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基于北斗通信系统气象水文漂流浮标设计与实现 被引量:22
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作者 孔卫奇 杨志勇 马尚昌 《现代电子技术》 北大核心 2017年第19期160-163,共4页
目前海洋监测大都采用锚碇浮标和Argos卫星通信技术,针对其监测范围有限、通信时限受卫星过顶时间限制、供电系统续航能力差、数据的安全得不到保证等问题,在参考已有的漂流浮标系统的基础上,设计一种新的小型化系统结构,在其经过的路... 目前海洋监测大都采用锚碇浮标和Argos卫星通信技术,针对其监测范围有限、通信时限受卫星过顶时间限制、供电系统续航能力差、数据的安全得不到保证等问题,在参考已有的漂流浮标系统的基础上,设计一种新的小型化系统结构,在其经过的路径完成对相关海域的气象水文数据实时、连续、长期、准确地采集。为了最大限度地提高浮标运行时长,采用超低功耗微处理器、配置太阳能充电模块及为所有部件设置独立电源控制。浮标通信主要采用我国自主研发的北斗通信系统,不仅覆盖范围广,而且数据安全性能得到保证。实验测试结果表明该浮标数据采集及通信系统性能优良,对于深远海洋气象水文观测意义重大。 展开更多
关键词 漂流浮标 气象水文 北斗通信 数据采集
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Qt下基于组件的嵌入式软件框架设计及实现 被引量:19
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作者 戴巍 霍亚 +1 位作者 马尚昌 刘钧 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2016年第A01期257-261,共5页
Qt是目前Linux下比较流行的C++类库,也是面向对象的软件开发环境,具有良好的跨平台性,它提出了一种新的通信机制,"信号与槽",可以替代之前的回调机制,并具有更加灵活、方便等特点。组件技术是在面向对象技术和结构化技术之上... Qt是目前Linux下比较流行的C++类库,也是面向对象的软件开发环境,具有良好的跨平台性,它提出了一种新的通信机制,"信号与槽",可以替代之前的回调机制,并具有更加灵活、方便等特点。组件技术是在面向对象技术和结构化技术之上发展而来的,它将抽象程度提高到一个更高层次,进一步提高了代码的可重用性。在Qt下将基于组件的开发方法应用于智能气象站的嵌入式软件设计,根据功能需求设计了系统整体框架,将系统划分为若干组件;明确了类的继承关系、单元间通信方式和系统配置过程;描述了几个重要模块的工作流程,从而实现了嵌入式软件框架。 展开更多
关键词 QT 信号与槽 组件技术 嵌入式软件 框架设计
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土壤水分传感器探头的仿真分析 被引量:7
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作者 张颖 行鸿彦 +2 位作者 张旭 周琦 刘钧 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2021年第4期55-65,共11页
在分析土壤介电常数的基础上,研究了电容式土壤含水率传感器的测量原理。利用ANSYS软件建立了电容式水分传感器探头的三维模型,研究了传感器探头结构参数发生变化时,传感器对其的电容值、电场强度分布、含水率探测深度及灵敏度的影响,... 在分析土壤介电常数的基础上,研究了电容式土壤含水率传感器的测量原理。利用ANSYS软件建立了电容式水分传感器探头的三维模型,研究了传感器探头结构参数发生变化时,传感器对其的电容值、电场强度分布、含水率探测深度及灵敏度的影响,确定了探头的最优尺寸参数,设计了一种基于频域反射法的电容式土壤含水率传感器。仿真实验结果表明,当探头环状电极半径28 mm、轴向宽度28 mm、电极间距12 mm、电极厚度1 mm时,探头的灵敏度、信号测量强度以及探测范围均与对照产品相比显著提升,为电容式土壤含水率传感器的结构设计提供了理论依据。 展开更多
关键词 土壤含水量 电容式传感器 有限元 仿真计算
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利用集合深度学习方法订正空气质量数值预报结果——以新疆乌昌石城市群为例 被引量:4
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作者 张斌 吕宝磊 +2 位作者 王馨陆 张雯娴 胡泳涛 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期931-938,共8页
开展基于空气质量数值模式CMAQ(社区多尺度空气质量模型)预报结果的后校正算法研究。利用集合深度学习方法,对CMAQ的PM2.5(细颗粒物)原始预报结果进行误差订正,以期提高预报准确率。该方法集合了深度神经网络模型、随机森林模型、梯度... 开展基于空气质量数值模式CMAQ(社区多尺度空气质量模型)预报结果的后校正算法研究。利用集合深度学习方法,对CMAQ的PM2.5(细颗粒物)原始预报结果进行误差订正,以期提高预报准确率。该方法集合了深度神经网络模型、随机森林模型、梯度提升模型和广义线性模型4种机器学习模型,在每一个模型中结合原始的气象预报、空气质量预报和土地利用类型等多源数据作为辅助变量,对PM2.5预报浓度进行校正,最后求取4个模型的集合结果。将该方法应用于订正新疆乌(鲁木齐)昌(吉)石(河子)城市群的CMAQ预报结果,利用2018年的独立样本进行评估,订正预报结果的准确性显著提升,站点5天预报的决定系数R2为0.41~0.60,比原始预报提高60%~160%,均方根误差RMSE降低40%左右;交叉验证的站点预报R2同样提升50%~80%,RMSE下降30%左右。该订正方法的计算效率高,可以部署于业务化预报平台,进行可靠的运行。 展开更多
关键词 客观订正 多源数据 机器学习 集合预报
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基于北斗通信的多参数锚碇浮标设计 被引量:7
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作者 孔卫奇 杨志勇 +1 位作者 马尚昌 龙永良 《传感器与微系统》 CSCD 2016年第7期80-82,86,共4页
利用我国自主研发的北斗通信系统,在参考地面气象观测系统的基础上,设计一种集成多种传感器的海洋气象水文浮标。以锚系浮标体为工作平台,建立海洋气象、海洋水文及海洋水质综合观测系统。在北斗卫星通信覆盖的海域范围内,实现定点、长... 利用我国自主研发的北斗通信系统,在参考地面气象观测系统的基础上,设计一种集成多种传感器的海洋气象水文浮标。以锚系浮标体为工作平台,建立海洋气象、海洋水文及海洋水质综合观测系统。在北斗卫星通信覆盖的海域范围内,实现定点、长期、连续、安全、准确地收集海洋气象、水文及水质数据资料,并将数据实时传输到岸基数据处理中心。 展开更多
关键词 北斗通信 传感器 气象水文 锚系浮标 数据处理
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基于MSP430超低功耗海洋漂流浮标采集器的设计 被引量:6
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作者 孔卫奇 杨志勇 马尚昌 《现代电子技术》 北大核心 2017年第20期146-149,共4页
为了满足远海气象水文监测需要,设计一种基于MSP430MCU海洋气象水文漂流浮标采集器;重点研究采集器电路设计及程序设计。为了最大限度提高采集器运行时长,采用超低功耗微处理器,供电系统采用锂电池与太阳能电池板,充电控制采用最大功率... 为了满足远海气象水文监测需要,设计一种基于MSP430MCU海洋气象水文漂流浮标采集器;重点研究采集器电路设计及程序设计。为了最大限度提高采集器运行时长,采用超低功耗微处理器,供电系统采用锂电池与太阳能电池板,充电控制采用最大功率点跟踪(MPPT),并为所有部件设置独立电源控制;采集器运用国内自主研发的北斗通信方式,实现深远海气象水文数据采集。实际测试结果验证了系统的合理性和实用性,对于深远海洋气象水文观测意义重大。 展开更多
关键词 MSP430MCU 超低功耗 北斗通信 数据采集
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基于机器学习方法的臭氧和PM_(2.5)污染潜势预报模型--以成都市为例 被引量:21
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作者 王馨陆 黄冉 +5 位作者 张雯娴 吕宝磊 杜云松 张巍 李波兰 胡泳涛 《北京大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期938-950,共13页
以成都市为例,以多项可能影响污染物时空分布的变量为潜在预报因子,筛选关键入模因子,利用2016—2018年数据为训练集,采用多元线性回归、BP神经网络和随机森林算法,建立成都市夏季(4—8月)臭氧及冬季(11—2月)PM_(2.5)污染潜势模型,并利... 以成都市为例,以多项可能影响污染物时空分布的变量为潜在预报因子,筛选关键入模因子,利用2016—2018年数据为训练集,采用多元线性回归、BP神经网络和随机森林算法,建立成都市夏季(4—8月)臭氧及冬季(11—2月)PM_(2.5)污染潜势模型,并利用2019年数据对模型的中长期污染潜势浓度的预报性能进行评估。结果表明,建立的多元线性回归、BP神经网络和随机森林模型对成都市臭氧及PM_(2.5)的短期(1~3天)污染潜势都具有良好的预报效果,对7~15天的中长期潜势预报表现稳定。其中,多元线性回归模型和随机森林模型分别对臭氧和PM_(2.5)表现出相对最佳的预报性能。 展开更多
关键词 多元线性回归 BP神经网络 随机森林 中长期潜势预报
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深度学习在多天气分类算法中的研究与应用 被引量:8
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作者 陈思玮 贾克斌 +1 位作者 王聪聪 刘钧 《高技术通讯》 EI CAS 北大核心 2020年第10期1010-1017,共8页
针对目前多天气识别分类问题,提出了一种基于深度学习和计算机视觉的天气现象自动分类算法。采集并建立了一个包括雾霾、沙尘、雨、雪、霜、露6类天气的适用于任意场景的多天气现象数据集,改善了目前已见报数据集规模小、种类单一、只... 针对目前多天气识别分类问题,提出了一种基于深度学习和计算机视觉的天气现象自动分类算法。采集并建立了一个包括雾霾、沙尘、雨、雪、霜、露6类天气的适用于任意场景的多天气现象数据集,改善了目前已见报数据集规模小、种类单一、只面向特定场景的情况;同时采用密集连接和池化均衡的结构搭建深度卷积神经网络(CNN)模型,训练并挖掘天气数据的特征与内在规律,用深度学习方法实现天气现象的自动分类。实验结果表明相比传统计算机视觉算法,该算法解决了严重依靠特征提取、适用场景单一问题;且比大多数深度网络模型参数更少、识别准确性更高,算法泛化性能大幅提升。 展开更多
关键词 多天气分类 深度学习 卷积神经网络(CNN) DenseNet 迁移学习
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基于压电陶瓷的冰雹传感器设计 被引量:2
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作者 李佳 张弛 王柏林 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2022年第7期106-109,共4页
针对气象业务在冰雹灾害天象自动观测方面问题,提出基于压电陶瓷的冰雹传感器。通过运行机理分析,设计了冰雹传感器结构。研究了冰雹信号调理方法,并研制了可自动检测冰雹发生、统计冰雹数量的冰雹传感器。本设计可以替代气象站人工进... 针对气象业务在冰雹灾害天象自动观测方面问题,提出基于压电陶瓷的冰雹传感器。通过运行机理分析,设计了冰雹传感器结构。研究了冰雹信号调理方法,并研制了可自动检测冰雹发生、统计冰雹数量的冰雹传感器。本设计可以替代气象站人工进行冰雹测量。与多要素气象站联合应用,能够辅助判断降水类天气现象。对提高我国冰雹防灾救灾方面的能力有着重要的意义。 展开更多
关键词 冰雹传感器 压电陶瓷 自动观测 气象观测
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