检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：梁银学南京邮电大学

学位级别：硕士

随着科学与技术的发展,气体和湿度的监测与人们的生活、健康、工业生产息息相关,比如挥发性有机化合物(VOC),作为室内外空气污染物,严重危害着人们的健康,因此人们对于该类传感器的需求与日俱增。该类传感器中,基于微悬臂梁(MEMS cantil... 详细信息

随着科学与技术的发展,气体和湿度的监测与人们的生活、健康、工业生产息息相关,比如挥发性有机化合物(VOC),作为室内外空气污染物,严重危害着人们的健康,因此人们对于该类传感器的需求与日俱增。该类传感器中,基于微悬臂梁(MEMS cantilever)的气体传感器具有高灵敏度、实时监测、体积小与半导体工艺兼容等诸多优点,因此发展极为迅速。但是该微型悬臂梁的加工需要使用笨重、昂贵的半导体设备,如光刻机、刻蚀机等,因此其加工门槛高,这严重阻碍了其应用范围。为此我们设计了一种新式悬臂梁,它的加工简单、低成本、无需大型加工设备,并利用摄像头成像的方法检测悬臂梁位移,从而大大节省了成本,使得该类传感器价格便宜、便携,有利于将其应用范围扩展到人们的生产生活中。本文设计的悬臂梁均为三层结构:基底层为6μm铜箔,粘接层(1μm厚度双面胶或卡夫特胶),功能层(12μm聚乙烯膜或者6μm聚酰亚胺膜)。悬臂梁基底上的激光光斑或者标记物颗粒因悬臂梁弯曲从而发生位移,继而被在线成像的摄像头捕捉,经图像处理程序提取出位移。本文涉及位移的图像识别算法,主要为低精度的质心算法和高精度的四象限亮度差算法。本论文主要分为以下三部分:1、制备了基于铜箔、双面胶、聚乙烯薄膜的悬臂梁,使用半导体激光器的光斑和普通网络摄像头成像的气体传感器,并实现了对苯系物气体分子的检测。其检测机理为:目标气体分子扩散进入聚乙烯薄膜分子内产生溶胀效应,从而使悬臂梁产生弯曲和位移。结果显示:以二甲苯气体分子作为目标气体分子时,在0-30 ppm范围内呈现良好的正线性相关,相关系数为0.992,最低检测限为1.5 ppm左右。该传感器还对其他的苯系物具有较好的响应。但该传感器易受湿度变化影响,其影响效果会随着湿度的增加而增大,在0-3%湿度变化范围内呈现正线性关系,相关系数为0.997。为此,实验对湿度影响做出数据矫正,其矫正曲线同样呈现良好的线性关系。2、制备了基于铜箔、双面胶、聚酰亚胺薄膜的悬臂梁,以反光颗粒作为标记,使用普通电子显微镜成像的湿度传感器。其检测原理为:水分子和聚酰亚胺膜之间产生氢键作用力,改变其表面张力,在悬臂梁上下表面产生应力差,从而使悬臂梁产生弯曲。实验结果显示:该传感器在0-6%湿度差变化范围内呈现良好的线性相关,相关系数为0.998,湿度变化的最低检测限为0.1%。该传感器还具有良好的稳定性与选择性,不同环境下均能保持良好的检测特性。然而,气体流量对传感器的影响也是本文研究的内容。3、制备了基于铜箔、有机硅密封胶(卡夫特胶)、聚乙烯薄膜的悬臂梁式气体传感器,位移检测方法和检测机理与1相同。结果显示,当以二甲苯气体分子为目标气体时,该传感器在0-82 ppm范围呈现良好的线性关系,相关系数为0.998,最低检测限为4 ppm,说明该悬臂梁传感器对二甲苯具有较高的灵敏度。最重要的是,该传感器还有极强的湿度抗性,4 ppm二甲苯的响应几乎是20%湿度差(ΔRH)响应的2倍。另外,该实验还为研究悬臂梁每一层材料的功能提供了很好的参考,有利于按照需求调整悬臂梁传感器的性能。

关键词：影像技术悬臂梁式气体传感器聚乙烯薄膜聚酰亚胺薄膜卡夫特胶 VOC 湿度

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多用户蜂窝网络中基于深度强化学习的功率分配

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国外电子测量技术 2023年第3期42卷 30-35页

作者：刘子怡李君李正权南京信息工程大学南京210044 无锡学院无锡214105 江南大学轻工过程先进控制教育部重点实验室无锡214122 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

在用户密集分布的蜂窝网络中,功率分配是决定系统性能和通信质量的重要因素之一。由于现有的功率分配算法往往达不到理想效果,而且泛化能力较差。在此基础上,提出一种基于D3QN(dueling double deep Q network)的功率分配算法来优化系统... 详细信息

在用户密集分布的蜂窝网络中,功率分配是决定系统性能和通信质量的重要因素之一。由于现有的功率分配算法往往达不到理想效果,而且泛化能力较差。在此基础上,提出一种基于D3QN(dueling double deep Q network)的功率分配算法来优化系统的传输速率。D3QN采用双神经网络和竞争网络优化神经网络的结构,通过解耦动作的选择和价值的评估,解决了DQN中出现的高估问题。仿真结果表明,该算法能够获得的平均速率比DQN高7.14%,在收敛速度和稳定性方面也有较好的表现,且泛化能力较强,可适用于不同实际场景。

关键词：功率分配蜂窝网络深度强化学习 D3QN算法

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基于少模光纤长周期光栅的新型传感系统

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光通信技术 2025年第2期49卷 44-48页

作者：冯士强黄勇林杨文新南京邮电大学电子与光学工程学院、柔性电子(未来技术)学院南京210023

为解决光纤光栅传感器存在的温度交叉敏感问题,提出了一种基于少模光纤长周期光栅的新型传感系统。该系统利用少模光纤能传输基模和少量高阶模的特性,通过调整光栅周期实现纤芯模与包层模的有效耦合。系统由2个周期不同的长周期光栅通... 详细信息

为解决光纤光栅传感器存在的温度交叉敏感问题,提出了一种基于少模光纤长周期光栅的新型传感系统。该系统利用少模光纤能传输基模和少量高阶模的特性,通过调整光栅周期实现纤芯模与包层模的有效耦合。系统由2个周期不同的长周期光栅通过耦合器连接而成,并接入宽带光源和光谱仪。利用矩阵法分析不同温度和应变条件下光栅中纤芯模与包层模耦合的灵敏度差异,以实现温度和应变的同时测量。实验结果表明:在0~100℃温度范围内,光栅波长发生红移,耦合后在波谷Peak1、Peak2处的温度灵敏度分别为0.51286、0.76143 nm/℃;在应力为0~500με时,光栅波长发生蓝移,2个波谷处的应变灵敏度分别为-0.13857、-0.08229 nm/με。

关键词：交叉敏感少模光纤长周期光栅温度应变

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基于Transformer与改进记忆机制的用电量预测研究

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信息技术 2024年第6期48卷 67-74,79页

作者：蔡岳张津铭郭晶徐玉华孙知信南京邮电大学现代邮政学院江苏省邮政大数据技术与应用工程研究中心国家邮政局邮政行业技术研发中心(物联网技术)宽带无线通信与传感网技术教育部重点实验室南京210000 国网信息通信产业集团北京102211 四川中电启明星信息技术有限公司成都610041

近年来我国经济的高速发展对电力配置提出了更高要求,实现电力资源的高效配置需要更加精准的用电量预测。随着人工智能、机器学习等技术的发展,高效精准的用电量预测成为可能。目前该领域普遍使用Long Short-Term Memory (LSTM)及其变... 详细信息

近年来我国经济的高速发展对电力配置提出了更高要求,实现电力资源的高效配置需要更加精准的用电量预测。随着人工智能、机器学习等技术的发展,高效精准的用电量预测成为可能。目前该领域普遍使用Long Short-Term Memory (LSTM)及其变种模型,但准确度相对较低。文中提出了一种基于改进记忆机制与Transformer的用电量预测模型,使用Transformer编码输入,提出了一种新型记忆机制来执行预测。实验表明该方法相较随机森林回归和LSTM及其变种模型,一周内平均误差分别下降9.05%与5.32%,模型收敛速度更快且具有较好的泛化性能。

关键词：记忆网络 Transformer 时序预测机器学习长短期记忆

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网络攻击下网联车队分布式安全控制

网络攻击下网联车队分布式安全控制

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作者：李杰南京邮电大学

学位级别：硕士

网联车队协同控制是智能交通系统中提高交通安全、缓解交通拥堵、改善交通污染的重要技术手段。其控制目的是让车辆彼此跟随,前后车辆之间保持特定的预定车间距。由于网联车队分布式协同控制需要通过通信网络来进行车辆之间的信息交互,... 详细信息

网联车队协同控制是智能交通系统中提高交通安全、缓解交通拥堵、改善交通污染的重要技术手段。其控制目的是让车辆彼此跟随,前后车辆之间保持特定的预定车间距。由于网联车队分布式协同控制需要通过通信网络来进行车辆之间的信息交互,因此必然受到各种网络通信限制,甚至可能会遭到网络攻击的影响。同时,在现实的网络环境当中,通信资源往往是有限的,因此需要建立高效的数据传输机制来减少通信负担。综上所述,如何在网络攻击环境下实现网联车队分布式安全协同控制,同时减少数据通信量,是非常有意义的且具有挑战性的课题。本论文拟考虑了网络攻击和事件触发通信策略的影响,对网联车队分布式安全控制展开研究。具体包含以下几个方面内容。(1)在拒绝服务(denial of service,Do S)攻击下提出了一种网联车队完全分布式弹性控制方法。首先,考虑Do S攻击的影响,通过为控制增益设计自适应律,使得控制设计不再使用任何的全局信息。其次,利用Lyapunov稳定性分析方法,给出了保证车队控制系统稳定性的充分条件,揭示了Do S攻击的持续时间和频率对网联车队系统稳定性的影响。(2)在Do S攻击下提出了一种网联车队事件触发分布式弹性控制方法。首先,考虑了Do S攻击和通信资源受限的影响,设计了一种事件触发通信机制,进而提出了网联车队分布式弹性控制协议。提出的事件触发机制为每辆跟随车辆设计了两个触发条件调度信息传输:一个在V2V网络信道(传感器到控制器),另一个在车载网络信道(控制器到执行器)。为了处理Do S攻击,使用观测器的估计值作为触发函数中的组合状态。理论分析表明,在Do S攻击下,跟随车辆能够保持一个恒定的车间距,同时跟踪领航车的速度。(3)在虚假数据注入(False data injection,FDI)攻击下提出了一种网联车队事件触发分布式弹性控制方法。首先,为了减少通信资源负担,设计了一种事件触发机制。然后,考虑虚假注入攻击的影响,通过设计神经网络函数来逼近伪造加/减速指令,提出了一种网联车队分布式弹性控制策略。通过Lyapunov理论分析,得到了网联车队系统有界稳定的充分条件。实验仿真验证了实际方法的有效性。

关键词：分布式控制拒绝服务攻击虚假数据注入攻击事件触发

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确定性算力网络研究

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通信学报 2022年第10期43卷 55-64页

作者：贾庆民胡玉姣张华宇彭开来陈平平谢人超黄韬网络通信与安全紫金山实验室江苏南京211111 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室北京100876

为满足时间敏感、计算密集型业务的发展要求,研究了计算任务实时传输和实时计算的保障性问题。首先,简要介绍了算力网络和确定性网络的研究进展。然后,提出了确定性算力网络技术方案,并设计了技术架构与工作机制,通过算网感知、规划调... 详细信息

为满足时间敏感、计算密集型业务的发展要求,研究了计算任务实时传输和实时计算的保障性问题。首先,简要介绍了算力网络和确定性网络的研究进展。然后,提出了确定性算力网络技术方案,并设计了技术架构与工作机制,通过算网感知、规划调度、资源管控等技术能力,实现计算任务的实时传输和实时计算,仿真结果也验证了所提技术方案的有效性。最后,分析了确定性算力网络的典型应用场景,并对未来发展趋势和技术挑战进行了探讨。

关键词：算网融合确定性网络算力网络软件定义

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可重构智能表面中的低复杂度毫米波信道追踪算法

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电子与信息学报 2023年第8期45卷 2911-2918页

作者：蒲旭敏刘雁翔孙致南李静洁陈前斌金石重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 东南大学移动通信国家重点实验室南京211189

针对可重构智能表面(RIS)中的毫米波通信系统,用户至RIS端信道角度参数的缓慢变化,该文提出一种基于牛顿算法的低复杂度信道追踪方案。该方案将RIS部分元件连接射频(RF)链,首先使用2维快速傅里叶变换(2D-FFT)算法初始化估计角度,并且使... 详细信息

针对可重构智能表面(RIS)中的毫米波通信系统,用户至RIS端信道角度参数的缓慢变化,该文提出一种基于牛顿算法的低复杂度信道追踪方案。该方案将RIS部分元件连接射频(RF)链,首先使用2维快速傅里叶变换(2D-FFT)算法初始化估计角度,并且使用最大似然算法估计路径增益。在后续时隙中,使用牛顿算法追踪每个时隙的角度参数。由于环境突然变化和终端缓慢变化会导致信道矩阵发生突变,若检测到信道突变,则再次初始化参数,否则使用牛顿算法继续追踪角度参数。仿真结果表明,该方案在具有优良性能的前提下复杂度可以达到最低,极大节约算力资源,在计算复杂度和性能之间可以取得很好的平衡。

关键词：可重构智能表面信道追踪牛顿算法低复杂度

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超材料完美吸收及其动态调控功能器件研究

超材料完美吸收及其动态调控功能器件研究

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作者：张浩南京邮电大学

学位级别：硕士

电磁能量吸收是诸多重要应用的基础,包括光电探测、生物传感、电磁隐身、光谱成像等,超材料吸收器凭借其重量轻,厚度薄,吸收性强等优点使得传统吸收材料逐渐被替代。通信技术的快速发展导致单频和窄带器件满足不了工程应用的需求,此外,... 详细信息

电磁能量吸收是诸多重要应用的基础,包括光电探测、生物传感、电磁隐身、光谱成像等,超材料吸收器凭借其重量轻,厚度薄,吸收性强等优点使得传统吸收材料逐渐被替代。通信技术的快速发展导致单频和窄带器件满足不了工程应用的需求,此外,无论是传统吸收材料还是超材料吸收器,一旦材料确定,其吸收性能便固定。为满足当下愈加复杂的环境对于设备的高要求,超材料的宽带可调谐性和多功能性无疑是近几年来的研究热点。因此,本文针对传统超材料功能单一,吸收频域较窄且固定等问题开展研究工作。相干完美吸收的提出使得电磁能量吸收可以更加高效,通过操控相干光束的相对相位及光强,实时调控输入光束的吸收。因此,相干完美吸收对入射光的依赖为灵活控制光散射和吸收提供了机会。但是,目前多数所提出的微尺寸结构只能在特定共振频率处或者窄带频域实现相干完美吸收,极大局限了相干完美吸收在各个应用领域的发展。针对该问题,本文提出了拓展相干完美吸收带宽的方法以及实现频率、带宽可重构相干完美吸收的途径。本文第一部分通过将二氧化钒（Vanadium Dioxide,VO2）相变材料和金属相结合,设计了一种工作在太赫兹（Terahertz,THz）波段的温度可调谐吸收超表面,由VO2构成的谐振单元在低温时表现为介质特性(VO2处于绝缘相（Insulating Phase,IP）),在高温时表现为金属特性(VO2处于金属相（Metal Phase,MP）),从而通过外部温度调控实现吸收超表面在THz波段的可调谐吸收。高温状态下,该超表面在4.72～9.88 THz频域范围内的吸收率高于90%,其相对带宽为70.68%。低温状态下,该超表面位于7.91 THz处有一个较高的吸收峰,吸收率为94.2%。而且该超表面具备良好的极化稳定性,所提出的可调控超表面可应用于热探测和THz调制等领域。本文第二部分设计了一种基于重力场调控的超宽带吸收器,通过将液态金属和电阻薄膜相结合,在重力场的调控作用下改变液态金属位于玻璃腔的位置,从而实现该吸收器三种工作状态的动态调控。当该吸收器处于工作状态一时,对于横电（Transverse Electric,TE）波,该吸收器在频带1.8～57.5 GHz内的吸收率高于90%,其相对带宽为187.8%,对于横磁（Transverse Magnetic,TM）波,该吸收器在频带5.6～56.4 GHz内的吸收率高于90%,其相对带宽为158.7%;当该吸收器处于工作状态二时,该吸收器实现极化不敏感的超宽带吸收,吸收率高于90%的工作频域为1.6～45.3 GHz,相对带宽为186.3%;当该当该吸收器处于工作状态三时,该吸收器在频带1.6到60 GHz内的吸收率接近于零,因此该吸收器可根据实际工作的需求动态切换工作性能,而且,该超材料吸收器具有宽入射角的优良特性。与传统的可调谐装置相比,重力场调节以非接触的方式改变吸收器的工作频率,具有易于实现和节约资源的优点,所提出的基于重力场调控的吸收器为设计新型可调控器件提供一种新的设计方法。本文第三部分设计了一种基于光、热动态调控的多功能超表面,通过改变环境温度和外部光强,进而调控VO2的电导率和光敏半导体（Photosensitive Semiconductor,PS）的电导率,从而实现超宽带极化转换和吸收的动态切换,而且可以获得可调谐的极化转换频谱和吸收频谱。通过在介质基板中引入圆柱形空气腔（Cylindrical Air Column,CAC）结构进一步提升该超表面的吸收性能。当该超表面处于极化转换模式时,其极化转化率（Polarization Conversion Rate,PCR）高于90%的工作频域为0.82～1.6 THz,并且通过外部光强调控,该超表面可以在超宽带频域范围内实现0%～90%PCR的调制。通过设定PS的电导率为3×10～4S/m以及外部环境温度,该超表面可切换到吸收模式,实现在频带0.68 THz到1.6 THz频域范围内的吸收率高于90%。此外,通过调控外部光强以及环境温度,该超表面的吸收率可以由90%以上连续调制至接近0。CAC结构的采用为为拓宽吸收带宽提供了可行性的方法,所提出光、热可调控超表面的可以适应更加复杂的应用环境,为THz多功能器件的研发提供了思路。本文第四部分通过采用电阻薄膜和介质-金属复合结构实现超表面的超宽带相干吸收。首先提出一种基于电阻薄膜的超宽带相干吸收超表面（Coherent Absorption Metasurface,CAMS）,通过超表面结构单元中相位延迟线的构建提升超表面的相干吸收性能,实现超宽带相干吸收,其相干吸收率高于90%的吸收频域为7.6～26.51 THz,相对带宽为110.87%,进而优化设计结构,在原有的结构基础上进行延伸,通过提出一种介质-金属复合结构,

关键词：超表面可调控吸收器相干吸收多功能器件环形偶极子

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基于空谱约束的加权稀疏柯西非负矩阵分解高光谱解混

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激光与光电子学进展 2023年第10期60卷 385-394页

作者：陈善学胡之源重庆邮电大学通信与信息工程学院重庆400065 移动通信教育部工程研究中心重庆400065 移动通信技术重庆市重点实验室重庆400065

传统非负矩阵分解(NMF)应用于高光谱解混时,容易受到椒盐噪声的干扰,造成解混的失败。以往的稀疏解混需要在涉及信息比较分散且易受噪声影响的空间域中寻找最优特征子集。为了解决这些问题,提出了基于空谱约束的加权稀疏柯西非负矩阵分... 详细信息

传统非负矩阵分解(NMF)应用于高光谱解混时,容易受到椒盐噪声的干扰,造成解混的失败。以往的稀疏解混需要在涉及信息比较分散且易受噪声影响的空间域中寻找最优特征子集。为了解决这些问题,提出了基于空谱约束的加权稀疏柯西非负矩阵分解(SSCNMF)算法,首先采用基于柯西损失函数的NMF模型,其在抑制极端异常值方面,有着良好的鲁棒性。其次,引入自适应稀疏权重因子,提高了丰度矩阵的稀疏性。同时,加入光谱空间约束项,其中光谱因子用于测量不同光谱之间的丰度稀疏度,空间因子利用了丰度空间域的平滑性,提高了数据特征的提取效率。分别对模拟数据集和真实数据集进行了仿真实验,通过与一些经典高光谱解混算法的对比,验证了SSCNMF算法的有效性和优良的抗噪声性能。

关键词：遥感与传感器高光谱解混非负矩阵分解柯西损失函数稀疏空谱约束

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基于物联网的智慧医疗空气消毒监控系统的设计与实现

基于物联网的智慧医疗空气消毒监控系统的设计与实现

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作者：王严晖南京邮电大学

学位级别：硕士

智慧医疗是通过将无线通信、传感器、互联网等多种技术综合应用于整个医疗管理体系中,建立起信息高度共享化的医疗监测、控制和管理系统。智慧医疗相关应用就是在现有医疗设备、医疗服务的基础上利用物联网技术进行信息化升级。医疗设... 详细信息

智慧医疗是通过将无线通信、传感器、互联网等多种技术综合应用于整个医疗管理体系中,建立起信息高度共享化的医疗监测、控制和管理系统。智慧医疗相关应用就是在现有医疗设备、医疗服务的基础上利用物联网技术进行信息化升级。医疗设备信息化不仅能够促进医疗产业的高速发展,对医疗服务的质量和效率也有比较积极意义。本文在分析了现有智慧医疗子系统相关设计的基础上,针对传统循环风紫外线消毒机信息化程度较低的缺陷,以消毒机的功能需求为切入点,采用物联网层级架构的思想,从软件设计与硬件配置两个维度构建完整的空气消毒监控系统,包括消毒机设备终端和监控平台。消毒机设备终端采用STM32F103VET6作为微控制器,负责接收、封装传感器数据,解析监控平台下发指令并控制执行器。选用NB-Io T模块实现TCP客户端,与监控平台TCP服务器进行双向的数据通信。执行器包括紫外线灯和离心风机,由离心风机将室内空气带入消毒机内部,在紫外线灯的照射下达到空气消毒的目的。并结合消毒机的实际功能需求,在设备终端加入触摸屏和红外接收模块,作为终端补充的控制交互方式。监控平台使用***开发,主要分为两个部分:第一部分是TCP服务器,用于接收设备终端通过移动通信网络传输的传感器数据,对数据进行处理后存储到Mongo DB数据库。其中,设备终端与监控平台之间的数据传输采用JSON格式。第二部分为Web服务器,负责向应用层服务提供数据接口。最后部署系统并进行了相关测试,测试结果表明该系统能够稳定运行,实现了设备终端与监控平台双向的实时数据通信。验证了医用空气消毒监控系统具有室内环境监测、远程控制工作、设备终端交互、监控平台多设备终端管理、数据存储、数据显示、用户管理等功能。

关键词：物联网消毒 NB-IoT Node.js 监控平台

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