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关键词： 智能家居   环境监测   ZigBee   STM32   WIFI  

摘要： 本文设计并实现了一种基于ZigBee的智能家居环境监测系统，该系统实现了对家庭中居住环境(光照、温湿度、火焰)的实时监测并能控制执行设备。

关键词： WQAR   客舱污染物分布   传感器分布   ARINC717   FAHP  

摘要： 客舱环境的空气质量对旅客乘机的舒适性和飞机飞行的安全性具有重要影响,因此良好的客舱空气质量备受飞机制造商和航空公司的关注。为掌握客舱空气质量状况,采取有效的控制和改善措施,需要实时、精准地检测客舱空气质量,并对检测的数据完整保存以供后续研究。目前,客舱空气质量检测多采用独立的小型化检测设备,这些检测系统往往检测参数单一、系统集成性和兼容性较低以及未考虑传感器在客舱内的分布问题。针对上述问题,本文设计了基于WQAR（Wireless Quick Access Recorder）的客舱空气质量检测系统。 针对检测参数单一的问题,本文首先深入分析了客舱污染物来源,综合多种国外客舱空气质量标准以及我国室内和公共交通空气质量标准,确定了CO、HCHO、CO、TVOC和颗粒物5种空气质量检测参数以及参数限值,实现多参数检测。 为提高空气质量检测系统在客舱内的检测精度和响应速度,通过CFD（Computational Fluid Dynamics）模拟客舱污染物传播,对客舱内的常见污染物CO和CO浓度分布进行研究,结合客舱实际情况提出污染物传感器在客舱内分布方案。 本文提出了以WQAR为基础平台的客舱空气质量检测系统设计方案,采用POE（Power Over Ethernet）方式,对客舱空气质量检测系统的供电,检测数据按照航空协议ARINC 717进行传输并储存至WQAR,从而使检测子系统与WQAR集成为一个完整系统。通过将检测系统与WQAR联合调试,验证了设计方案的可行性。检测系统利用有限的串口资源实现多传感器阵列的数据采集和管理,根据检测参数浓度的不同,灵活调整采集次数,节约系统资源,同时实现了智能化采集和显示。系统采用先进的航空总线芯片,设计满足D0-160G雷击测试标准的三级电气隔离电路。设计HI3171A芯片驱动,实现稳定传输速率64、128、256、512、1024WPS和HBP（Harvard Bi-Phase）、BPRZ（Bi-Ploar Return to Zero）两种编码方式的ARINC 717总线数据。此外,还预留了ARINC429协议接口,提高系统的灵活性和可扩展性。 针对客舱环境的空气特点,通过FAHP（Fuzzy Analytic Hierarchy Process）法,设置合理的检测参数权重,对客舱环境的空气质量进行综合评价,较为准确的反映客舱空气质量的整体状况。

关键词： 药物相互作用预测   药物文本信息   图卷积神经网络   归一化   图自编码器  

摘要： 多种药物共同使用时,一种药物对另一种药物的药效等造成影响,就会产生药物相互作用(Drug-Drug Interaction,DDI),例如拮抗、相加、协同等作用。未知DDI潜藏风险,轻则影响治疗效果,重则危害患者身体健康甚至生命安全。因此,精准预测DDI能够辅助临床决策、规避潜在风险,促进药物研发及相关领域的研究。近年来,随着人工智能在DDI预测、药物靶点相互作用预测等方面的广泛应用,涌现出基于文献提取、基于图神经网络等代表性方法。但上述方法大多侧重于利用药物分子结构、酶、靶点等信息进行药物特征表达,对药物文本信息不够重视。这些文本信息通常用来描述药物类别、成分或药效,有利于全面深入理解药物特征。为此,本文引入药物文本信息,并结合归一化图自编码器,提出一种用于药物相互作用预测的归一化图自编码器方法(Drug-Drug Interaction prediction method based on Graph Normalized Auto Encoder,DDI-GNAE),本文的主要贡献如下: (1)使用药物的生物信息和文本信息共同作为药物的属性。使用自然语言处理方法对药物文本信息进行语义特征提取,与药物生物特征融合,以获得更全面更丰富的药物特征表示。在特征融合过程中,针对西药和中药数据选取不同的代表性特征。西药药物描述融合药物靶点、SMILES、酶特征,中药适应症则融合活性成分。同时,收集西药间相互作用和中药间相互作用数据,分别与西药特征与中药特征进行组合,构建新的西药相互作用数据集和中药相互作用数据集。 (2)引入归一化图自编码器进行药物相互作用预测。本文将药物相互作用网络构建为以药物为节点,相互作用为边,药物属性为节点属性的属性同构图。为更好地学习该图的节点特征与图形拓扑关系,本文增加编码器模块图卷积神经网络层数,使用两层GCN结构进行编码。同时,考虑到本文的任务为二分类任务,增加更契合二分类任务的tanh激活函数,提升方法为复杂药物相互作用网络生成节点嵌入的能力。 (3)在西药和中药的真实数据集上,与其他的基准方法进行对比。对比实验结果表明,DDI-GNAE方法取得更高AUC与AP值。消融实验结果表明,药物文本信息、图卷积神经网络和激活函数对于提高药物相互作用预测方法的性能具有积极影响。 本文提出的DDI-GNAE方法能够同时考虑药物生物特征和药物语义特征,并且能够生成高质量节点嵌入,实现DDI预测任务,有助于避免不合理用药、提升用药安全,对于加速新药研发等具有重大意义。

关键词： 负荷辨识   降噪自动编码器   REDD数据集   TraceBase数据集   机器学习  

摘要： 家用负荷辨识准确性受数据采样速率制约显著，过高的采样速率能够解决数据问题，但也带来成本提高、系统设计复杂等问题。基于此，提出了一种仅依赖常规采样速率有功功率量测的非侵入式负荷辨识方法，所提方法对传统的降噪自动编码器算法滑动窗的重叠部分计算进行了改进，使用中值滤波器对重叠窗的数据结果进行处理，能够较好地克服辨识结果偏高的问题。通过在REDD(reference energy disaggregation dataset)和TraceBase两个家庭用电数据集开展测试，证明了所提方法在辨识设备功率和判断设备所处状态两个方面都具有较好的效果，且各项指标均好于经典的基于因子隐马尔可夫模型(factorial hidden Markov model,FHMM)算法。另外所提算法的通用性较好，能够对不同型号、品牌的同种设备进行有效辨识，具有较好的实用价值。

关键词： 线结构光   钢板   轮廓检测   改进中心线提取算法   亚像素提取  

摘要： 近年来,我国工业生产领域持续深化改革,钢铁行业在规模化、产业化的推动下逐渐成为引领发展的主流力量。钢板凭借其卓越的机械性质和高度精准的尺寸标准已在众多制造领域得到广泛应用,各行业对于钢板生产质量和生产效率的要求也在不断提升。但是当前主流的人工法由于其效率低下和精度不足,已经难以满足现代工业对于检测速度和准确性的双重需求。因此,开发一套非接触式的检测系统,成为了钢板质量评估领域发展的新趋势,并且受到了诸多研究机构与钢铁生产企业的广泛关注。在此背景下,本文提出了一种基于线结构光的钢板轮廓检测系统,旨在实现对待测钢板表面轮廓的高效检测。主要研究内容概述如下: (1)以本文搭建的实验平台为基础,从图像采集、速度测量和软件处理三方面完成系统各个模块的设计,其中光学模块和速度接收模块涉及到各元件的研究与选型,软件系统包含各图像处理算法,最终通过在大视野下测量小型钢板的方式完成了整个实验过程。 (2)针对工业相机采集的图片像素坐标与对应待测物的世界坐标匹配精度不高的问题,本文设计了对应实验现场下的系统标定算法,并从相机标定和光平面标定两方面入手提高整个系统的标定精度,最终系统标定在长度方向的最大误差小于0.28mm,满足亚像素级的精度要求。 (3)针对本实验场景下各传统中心提取算法在适用性、准确度和检测效率上不能满足要求的情况,将算法进行相应优化。首先,对图像目标像素点邻域内的所有像素以一定的筛选条件挑选出标记点并进行滤除,不断重复该过程直到没有标记点后输出剩余点为一次中心点;然后对一次中心点进行像素扩充,使用距离与灰度值的加权平均算法,得到二次中心点;最后,拟合二次中心点,得到最终光条纹中心线。改进算法提取后的中心线纵向坐标标准差在不同区域均不超过0.3plxel。 (4)根据改进中心提取算法后可以得到的激光线中心点的亚像素级横坐标,本文提出一种基于Sigmoid函数边缘检测的方法对亮线端点纵坐标进行提取,最终获得端点亚像素级横纵坐标。通过将钢板在不同区域的尺寸进行具体测量,验证最大误差在0.33mm以内。 (5)针对平面轮廓拟合关键技术问题,本文基于数学领域中的微分思想,将图像采集样本尽可能扩大来减少周围环境带来的误差影响。对提取后的离散轮廓点进行直线拟合;边界区域采用端点判定准则筛选出端点后,对两端点直接进行相连的准则最终构建了平面轮廓的拟合图像。

关键词： 焊缝   集箱   相控阵超声检测  

摘要： 由于目前电站集箱端盖焊缝的设计特点及结构特性,其在集箱端盖焊接制作过程中会出现各种不同的缺陷,从而在集箱运行过程中产生应力。在常规的集箱端盖焊缝设计焊接结构中,对接型结构与角接(瓶塞型)结构产品的检测存在差异。在制作集箱端盖的过程中,可以对比产品的检测方式,在实际工作检测过程中选用合适的检测手段。