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关键词： 凝血检测   磁弹性传感器   QT软件开发   数据库  

摘要： 凝血检测是临床上用于止血和血栓相关疾病的诊断、预防及治疗的一种重要技术手段,在临床各科室都有着非常重要的指导作用。即时检测（point-of-care testing,POCT）是检验医学发展的新领域,是在患者旁边开展使用的检验医学技术。特别是凝血即时检测因无需标本运送和预处理、快速报告,可大大缩短检测时间,已成为研究热点。而现有的凝血检测设备价格高昂、操作复杂且无法同时满足小型化与即时检测的需求,因此实现小型化的即时凝血检测设备是凝血检测发展的必然趋势。而兼具无线无源、体积小、成本低、耗能低等诸多优点于一身的磁弹性传感器的检测有小型化、低成本,检测速度快等优势,基于磁弹性传感器的凝血检测有望成为凝血快速检验的一种新方法。且国内外一些研究团队及本课题组前期工作也证实了利用磁弹性传感器进行凝血检测的可行性。本文基于现有的磁弹性传感器硬件检测平台,从凝血检测角度分析功能需求,开发一套完整的小型化即时凝血检测系统配套软件,以实现检测凝血因子和凝血功能双重项目的床旁即时检测。具体而言,以C++的图形用户界面技术Qt为开发工具,编程实现了检测数据的采集、处理分析,凝血时间曲线展示及凝血检测主要参数的标记等功能,并可针对不同检测生成检测报告单。同时利用SQLite技术完成数据的存储管理。此外,该软件还具备时间校准、中文输入法等附加功能。为验证软件功能和凝血检测性能,先后采用质控品和血液样本开展了初步的实验测试。所获得的凝血时间曲线与凝血理论模型一致,且重复性良好。与现有凝血检测仪诊断参考范围对比,两项凝血功能参数（K、α）和一项凝血因子参数（APTT）的符合性较好,而其余参数（R、PT和TT）则略有差异。实验结果表明,软件各项功能运行正常,能有效检测凝血功能和凝血因子,达到预期设计目标,可为临床诊断提供更为全面的参考信息。

关键词： 大规模天线   预编码算法   矩阵求逆   软件设计  

摘要： 在即将商用化的第五代移动通信系统中,Massive MIMO技术作为其发展的核心动力之一,使频谱效率有了很大的提升,且由于发射端天线数目激增,传输波束的宽度渐渐变窄,也就使得不同波束之间的干扰开始明显减少。虽然该技术带来了性能上的优势,但对系统波束管理和控制的运算性能却提出了很高的要求,鉴于现有收发机的处理能力已经无法承受这种大规模波束赋形带来的计算负担,因此高性能、低复杂度的预编码或检测算法成为了当下的研究热点。本文重点研究了Massive MIMO系统下预编码技术的信号处理问题,从机理上定位为两部分:不同场景下预编码算法的选取和预编码过程中对角占优矩阵的高性能求逆运算。同时,在保证系统性能不受影响的情况下,提出了一种近似性能最优的预编码方案,且最终以实际的毫米波5G信号源研发为目标,通过动态链接库与用户界面相结合的软件实现方式,验证了本文所提出预编码方案的可行性与实用性,进一步促进了Massive MIMO中预编码技术的发展。具体内容如下:第一,预编码问题的提出、理论分析验证和不同场景下的算法选取。首先,对Massive MIMO技术中的三种系统模型进行理论分析,推导出各模型下系统容量的数学表达式;其次,以多用户系统为基础,对常见的线性预编码方案进行研究,给出了不同方案中对应预编码矩阵和接收信号的数学表达式;最后以误比特率和系统容量为衡量标准,对上述预编码方案进行性能评价,理论与仿真分析相结合,得出不同应用场景下,预编码算法各自的优缺点。第二,线性预编码方案中高维矩阵求逆问题的研究。通过相应的数学分析,总结出预编码过程中待求逆矩阵的特征,同时对常用的精确求逆与逆矩阵估计算法进行性能评估,分析总结了这些方法在实际应用时计算复杂度过高、硬件负载较大和无法保证精确度等不足。为解决现有的问题,本文提出了一种近似性能最优的Neumann-Chebyshev联合预编码方案,这种联用方式将Neumann级数展开具有的高收敛性与Chebyshev迭代提供的最优搜索方向相结合,通过讨论该方案的收敛性、适用性和计算复杂度,同时结合其性能仿真分析,进一步验证了本联合方案可以在保证高收敛性的前提下,以更快的收敛速度获得更优的系统性能。第三,预编码方案与逆矩阵估计算法的软件实现。为了将上述研究内容应用于实际的毫米波5G信号源样机,将常见的线性预编码方案和矩阵求逆算法进行了软件实现。通过使用动态链接库的方式对具体的软件功能进行了封装,而对外只提供可以调用的函数接口,这样,一方面保证各功能模块并行开发的独立性,另一方面降低代码之间的相互耦合度,以此避免了与样机总工程结合时,由于参数改动而引起的大面积程序改动。同时,利用Qt Creator进行了软件用户界面的设计开发,通过可视化界面操作不仅使实验的数据分析和比对更加便捷,而且为信号源样机阶段性的功能测试奠定了基础。本文通过理论与仿真相结合,首先得出了不同应用场景下,现有预编码方案各自的优缺点。接着提出了Neumann-Chebyshev联合预编码方案,在保证高收敛性和计算精度前提下,本方案以更快的收敛速度使得系统性能达到了近似最优。最后完成了相应预编码方案与逆矩阵估计算法的软件实现,通过软件计算结果与仿真数据的误差分析,验证了此软件的实用性和可靠性。

关键词： 航天器   充液多体   动力学   虚功率原理   充液贮箱   太阳能帆板  

摘要： 本文应用多柔体系统动力学建模技术,实现了大型航天器的部件离散,建立了包含中心刚体、柔性附件、充液贮箱在内的航天器动力学模型,分别研究各部件的动力学特性,利用虚功率原理进行组合分析,推导出整体的姿态运动方程,并设计开发了软件。针对柔性体动力学特性难以分析计算的特点,通过模态分析与综合方法实现了太阳帆板类器件的离散化,降低了方程计算的维度,提升了计算效率;针对流体力学研究方法复杂的问题,以单摆——质量块的简单模型代替了液体燃料微幅晃动,研究了其对整个航天器的姿态运动影响,简化了研究难度。本文立足软件工程化思路,历经任务需求分析、软件设计、实现多个阶段,编写实现了姿态运动分析软件,提供了航天器动力学模型的通用化录入手段。设计了三类典型的航天器构型,计算了在初始激励下的姿态分析数据,绘制了运动曲线。以能量守恒、角动量守恒等理论为依据,验证了计算结果的正确性。

关键词： 电力企业   公务用车   车辆管理系统   软件设计   功能模块  

摘要： 本课题深入分析单位内部公车使用管理所存在诸多问题，进一步明确单位内部进行公务用车改革的总体需求，提升公司对车辆的管理水平，增强对车辆的安全监管能力。　　在详细功能需求分析方面，采用UML用例图的方式进行归纳分析，同时，调研明确了单位内部公务用车在车辆资源、车辆调度、车辆维保等关键环节的管理架构，明确各级单位间的管理关系，继而构建系统的业务管理架构，做到公务用车管理的横向和纵向全覆盖。在系统设计方面，采用分层架构设计思想，依托JavaEE开发框架，构建系统的整体技术框架，同时，采用模块化的思路对系统的功能模块进行划分，利用UML流程图对系统的主要业务流程进行设计和阐述。在系统实现方面，采用Java语言实现了车辆资源管理、车辆运行管理、车辆实时监控和车辆成本管理的开发，并利用黑盒测试的方式进行了功能测试。　　通过本系统的建设，进一步提升了单位对公务用车的管理和监控方式，提高了车辆的使用效率，规范了车辆应用流程。构建统一规范的公务用车管理平台切实满足了单位关于公务用车改革的需求和发展的需要。

关键词： 钢丝绳漏磁检测仪   软件设计   霍尔阵列双检测环  

摘要： 钢丝绳是电梯和起重机械的主要承载部件，在长期运行过程中，因受机械磨损、应力疲劳和环境腐蚀等因素，易产生截面损失和局部断丝等缺陷。缺陷的累积将引发局部载荷超限而导致钢丝绳失效，表现为突然断裂，造成重大安全事故。漏磁法是当前发展最为成熟的钢丝绳损伤检测方法，其原理是:采用励磁结构对钢丝绳进行磁化，利用磁敏元件检测钢丝绳损伤处的漏磁场信号，以对缺陷位置及损伤程度进行判定。　　目前商用钢丝绳检测仪普遍采用单一检测环，利用线圈或霍尔元件拾取漏磁场信号，通过简单阈值设定进行信号判读，存在检测灵敏度低、误判率高等不足。本项目将采用高灵敏度霍尔元件，优化设计阵列式双检测环，开发出适用于多根钢丝绳的漏磁检测仪，实现缺陷扫查成像。具体研究内容包括:　　(1)双环漏磁检测传感器研制和传感器间距调整结构设计。采用COMSOL有限元仿真软件，对比分析了不同结构形式励磁磁路对钢丝绳组的磁化效果，确定了钢丝绳独立磁化的设计方案。为增加传感器对缺陷的重复校验能力，设计配置了主动励磁与剩磁漏磁两个检测环，对两个检测环的间距、磁敏元件数量及敏感方向等进行了实验优化。设计了传感器间距可调的机械结构，以适用钢丝绳间距在5～12mm范围内变化。　　(2)嵌入式系统集成和漏磁检测与信号分析软件开发。集成EM-9636B多通道数据采集板卡、嵌入式系统和无线传输模块和双环漏磁检测传感器等，研制了钢丝绳组漏磁检测系统。基于LabVIEW和MATLAB软件，开发了仪器主控和信号分析软件，可以对信号采集参数、信号滤波参数、分析阈值进行设置，以及生成检测报告。　　(3)仪器检测性能试验测试。针对独立的单一双检测环，在扫查平台上测试了霍尔元件供电电压对缺陷检测灵敏度的影响，以及检测环对不同类型(断丝、磨损)、不同位置、不同程度缺陷的检测能力。将研制仪器在钢丝绳运行模拟机上进行了综合测试，分析了不同钢丝绳运行速度条件下，主动励磁与剩磁漏磁两个检测环对单根断丝、轻微磨损的检测性能。

关键词： SCADA系统   UDP协议   DOTNET Core框架   C#网络编程   软件设计  

摘要： 能源互联网概念的出现对工业网络提出了更高的要求。在工业网络中,数据采集与监视控制系统(SCADA)举足轻重。现场设备与SCADA系统之间的高速可靠数据传输技术虽然理论较为成熟与广泛,但在具体应用上仍有所欠缺。本文通过对相关技术的研究,开发了基于Vestore-SCADA系统的UDP数据转发软件,并进行测试以验证其可靠性。首先,运用面向对象的分析方法,利用Astah软件对基于Vestore-SCADA系统的UDP数据转发软件进行分析与建模。然后,运用面向对象的设计方法,对基于Vestore-SCADA系统的UDP数据转发软件进行设计,再应用极具发展趋势的DOTNet Core框架对软件进行实现并测试。最后,根据一种基于应用层改进的、简捷的实现UDP可靠传输的理论,运用一种有用户界面的开发框架WinForm对其进行实现与可靠性分析测试。基于Vestore-SCADA系统的UDP数据转发软件实现了读取实时数据和转发数据的功能。经测试,软件能保证其运行在同一局域网内不同之间通信的准确性。研究基于Vestore-SCADA系统的UDP数据转发技术,对工业网络高速可靠数据传输的应用提供支持。

关键词： 焊接过程   数据监测   数据采集   软件设计  

摘要： 现代焊接技术起源于19世纪末，在国民生产中使用广泛，但目前对焊接质量的评价是在焊接完成后，无法形成有效的闭环质量控制。在焊接生产过程中，焊接电信号直接反应了焊接过程信息，因此实时采集、监测焊接过程电信号对焊接质量的评估有重要意义。　　课题基于电子信息技术及网络技术，经过对目前常用的数据采集方式进行分析，并顺应工业网络化发展趋势，设计了一个基于EtherCAT的高性能实时以太网的焊接过程监测系统。EtherCAT相比于传统总线，有更低的延迟和更快的速度，可以有效保证数据的实时性。以STM32F429为控制核心，结合EtherCAT嵌入式网关，系统从站端实现焊接过程数据的实时采集与传输，并且利用TouchGFX技术在从站端设计高性能GUI，同时保证其实时性;利用倍福公司自动化软件TwinCAT3作为系统主站，上位机控制软件使用C＃语言编写，实现实时数据的显示、存储。以上软硬件构成了本课题的焊接实时监测系统。　　系统实现了焊接过程数据实时采集、传输、波形显示、数据存储、历史数据查看、远程访问等功能，实验表明，系统实时陛为微秒级，达到设计要求，能够满足焊接过程数据采集需求，该系统可应用于多种数据采集场合，且能满足大多数性能要求。

关键词： 岩土工程   岩土工程  

ISBN: (纸本)9787030617699

摘要： 本书主要介绍岩土工程监测的数据分析、反馈方法以及相关软件开发设计技术。全书共分六章。第一章介绍岩土工程安全监测的目的、意义、历史、现状及发展趋势，重点介绍数据分析和软件开发的现状和发展趋势。第二章介绍岩土工程监测工作的基本流程及相关规程综述。第三章介绍监测设计的基本原则，并以地下工程、边坡工程为实例进行说明。第四章介绍了监测数据分析反馈的方法，包括数据分析需要收集的资料、分析的基本流程、异常的判断和处理、时间空间上的一致性分析、相关性分析以及监测成果的反馈。第五章介绍信息化软件设计技术，包括软件开发必要性、设计原则、主要功能及程序片段。第六章融合了前五章内容介绍了一个实例。

关键词： 高压电缆   上位机软件   QT框架   实时监测   可视化展示  

摘要： 随着城市化进程不断加快,高压电缆在我国日渐普及,已经逐步取代架空电线成为城市电网的首选。目前国内大多数主干电缆通过人工现场检修的方式来实现检测,但由于检测周期长等缘故,很难保证电缆维护质量。通过建立高压电缆在线监测系统进行远程监测是解决这一问题的有效手段。高压电缆监测系统通常由采集设备和上位机监测软件组成,在对多种监测方法进行对比后选择了接地电流和温度作为主监测量。采集设备的作用是获取监测数据。上位机监测软件则是本文要设计和实现的目标,其作用是将采集设备收集的监测数据进行展示和处理,预防高压电缆事故的发生。在研发此软件时,首先是分析需求,并在此基础上完成总体设计;然后进行详细设计,在深入研究监测软件系统组成的基础上进行了模块划分,将软件分为人机交互模块、通信模块、数据处理模块和数据库模块四个部分。大部分高压电缆上位机监测软件采用LabView进行开发,虽然开发周期短但界面简单且功能单一,作为产品而言并不理想。而本软件选择了QT框架进行开发,通过QT独有的设计者模式与QWT绘图插件,构建了专业的监测软件界面,能够以高度可视化的图形界面来展示实时监测数据与历史监测数据。软件在功能也上十分完善,以通信功能为例设计有串口与TCP网络两种通信方式,可灵活配置工业总线组网或者工业物联网方式,方便了运维人员的工作与管理。经过测试与试运行,软件各模块功能正常,性能稳定,满足软件设计需求,达到了用户期望目标。该软件为解决高压电缆的运行状态在线监测,减轻运维人员的工作强度,提高电网运维的智慧化程度,起到了重要作用,具有较高的实用价值。

关键词： 电磁抗干扰   软件构件化   可编程仪器标准命令   动态连接库接口   WPF  

摘要： 汽车电磁抗干扰国家标准测试是综合评定产品质量最重要指标之一,也是各类汽车电子零部件在装入整车及进入市场前必须经过的性能测试。因此设计一套高效、易用、可快速投放市场的汽车电磁抗干扰测试系统一直是汽车领域研究的热点。本文重点研究汽车电子零部件EMS测试系统AutoLab的软硬件技术架构、通信指令、驱动接口以及人机交互友好问题,主要工作如下:（1）以测试标准和竞品分析为输入,遵循软件工程的基本原理,给出了基于构件方法的汽车电子零部件系统连接设计及软件分层设计,为AutoLab提供底层基础。硬件上给出了多种设备的对外接口统一,增强了硬件的可扩充性。在底层软件上,遵循构件化封装原则,增强了可维护性与可移植性。（2）针对传统仪器标准命令协议格式无法很好满足仪器内部CAN总线的特点,设计了一套精简指令,该指令帧格式不仅满足CAN帧,还能够支持更多的仪器非标准协议,在格式上定义一套二进制编码格式,加快了设备间的指令传输。（3）在驱动程序实现部分,选用C++语言,并结合多线程和事件选择的套接字模型完成标准的动态连接库接口,设计出符合软件工程可移植可复用的接口,方便系统之后的维护和拓展。（4）针对传统桌面系统人机交互体验差,项目层次模糊问题。系统软件设计使用基于.net平台的WPF技术实现,架构选择使用MVVM模式,将界面层、逻辑业务层和数据持久层进行合理划分,使得整个项目更加清晰。本文设计的汽车电子零部件EMS测试软件AutoLab,用于汽车厂商和试验室完成汽车零部件上千项标准测试。该软件已经成功完成测试并且正常交付给用户使用,功能和水平上基本达到了国外同行标准,补齐了该领域国内软件产品的短板。