大容量FBG傳感網(wǎng)絡(luò)信號的壓縮傳輸和尋址定位方法研究
發(fā)布時間:2021-04-13 09:50
隨著傳感技術(shù)的不斷發(fā)展,應(yīng)用在監(jiān)測機器設(shè)備、軌道沉降、海洋管道等領(lǐng)域的傳感器得到學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注。光纖布拉格光柵(Fibber Bragg Grating,FBG)傳感器因其體積小、抗干擾能力強、易于實現(xiàn)遠距離信號傳輸以及安全性高等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于惡劣環(huán)境下的系統(tǒng)監(jiān)測。在FBG傳感監(jiān)測過程中,為了更好地檢測系統(tǒng)的健康狀況,往往需要在被檢測物上布局大量的傳感器。隨著傳感容量的增加,系統(tǒng)中產(chǎn)生龐大數(shù)據(jù)量不利于數(shù)據(jù)的存儲和實時處理。因此,對大容量FBG傳感網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)進行壓縮和尋址,具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。針對大容量FBG傳感系統(tǒng)中產(chǎn)生的龐大數(shù)據(jù)量不利于數(shù)據(jù)傳輸及存儲,論文提出了一種分段自適應(yīng)采樣壓縮感知與改進的正交匹配追蹤(Segmentation Adaptive Sampling Compressed Sensing and Improved Orthogonal Matching Pursuit,SASCS-IOMP)算法。根據(jù)FBG光譜特性,設(shè)計特定參數(shù)的Gabor濾波器提取FBG光譜信號上邊帶斜率最大的頻率點,結(jié)合Hilbert變換粗定位出FBG中心波長位置,對FB...
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 光纖光柵的發(fā)展及分類
1.2.1 光纖光柵的發(fā)展
1.2.2 光纖光柵的分類
1.3 FBG傳感網(wǎng)及其信號處理研究現(xiàn)狀
1.3.1 FBG傳感網(wǎng)的研究現(xiàn)狀
1.3.2 信號壓縮與重構(gòu)的研究現(xiàn)狀
1.3.3 信號尋址的研究現(xiàn)狀
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)及安排
第2章 FBG檢測傳感理論研究
2.1 引言
2.2 FBG傳感特性
2.2.1 FBG的應(yīng)變傳感特性
2.2.2 FBG的溫度傳感特性
2.2.3 FBG的光譜特性
2.3 FBG傳感網(wǎng)的復(fù)用
2.3.1 波分復(fù)用
2.3.2 時分復(fù)用
2.3.3 空分復(fù)用
2.3.4 混合復(fù)用
2.4 信號壓縮與重構(gòu)理論及評價指標
2.4.1 CS壓縮與重構(gòu)理論分析
2.4.2 信號重構(gòu)評價指標與方法
第3章 大容量FBG傳感光譜的壓縮與重構(gòu)方法研究
3.1 引言
3.2 FBG光譜壓縮與重構(gòu)算法
3.2.1 光譜信號的自適應(yīng)分割
3.2.2 OMP的光譜重構(gòu)算法
3.2.3 光譜信號自適應(yīng)采樣
3.3 仿真結(jié)果與分析
3.3.1 單峰光譜壓縮與重構(gòu)
3.3.2 多峰光譜壓縮與重構(gòu)
3.4 本章小結(jié)
第4章 大容量FBG傳感網(wǎng)尋址定位方法研究
4.1 引言
4.2 FBG傳感網(wǎng)模型及問題描述
4.2.1 FBG傳感網(wǎng)模型
4.2.2 問題描述
4.3 FBG傳感網(wǎng)尋址定位算法
4.3.1 設(shè)計初始種群
4.3.2 適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計
4.3.3 選擇機制
4.3.4 自交叉操作與動態(tài)變異概率設(shè)計
4.3.5 輔助決策
4.3.6 GTA算法總體流程
4.4 仿真結(jié)果與分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于冗余字典的多特征壓縮感知目標跟蹤算法[J]. 朱甦,薄煜明,何亮. 兵工學(xué)報. 2017(06)
[2]基于光纖光柵的沖擊激勵聲發(fā)射響應(yīng)機理與定位方法研究[J]. 張法業(yè),姜明順,隋青美,呂珊珊,賈磊. 物理學(xué)報. 2017(07)
[3]基于分組三維離散余弦變換字典的植物高光譜數(shù)據(jù)去噪方法[J]. 徐平,肖沖,張競成,薛凌云. 光學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[4]并行可見光焦平面壓縮成像系統(tǒng)[J]. 歐陽瑤,陳靖. 激光與光電子學(xué)進展. 2017(02)
[5]基于分組測量和邊沿濾波的大容量光纖光柵快速傳感系統(tǒng)[J]. 曹品奇,許國良. 中國激光. 2016(10)
[6]改進的多原子匹配追蹤算法處理FBG信號[J]. 陳勇,張玉蘭,劉煥淋,楊凱. 光電子·激光. 2016(06)
[7]Simple PID Parameter Tuning Method Based on Outputs of the Closed Loop System[J]. HAN Jianda,ZHU Zhiqiang,JIANG Ziya,HE Yuqing. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[8]啁啾光纖布拉格光柵電流傳感器[J]. 楊淑連,申晉,何建廷,盛翠霞,賈宏燕,魏芹芹. 光電子·激光. 2015(06)
[9]利用改進的稀疏表示處理FBG傳感信號[J]. 陳勇,楊雪,劉煥淋,楊凱,張玉蘭. 光電子.激光. 2014(10)
[10]基于壓縮感知算法的光柵光譜重構(gòu)及其應(yīng)用特性研究[J]. 蔣善超,王靜,隋青美,林藍波,曹玉強,王正方. 光學(xué)學(xué)報. 2014(08)
博士論文
[1]機械裝備狀態(tài)監(jiān)測的光纖光柵傳感網(wǎng)相關(guān)理論與技術(shù)研究[D]. 張帆.武漢理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于壓縮感知的OFDM系統(tǒng)信道估計算法研究[D]. 程以泰.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于壓縮感知理論的OFDM信道估計研究[D]. 劉偉海.華南理工大學(xué) 2016
[3]基于光纖布拉格光柵的沉降傳感器研究及應(yīng)用[D]. 杜磊.電子科技大學(xué) 2012
[4]一種大量程高精度FBG位移傳感器設(shè)計研究[D]. 魏帥.山東科技大學(xué) 2011
[5]多通道光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)研究[D]. 張俠.武漢理工大學(xué) 2010
[6]光纖光柵傳感器應(yīng)變傳遞特性研究[D]. 周建華.武漢理工大學(xué) 2010
[7]光纖光柵傳感研究[D]. 王靜.華僑大學(xué) 2004
本文編號:3135079
【文章來源】:重慶郵電大學(xué)重慶市
【文章頁數(shù)】:72 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景及意義
1.2 光纖光柵的發(fā)展及分類
1.2.1 光纖光柵的發(fā)展
1.2.2 光纖光柵的分類
1.3 FBG傳感網(wǎng)及其信號處理研究現(xiàn)狀
1.3.1 FBG傳感網(wǎng)的研究現(xiàn)狀
1.3.2 信號壓縮與重構(gòu)的研究現(xiàn)狀
1.3.3 信號尋址的研究現(xiàn)狀
1.4 論文組織結(jié)構(gòu)及安排
第2章 FBG檢測傳感理論研究
2.1 引言
2.2 FBG傳感特性
2.2.1 FBG的應(yīng)變傳感特性
2.2.2 FBG的溫度傳感特性
2.2.3 FBG的光譜特性
2.3 FBG傳感網(wǎng)的復(fù)用
2.3.1 波分復(fù)用
2.3.2 時分復(fù)用
2.3.3 空分復(fù)用
2.3.4 混合復(fù)用
2.4 信號壓縮與重構(gòu)理論及評價指標
2.4.1 CS壓縮與重構(gòu)理論分析
2.4.2 信號重構(gòu)評價指標與方法
第3章 大容量FBG傳感光譜的壓縮與重構(gòu)方法研究
3.1 引言
3.2 FBG光譜壓縮與重構(gòu)算法
3.2.1 光譜信號的自適應(yīng)分割
3.2.2 OMP的光譜重構(gòu)算法
3.2.3 光譜信號自適應(yīng)采樣
3.3 仿真結(jié)果與分析
3.3.1 單峰光譜壓縮與重構(gòu)
3.3.2 多峰光譜壓縮與重構(gòu)
3.4 本章小結(jié)
第4章 大容量FBG傳感網(wǎng)尋址定位方法研究
4.1 引言
4.2 FBG傳感網(wǎng)模型及問題描述
4.2.1 FBG傳感網(wǎng)模型
4.2.2 問題描述
4.3 FBG傳感網(wǎng)尋址定位算法
4.3.1 設(shè)計初始種群
4.3.2 適應(yīng)度函數(shù)的設(shè)計
4.3.3 選擇機制
4.3.4 自交叉操作與動態(tài)變異概率設(shè)計
4.3.5 輔助決策
4.3.6 GTA算法總體流程
4.4 仿真結(jié)果與分析
4.5 本章小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
5.1 全文總結(jié)
5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于冗余字典的多特征壓縮感知目標跟蹤算法[J]. 朱甦,薄煜明,何亮. 兵工學(xué)報. 2017(06)
[2]基于光纖光柵的沖擊激勵聲發(fā)射響應(yīng)機理與定位方法研究[J]. 張法業(yè),姜明順,隋青美,呂珊珊,賈磊. 物理學(xué)報. 2017(07)
[3]基于分組三維離散余弦變換字典的植物高光譜數(shù)據(jù)去噪方法[J]. 徐平,肖沖,張競成,薛凌云. 光學(xué)學(xué)報. 2017(06)
[4]并行可見光焦平面壓縮成像系統(tǒng)[J]. 歐陽瑤,陳靖. 激光與光電子學(xué)進展. 2017(02)
[5]基于分組測量和邊沿濾波的大容量光纖光柵快速傳感系統(tǒng)[J]. 曹品奇,許國良. 中國激光. 2016(10)
[6]改進的多原子匹配追蹤算法處理FBG信號[J]. 陳勇,張玉蘭,劉煥淋,楊凱. 光電子·激光. 2016(06)
[7]Simple PID Parameter Tuning Method Based on Outputs of the Closed Loop System[J]. HAN Jianda,ZHU Zhiqiang,JIANG Ziya,HE Yuqing. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[8]啁啾光纖布拉格光柵電流傳感器[J]. 楊淑連,申晉,何建廷,盛翠霞,賈宏燕,魏芹芹. 光電子·激光. 2015(06)
[9]利用改進的稀疏表示處理FBG傳感信號[J]. 陳勇,楊雪,劉煥淋,楊凱,張玉蘭. 光電子.激光. 2014(10)
[10]基于壓縮感知算法的光柵光譜重構(gòu)及其應(yīng)用特性研究[J]. 蔣善超,王靜,隋青美,林藍波,曹玉強,王正方. 光學(xué)學(xué)報. 2014(08)
博士論文
[1]機械裝備狀態(tài)監(jiān)測的光纖光柵傳感網(wǎng)相關(guān)理論與技術(shù)研究[D]. 張帆.武漢理工大學(xué) 2014
碩士論文
[1]基于壓縮感知的OFDM系統(tǒng)信道估計算法研究[D]. 程以泰.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[2]基于壓縮感知理論的OFDM信道估計研究[D]. 劉偉海.華南理工大學(xué) 2016
[3]基于光纖布拉格光柵的沉降傳感器研究及應(yīng)用[D]. 杜磊.電子科技大學(xué) 2012
[4]一種大量程高精度FBG位移傳感器設(shè)計研究[D]. 魏帥.山東科技大學(xué) 2011
[5]多通道光纖光柵傳感解調(diào)系統(tǒng)研究[D]. 張俠.武漢理工大學(xué) 2010
[6]光纖光柵傳感器應(yīng)變傳遞特性研究[D]. 周建華.武漢理工大學(xué) 2010
[7]光纖光柵傳感研究[D]. 王靜.華僑大學(xué) 2004
本文編號:3135079
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