据的存储及加工。截止到2010年9月初,系统已稳定运行8个月。该系统不受传输距离的限制、成本低、建设快,适用于各类气象自动站远程数据传输和控制,提高了气象信息发布效率。     

大型自动气象监测网及数据采集中心的设计及应用

通过分析我国自动气象监测系统的现状和存在的问题,基于通用分组数据业务、网络通信技术和数据处理技术,设计一种新型、安全、可靠的大规模自动气象站资料快速传输和并发处理系统。详细地阐述了系统的设计思路、通信模式、网络构架、传输协议、工作流程、软件设计、技术特点。该系统的设计方法对于规模大、无人值守、数据实时采集、数据突发传输的不同应用系统的开发具有指导意义。     

Lamb波相控阵结构健康监测成像技术

在分析相控阵波束指向的控制过程与介绍相控阵结构健康监测原理的基础上,利用相控阵原理控制Lamb波的时间延迟使其在结构损伤处聚焦.通过比较结构健康状态与损伤状态的传感器响应信号,获取Lamb波损伤散射信号;采用相控阵技术控制损伤散射信号时间延迟得到不同方向的信号,进而实现对结构的多方位扫描,根据扫描信号特点,将各方向的监测结果信号采用灰度图像显示.该方法在铝板结构中实现损伤的定位成像,其不仅能够精确定位损伤位置,而且能够直观清晰显示结构损伤.