华北水利水电大学学报(自然科学版)

Journal of North China Institute of Water Conservancy and Hydroelectric Power

钢结构软件开发专题

  • 基于Inventor平台的平板钢闸门智能系统设计

    魏群;刘凤莲;尹伟波;

    根据平板钢闸门主要结构的分类,构架了基本构件的形状参数、属性参数和约束形式,建立了各构件与相关构件的关联信息采集、存储和提取的有效方法,以网轴线作为平板闸门的驱动骨架,实现了全部构件的整体联动.平板钢闸门三维建模的数据关联机制实现了构件一处修改、相关构件随之修改的联动形式.该系统以Autodesk Inventor作为开发平台,集计算、建模、出图于一体,通过若干钢闸门设计项目的成功应用,表明该智能设计系统具有广阔的应用前景.

    2013年03期 1-4+129页 [查看摘要][在线阅读][下载 708K]
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  • BIM技术在平板钢闸门三维设计软件研发中的应用

    魏群;魏鲁双;孙凯;

    传统钢结构工作流程常常会造成信息的缺失,在项目各个阶段造成高成本返工,降低效率.BIM技术通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息,通过中心文件的形式共享应用各阶段模型信息,使流程各阶段紧密结合、信息互通,从而提高效率、降低成本.在对BIM技术理解的基础上,开发了钢结构三维设计软件SteelGate,通过构建面向对象的参数化族数据库,建立以设计模型、分析模型、制作模型为一体的钢闸门设计软件系统.

    2013年03期 5-8+129页 [查看摘要][在线阅读][下载 623K]
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  • 钢结构有限元计算的精细模型建立

    魏群;姜华;

    为了克服传统钢结构节点有限元模拟中按照一定的标准将其简化为铰接、刚接和半刚接节点进行处理而与事实不符的情况,基于钢结构节点的实际构造形式建立了精细的有限元模型,并和过去简化处理方式的计算结果进行详细的对比.结果表明,该方法计算结构节点应力和变形情况比较接近实际情况.

    2013年03期 9-12+129页 [查看摘要][在线阅读][下载 790K]
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  • 三维结构CAD图形与虚拟现实文件的转换

    刘尚蔚;张树珺;

    研究利用VRML的虚拟现实语言标准将钢结构CAD图形转换为文本文件,使得复杂的三维图形以抽象的符号信息在VRML环境下表现出来.CAD图形和VRML文件根据各自的定义标准可以互逆生成,这为工程图的相互转化提供了一种实用、有效的方法.

    2013年03期 13-15页 [查看摘要][在线阅读][下载 205K]
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  • 云技术在钢结构工程软件开发中的应用

    魏鲁双;刘尚蔚;

    钢结构工程规模的不断扩大,复杂程度的不断增加,钢构设计软件也随之需要海量数据处理和各专业的协同处理能力.基于云计算基本概念,重点分析云技术在钢结构工程软件中设计、生产以及安装等方面的技术优势,并结合Windows Azure虚拟化平台,分析如何利用分布式计算为钢结构行业软件信息化服务,从软件应用的角度提出了优化钢结构工程软件架构的云计算方法.

    2013年03期 16-18+62页 [查看摘要][在线阅读][下载 247K]
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  • 平板钢闸门数字图形模板库的建立与应用

    尹伟波;孙凯;魏鲁双;

    针对目前钢闸门三维可视化建模速度慢、效率低的现象,提出了平板钢闸门的主要结构形式及其在三维建模中的控制参数和约束条件,并构建了属于平板钢闸门不同层次、不同级别包括图形和关联信息的数字图形模板库.该模板库中每个级别模板的组成构件都能自由拆卸、自动拼装,使得整个钢闸门设计处于灵活组装拆分的模式,并能够达到知识积累和经验积累的目的,大大提高了设计效率和设计精确度.

    2013年03期 19-21页 [查看摘要][在线阅读][下载 375K]
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  • 钢结构通用连接板设计技巧

    周伦钢;高阳秋晔;魏群;

    钢结构连接板是钢结构工程中最重要的部件,因其必须适应结构形式多样、受力状态复杂的需要,故其加工尺寸和精度的要求也复杂多样.为此,提出了一种钢结构通用连接板的设计方法.该方法通过多个层次确定连接板的属性及参数,并将连接板的材料属性、应用范围、外形轮廓、板厚、焊缝以及连接孔的纵横排列、孔径、方位均做参数化处理,可灵活组合,也可准确定位,能适应正交、斜交、坡度变化的各种连接方式.按此方法设计的连接板是信息化模型,涵盖了连接板设计的所有环节.把该方法运用到软件开发中,取得了良好的效果.

    2013年03期 22-24页 [查看摘要][在线阅读][下载 382K]
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  • Inventor平台上平板钢闸门自动出图与尺寸标注

    尹伟波;靳丽辉;魏群;

    针对工程图自动化出图过程中出现的问题,提出了一种平板钢闸门自动出图和尺寸标注的方案.即在平板钢闸门三维信息模型的支持下,确定了三维数据在二维空间的投影;利用局部坐标系进行定位,利用尺寸定位对图纸进行自动尺寸标注,并利用Inventor平台提供的API使用VB.Net,C#等编程语言编写了自动出图程序.

    2013年03期 25-28页 [查看摘要][在线阅读][下载 222K]
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  • 钢结构施工过程动态可视化仿真软件的开发与应用

    姜华;仝亮;高阳秋晔;

    在复杂桥梁工程架设施工过程中,为保证施工人员能快速检索到所需的各类信息和掌握工程的关键施工技术,以钢桁梁桥为例,开发了可视化的仿真软件系统.实现了数据库数据对可视化仿真模型的调用和控制,使各种控制数据直观地显示在可视化仿真窗口中;实现了施工管理信息化,提高了施工管理的效率;具有对工程关键技术的预演与记录、大场景施工再现等功能.该软件系统适用于各类钢结构工程,可实现现代化施工管理的精细化、自动化.

    2013年03期 29-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
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  • 大型复杂钢桁桥梁三维精细建模

    姜华;彭运动;于欢;

    在规模大、构件布置复杂的钢桁加劲梁桥设计和施工过程中,平面图纸的抽象性和效果图视角的局限性对决策者是一种限制.结合坝陵河特大钢桁梁桥工程,以Autodesk CAD为平台对其建立三维精细模型,对桁架各杆件的连接部位进行预拼装,对杆件和节点设计进行对接校核,经数据转换直接生成可视化的虚拟现实模型.建立的坝陵河特大钢桁桥梁空间模型可以为决策者提供可视化的分析平台,为科学决策提供技术支持.

    2013年03期 33-36页 [查看摘要][在线阅读][下载 377K]
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  • 钢结构三维软件坐标系统的建立与转换

    孙凯;魏鲁双;周伦钢;

    CAD环境下进行钢结构三维可视化设计,需要在三维空间的全局坐标系下工作,但是在三维空间内建立的各个钢结构构件,均必须在构件的用户坐标系下完成,因此各构件的局部坐标与整体坐标系之间存在错综复杂的相互转换和计算.讨论了建立和转换坐标系的方法,给出了钢结构设计及详图软件中两类坐标系的转换流程,并应用于实际工程,证明了该方法的有效性和可靠性.

    2013年03期 37-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 279K]
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水利工程

  • 甘肃省近48年春旱时空变化趋势分析

    马建琴;韩曦;

    甘肃省春旱频发,针对已有的文献对春旱趋势特征研究的不足,选取甘肃省境内的30个气象台站1962—2010年的月降水数据,基于标准化降水指数,采用Mann-Kendall非参数趋势检验法和小波分析等方法对甘肃省春季SPI的时空变化特征和周期特征进行研究.结果表明:甘肃省春季SPI以-1.16/10 a的速度下降,春季干旱呈加快趋势;甘肃省春季干旱发生频率为41%,中旱以上发生频率约为20%,重旱以上发生频率约为3.6%;春季SPI以13 a为主周期变化;全省春旱呈现自西北地区向东南地区加速的趋势,其中以陇南地区春旱加速趋势最为明显.研究结果可为甘肃省抗旱减灾提供决策参考.

    2013年03期 40-43页 [查看摘要][在线阅读][下载 287K]
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  • 基于聚能随进技术的冰凌爆破数值模拟及试验研究

    孟闻远;刘鑫;胡俊强;

    基于聚能随进破冰器及LS-DYNA数值模拟技术,研究了给定量炸药在水下不同装药深度爆炸时水体表面20 cm厚的冰体的破坏特征,分析了冰面、冰内爆炸与冰下爆炸的结果,可知冰下爆炸的效果要比冰面及冰内爆炸的效果好得多,并将数值模拟结果与现场试验结果进行了对比,验证了数值模拟的可靠性.研究结果对基于聚能随进技术的破冰器材的型号研发系列化有很好的指导意义.

    2013年03期 44-47页 [查看摘要][在线阅读][下载 371K]
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  • 基于聚能随进技术的冰凌爆破阵列数值模拟

    胡俊强;孟闻远;刘鑫;

    基于聚能随进技术的爆破方案,利用ANSYS/LS-DYNA软件建立了组合冰凌爆破模型,通过数值分析,得到了冲击波峰值压力与时间的函数关系,计算可知峰值压力与理论计算结果基本吻合;分析了冰体在组合炸药水下爆炸荷载下的应力分布,研究了整个水下爆炸过程.结果表明,目标冰体完全破碎,破碎冰块直径较小,与试验结果基本吻合.可为黄河及黑龙江等区域冰凌水下爆破技术的研究与应用提供参考.

    2013年03期 48-50页 [查看摘要][在线阅读][下载 309K]
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  • 泾河流域水沙特性空间尺度变化分析

    崔小红;周祖昊;邱林;

    对泾河流域的水沙特性进行分析,是以黄土高原地区水土保持、防洪减沙为根本出发点,并为黄土高原综合治理提供依据.基于大量的观测数据,选取了泾河流域集水面积218~40 281 km2的16个水文站点1979—1990年的逐日水沙过程资料,运用统计的方法,系统分析了泾河流域不同空间尺度上的两个主要水沙要素(输沙率和侵蚀模数)的均值、方差、变差系数、偏态系数的变化规律,并对尺度转换和尺度分析问题进行初探.结果表明,泾河流域空间尺度的变化对输沙率的影响很大,集水面积与输沙率成正比;侵蚀模数与集水面积之间不是一个固定的关系,总的趋势是在小流域范围内侵蚀模数出现波动,在中、大流域范围内时侵蚀模数与集水面积呈现反比的关系.表明不同尺度下,水沙运动要素呈现出不同的变异特性,反映了水沙运动的尺度效应.

    2013年03期 51-54页 [查看摘要][在线阅读][下载 368K]
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  • 弧底梯形渠道收缩水深计算方法的简化

    滕凯;张丽伟;

    弧底梯形断面明渠收缩水深的计算需完成超越方程求解,针对传统算法(图解法、试算法)存在的计算过程繁琐、成果精度不高等问题,对弧底梯形断面明渠收缩水深基本计算方程变形、整理后的超越函数进行优化拟合替代,以最小标准剩余差为目标函数,在工程适用的参数范围内,经逐次逼近拟合分析及计算得到了表达形式简单、求解精度较高的近似公式.利用该公式计算弧底梯形断面明渠收缩水深,明显提高了工作效率,进一步提高了计算精度.

    2013年03期 55-58页 [查看摘要][在线阅读][下载 161K]
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  • 新疆藏桂乡支渠防渗设计中主要参数问题研究

    田林钢;努尔曼古丽·艾尔肯;阿不力米提;

    新疆藏桂乡支渠老化过于严重,虽每年修补,但未能彻底解决问题,设施也无法配套完善,渠道也没有采取防冻胀及防渗措施.因此,在藏桂乡支渠防渗配套建设工程防渗改造设计中,以满足不冲、不於条件为前提,以渠道的边坡系数、糙率、渠堤超高为设计参数,对渠道的断面、渠底和边坡底板的衬砌进行了设计.并通过水力计算,确定了渠深;对渠道进行抗冻胀设计,得出了渠底和渠坡防冻层的厚度.经过此渠道防渗设计,得到了可行的最优设计结果.

    2013年03期 59-62页 [查看摘要][在线阅读][下载 122K]
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  • GIS在水文水资源领域中的应用研究

    张海廷;

    GIS是管理和研究水文空间数据的重要应用系统,为水文水资源领域的研究和开发做出了重要贡献.分析总结了GIS在水文情报预报及防洪减灾、水文资源空间管理和决策支持系统研究、水环境管理、水污染控制规划、给水管网信息管理系统研究等5个方面的应用.从加强GIS应用规范和标准的研究、建立水文水资源地理空间数据库、建立水文水资源空间决策支持系统、促进GIS与水文水资源专业模型的融合等4个方面对GIS在水文水资源中的应用进行了展望.

    2013年03期 63-66页 [查看摘要][在线阅读][下载 108K]
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地质资源与地质工程

  • 边坡治理综合评价方法研究

    赵二平;曹秀军;

    边坡治理与工程安全、环境和经济效益密切相关.通过对边坡治理工程中经济、技术和环境的影响分析,引入边坡治理效果的综合评价体系,进而建立以层析分析法、直觉模糊集理论为基础的边坡治理综合评价方法,并结合实例阐述该方法的应用过程,验证该方法的可行性、适用性和有效性,同时也为边坡治理工程设计提供了科学依据和参考.

    2013年03期 67-69页 [查看摘要][在线阅读][下载 147K]
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  • 南水北调中线工程段弱膨胀土的动力学性质研究

    湛川;李刚;刘莹莹;

    膨胀土在我国分布广泛,掌握膨胀土的动力学特性有重要的理论和工程意义.以南水北调中线工程禹州段弱膨胀土为研究对象,通过循环动单剪试验,研究固结压力和振动频率分别对弱膨胀土的动剪切模量和阻尼比的影响.试验结果表明:随着固结压力的增大,动剪切模量和阻尼比都增大;随着振动频率的增大,动剪切模量增大;对同一剪应变,频率愈低,阻尼比愈小,频率愈高,阻尼比愈大;随着剪应变的增加,试件的阻尼比逐渐增大.

    2013年03期 70-73页 [查看摘要][在线阅读][下载 467K]
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  • 点云数据多站拼接在水利工程测绘中的应用

    张永光;刘豪杰;尹小磊;刘朋俊;

    常用的点云数据拼接方法均存在不同程度的误差,最近点迭代算法可实现点云数据多站自动拼接,提高拼接精度.为了分析该拼接方法应用于水利工程测绘中的有效性和可行性,以某调水工程大坝坝址边坡1∶500地形图测绘为例,采用Riegl VZ 1000地面激光扫描仪,采取在野外现场实地扫描和GPS RTK实测地形特征点相结合的作业方案,结合其自带的Riscan Pro软件,统计同名点拼接后的高程差值.结果表明,该拼接方法可以满足《水利水电工程测量规范》(规划设计阶段)(SL 197—97)对于1.0 m等高距地形图高程精度的要求.

    2013年03期 74-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 153K]
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  • 河南省砂姜黑土土壤剖面特征及利用改良建议

    刘海艳;李跃鹏;

    砂姜黑土是河南省主要的中低产田类型,共划分为2个亚类,8个土属,分析了各土属的分布范围及土壤剖面特征.河南省砂姜黑土质地比较黏重,土壤结构以块状和棱块状为主,表层根系较多;用稀HCl溶液(100 mol/L)检验土壤有无石灰反应,用比色法测定土壤pH值,发现砂姜黑土有无石灰反应及pH值大小与其亚类的划分有关.针对河南省砂姜黑土的土壤剖面特征,通过深施有机肥、广种绿肥作物、合理耕作及客土法等途径对砂姜黑土进行改良.

    2013年03期 78-81页 [查看摘要][在线阅读][下载 104K]
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动力工程

  • 基于MATLAB实现同步电机自同步并列的仿真

    许强;陈巧玲;侯永辉;钱俊良;宋喆;

    计算机仿真技术已成为电力系统研究、规划、设计和运行等方面的重要方法和手段.为将计算机技术用于同步电机并列仿真,基于同步电机在abc坐标系统下的电压方程,经过派克变换简化,得到dq0坐标下表示的同步电机状态空间方程.利用MATLAB工具并以一个具体实例详细说明了自同步并列的仿真步骤.仿真结果表明,自同步并列时,即使在投入电机的同时投入其励磁,也不会给电机带来更大的冲击.因此,自同步并列可以作为处理系统事故的重要措施之一,对工程实际也具有一定的意义.

    2013年03期 82-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 473K]
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  • 配电网静止同步补偿器无功电流检测方法的研究

    平增;张忠锋;张娟;张辉;张良学;

    在配电网中,利用具有快速响应特点的配电网静止同步补偿器(STATCOM),可以很好地让配电网的电能质量得到改善.配电网静止同步补偿器的各种控制方法需要首先对无功电流进行检测,对无功电流的检测是STATCOM最核心的环节.基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法是目前应用最广泛的方法之一,但是在电压畸变的情况下,其检测结果不理想,所以在综合p-q和ip-iq2种检测方法的基础上,采用了一种新的检测方法.该方法采用无锁相环ip-iq法实现基波电压检测,然后对基波电压进行p-q运算,从而实现STATCOM无功电流的准确检测.

    2013年03期 86-89页 [查看摘要][在线阅读][下载 226K]
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  • 家用空调外机生产线节能降耗研究

    杨波;王保华;李玉蕾;

    从3个方面对家用空调外机生产线的节能和提效做了改善和提高:在空调生产线的灌注环线上,设计了冷媒回收利用;对商检测试环线上的运行节拍进行了计算和总结,找出了制约运行节拍的因素并做了改进;对生产线上的减速电机选型做了对比,得出了更适合生产线使用的型号.

    2013年03期 90-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 163K]
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机械工程

  • 基于3DS MAX和Virtools的胎带机支承装置虚拟仿真技术研究

    韩林山;马敬丽;钟艺谋;

    在Windows7操作系统上,以AutoCAD二维图形为基础,利用Solidworks软件建立胎带机支撑装置的模型并进行装配,导入3DS MAX环境中,采用3DS MAX技术实现了胎带机支承装置三维模型的贴图、渲染和动画制作,并利用Virtools虚拟技术进行人机交互,真实再现设计实体,解决了实体模型的建立、导入以及人机交互实时渲染等关键技术.研究表明,采用3DS MAX和Virtools技术开发胎带机支承装置,可方便地在操作过程中发现问题,及时地对其进行优化设计,从而缩短设计周期、降低设计成本、提高设计质量,对指导工程施工和科学技术研究提供一种先进快捷的手段,对其他机械产品的设计具有指导意义.

    2013年03期 92-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 320K]
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  • 二甲醚均质充量与柴油喷射复合燃烧方式对发动机性能的影响

    孙志强;金阳;段俊法;李巧英;

    为优化内燃机燃烧,在一台高压共轨增压中冷柴油机上进行了二甲醚均质充量与柴油复合燃烧对降低发动机的NOx和碳烟排放的研究,并与单独燃烧柴油的发动机性能进行了对比研究.试验结果表明,在二甲醚供给量控制在不发生爆震燃烧的前提下,在低负荷时,复合燃烧方式的有效热效率比单独燃烧柴油时稍低,相差很小;在大负荷时,复合燃烧方式比单独燃烧柴油的有效热效率显著提高.说明二甲醚作为一种新型燃料,对于大幅降低柴油发动机的NOx排放和碳烟排放是非常有效的.

    2013年03期 96-99页 [查看摘要][在线阅读][下载 295K]
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  • 直接造型法生成齿轮方法的改进

    韩素兰;袁丽娟;

    在对直齿圆柱齿轮进行三维建模时,可通过利用插件、编程、其他软件和直接造型法来实现,每种方法各有优缺点.直接造型法选用圆弧曲线代替轮齿渐开线直接成形,直接、方便、易用.但该方法近似地以每个齿廓在分度圆上的弦长代替了弧长,存在一定的误差,直径越小、齿数越少,误差越明显.所以,对该方法进行改进,以轮齿的齿廓在分度圆上所对应的圆心角,准确找出轮齿齿廓在分度圆上对应的点.以此改进后的建模方法生成的齿轮,误差更小、更接近于实际,相比其他建模方法更优.

    2013年03期 100-101页 [查看摘要][在线阅读][下载 121K]
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  • 法向承力锚安装过程的动力研究

    冯倩;孙克俐;

    法向承力锚是一种适用于深海的新型系泊基础.为研究其安装过程中外界因素的影响,采用显式动力分析软件ANSYS/LS-DYNA建立了法向承力锚嵌入土体动力模型,对嵌入过程进行了仿真计算分析.结果表明:拖曳速度增大到0.8 m/s之后,嵌入海床面以下2.5 m时,所需拖曳力将趋于稳定;设计锚径角最大不能超过60°,推荐采用45°~55°的锚径角.仿真结果反映了法向承力锚的基本特性,整个安装过程的模拟实现对法向承力锚的结构优化起到了重要作用.

    2013年03期 102-105页 [查看摘要][在线阅读][下载 343K]
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  • 基于SolidCAM的安装底座零件的数控仿真加工

    吴金妹;彭晗;王亚辉;王娜;

    通过对安装底座类零件进行结构分析与设计,采用Solidworks自动建立三维实体模型,然后用SolidCAM插件中的CAM功能模拟刀具的加工路线和零件的加工过程,生成G代码,最后导入斯沃仿真软件中实现了动态仿真加工.结果表明,利用SolidCAM的数控辅助加工,可以加快编程速度,能较好地满足精度的要求,提高了加工质量和设计生产效率.

    2013年03期 106-109页 [查看摘要][在线阅读][下载 406K]
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  • 基于LabVIEW的温室大棚监测与控制系统设计

    谷宇希;孟先新;杨道华;王丽君;

    基于虚拟仪器技术和LabVIEW软件,设计研发了温室大棚智能监测与控制系统.该系统采用AT89S54主控制器,实现对温室大棚内部作物生长环境的控制;以LabVIEW 2010为软件开发平台,采用可视化编程和数据库技术,向温室大棚工作人员提供一种优质的人机交互界面和简易的操作平台,实现了对温室参数的采集、处理、显示、存储、查询以及模拟控制等功能.

    2013年03期 110-112页 [查看摘要][在线阅读][下载 244K]
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基础理论研究

  • 虚拟场景中的动态景物仿真

    刘雪梅;朱齐亮;张楠;

    在虚拟场景中,添加适当的动态景物将大大增强场景的生动性和逼真性.针对目前虚拟场景中多为静态景物,动态景物较少,缺乏生动性问题,给出了多种动态景物仿真技术,主要包括:具有各种动作的人物动画,运行中的设备动画,烟雾、喷泉等不规则动态景物仿真方法,人物与动态景物的交互效果仿真方法等.所述方法和交互技术具有很好的实用性,容易集成到各类虚拟场景中.

    2013年03期 113-116页 [查看摘要][在线阅读][下载 447K]
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  • 轻量级RFID中间件的设计与实现

    刘建华;陈欢欢;

    为了降低RFID中间件部署配置的复杂性、提高运行效率和性能、适应中小型项目的需要,总结了轻量级RFID中间件应具备的核心功能,并设计了轻量级RFID中间件的体系结构.利用Java语言实现了这个轻量级RFID中间件,该RFID中间件结构清晰、占用系统资源少、性能良好.

    2013年03期 117-120页 [查看摘要][在线阅读][下载 358K]
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  • RFID系统中的CRC算法的研究与设计

    陈燕;郭锋;

    在RFID系统中数据传输常采用16位循环冗余校验.利用FPGA的并行机制提出了一种可计算多字节的并行CRC算法.该算法通过超前位计算得到单字节的并行CRC算法,再通过计算CRC的公式推导出字节级联算法,从而得到多字节的并行CRC算法.在FPGA上运行的结果表明,该算法虽然占用了较大的硬件空间,但算法速度大大优于串行CRC算法,因此该算法提高了RFID系统的编解码速度.

    2013年03期 121-124页 [查看摘要][在线阅读][下载 266K]
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  • 基于PCA的改进SIFT特征提取算法

    冯博;

    提出一种改进SIFT算法,该算法主要针对传统SIFT算法数据量大、耗时长的问题,利用主成分分析法对SIFT算法进行改进,降低了SIFT算法提取的特征维数,并结合人脸数据库进行算法验证.结果表明,改进SIFT算法不仅具有亮度变化、旋转和尺度不变性,而且较原算法更稳定、精确、快速.

    2013年03期 125-128页 [查看摘要][在线阅读][下载 256K]
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