基于容栅传感器和单片机的检测系统

对常用容栅式数显百分表原理进行了研究,在肯定其数据采集方法合理和有效的同时,提出了如何采用数字式示波器对数显百分表中容栅式传感器的输出信号进行分析,进而构建了以数显百分表为前端传感器,以AT89S52单片机为主控单元的信号采集和数据处理检测系统;以LCD准确、实时地显示采集数据硬件系统和如何应用单片机C语言进行软件编程提供了新思路.构建的硬件检测系统电路结构简单、成本低;结合数字示波器对输出信号的测量过程,有助于理清软件编程思路,所编程序可读性强.     

微弱电信号检测分析综合实验平台建设

为改善微弱生物信号处理,构建了微弱电信号检测分析实验平台。依托专业在相关科研领域的优势,自行开发了精密信号调理电路、多通道接口电路和数据处理系统,将多台高性能微弱信号处理仪器连接为一个综合平台,在统一操作界面的控制下,对MEMS生物芯片或MEMS物理传感器中的微弱信号进行检测,或对学生自研的电路进行测试、诊断和评估。系统采用开放式结构,可以继续扩展新接口、暂时屏蔽部分功能、临时设置特殊行为或模拟产生各类故障,真正将抽象概念或理论与生动的实际联系起来,培养学生解决复杂问题或排除隐蔽故障的能力,实现交互式自主实验,满足多样性教学需求,为多门课程提供良好服务。     

典型矮塔斜拉桥地震风险概率评估方法研究

鉴于矮塔斜拉桥受力性能的特殊性,引入增量动力分析（IDA）和拉丁超立方体抽样（LHS）评估该结构在地震激励下发生损伤的风险概率。首先采用LHS考虑桥梁构件材料的随机性,与事先选取的地震波相结合形成桥梁-地震动样本集合;其次在确定桥梁有限元模型主要构件损伤指标的基础上采用基于蒙特卡罗（MC）抽样的IDA进行地震易损性分析和地震风险概率评估。为验证方法的正确性和有效性,对一预应力混凝土独塔双索面矮塔斜拉桥结构模型进行地震风险概率评估,结果表明:该方法既充分考虑了材料和地震输入双重随机性又避免了繁琐的积分过程,同时也提高了工程计算的效率及精度。     

Hedgehog信号通路对成骨细胞分化和骨形成的影响及不同方式运动的调控

摘要：目的：探讨Hedgehog信号通路在调控骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells, BMSCs)增殖、成骨细胞(Osteoblast,OB)分化和成骨能力、骨形成中的生物学调控作用以及运动训练的影响。方法：48只4周龄C57BL/6雄性小鼠,适应性喂养1周后随机分为：对照组（C组）,游泳组（S组）和下坡跑组（D组）,每组16只。S组和D组分别进行游泳（45 min/d,5 d/周,共8周）和下坡跑（坡度-9°,45 min/d,5 d/周,共8周）训练。最后1次训练结束后,断颈椎处死小鼠,利用RT-PCR法检测骨中相关细胞因子mRNA表达;利用SRB染色检测BMSCs增殖能力;利用ALP染色和Von Kossa染色检测OB分化和矿化能力;利用Hologic Discovery A骨密度仪检测骨密度。结果：与C组相比,S组小鼠骨中Ihh(P＜0.05)和Shh(P＜0.05) mRNA表达均出现显著上调,第2 d(P＜0.05)和第4 d(P＜0.01) 的BMSCs数量、OB ALP活性(P＜0.01)均出现显著升高;与C组相比,D组小鼠骨中Ihh(P＜0.01)、Shh(P＜0.01)、Ptch(P＜0.01)和Smo(P＜0.01) mRNA表达均出现显著上调,第2 d(P＜0.01)和第4 d(P＜0.01) 的BMSCs数量、OB ALP活性(P＜0.01)、OB矿化能力(P＜0.01)和BMD(P＜0.01)均出现显著升高;与S组相比,D组小鼠骨中Ihh(P＜0.05)、Shh(P＜0.05)、Ptch(P＜0.05)和Smo(P＜0.05)mRNA表达均显著上调,第2 d(P＜0.01)和第4 d(P＜0.01) 的BMSCs数量、OB的ALP活性(P＜0.05)、OB矿化能力(P＜0.05)、BMD(P＜0.01)均出现显著升高。结论：运动干预可通过Hedgehog信号通路调控BMSCs增殖和OB分化及成骨能力从而促进骨形成,且下坡跑作用效果优于游泳。     

SmartRolling: A human–machine interface for wheelchair control using EEG and smart sensing techniques

Smart wheelchairs based on brain–computer interface (BCI) have been widely utilized recently to address certain mobility problems for people with disability. In this paper, we present SmartRolling, an intuitive human–machine interaction approach for the direct control of robotic wheelchair that jointly leverages EEG signals and motion sensing techniques. Specifically, SmartRolling offers two wheelchair-actuation modes for users with different physical conditions: (1) head motion only — people who are severely disabled but able to do basic tasks using eyes and head, and (2) head and hands motion — in addition to type 1, people who can use functioning hands/arms for extra tasks. The system issues operation commands by recognizing different EEG patterns elicited by motor execution (ME) tasks including eye blink, jaw clench, and fist open/close, while at the same time estimates users’ steering intentions based on their facing direction by leveraging inertial measurements and computer vision techniques. The experiment results demonstrate that the proposed system is robust and effective to meets the individual’s needs and has great potential to promote better health.     

金标银染基因检测方法中杂交信号的提高

研究了金标银染基因检测方法中的影响因素以及提高DNA杂交信号的途径. 在"三明治"杂交系统中, 着重研究了氨基DNA探针和纳米金标记巯基DNA探针对杂交的影响. 随着氨基探针浓度的增加, 杂交信号增加, 探针达到一定浓度后信号不再增加, 形成一个平台, 说明连接于玻片表面的探针已达到饱和. 由于纳米金颗粒空间位阻效应的影响大于纳米颗粒表面积的影响, 标记的纳米金颗粒越大, 杂交信号越弱. 而随着金标巯基DNA探针浓度的增加, 杂交效率显著增加, 导致杂交信号提高. 优化后的杂交条件为: 氨基DNA探针浓度为125 μmol/L, 纳米金粒径为15 nm, DNA标记后的纳米金颗粒浓度为4. 07 nmol/L. 通过上述杂交条件优化, 可提高杂交银染的信号.     

一种新型温控系统设计

以热电阻炉温控制为对象。提出一种集成设计的新方法。采用与热电阻Pt100配套的专用集成信号调理器AD693进行前置信号处理。采用AT90CAN128单片机为控制系统核心,完成数字信号分析、计算,控制信息输入输出,协调个部分工作。采用专家系统控制算法,对被控对象进行在线自整定,智能调节PID参数。     

基于小波变换的信号消噪

通过对噪声特性的分析并用小波的方法对信号进行消噪处理,结合去噪原理讨论和比较了实际应用中对小波基及阈值规则的合理选取问题。结果表明,这种方法在改善信噪比的同时,又保持相当高的时间分辨率,并且计算简单,有很好的去噪效果。     

数字信号处理教学演示系统设计

数字信号处理课程是一门理论性较强的专业基础课,针对学生在学习此课程的过程中存在对抽象知识点难以理解等问题,基于Matlab GUI仿真平台设计了一款数字信号处理教学演示系统。该系统涵盖了运算、卷积、傅里叶变换、信号采样与重构、数字滤波器设计等经典算法以及语音信号处理综合案例。在教学演示过程中,该系统可灵活地进行参数调整,并可生成可执行文件,方便教学应用演示,同时有利于师生互动,帮助学生加深对重点、难点知识的理解,提高课堂效率。     

PBL在“测量原理”课程中的应用与探索

"测量原理"是测控技术与仪器专业的一门学科基础课。由于测量科学技术形态的复杂性和课堂讲授学时的限制,该课程采用抽象的、形式化的公式语言符号来表达一种凝练的知识结构,将各种测量原理和方法的外延知识最大限度地化简,因而教学难度极大。为了让学生更好地理解课程的各重难点知识,特引入PBL教学法,通过问题引导学生积极深入地思考,从而领会更加透彻,掌握更加牢固。首先系统梳理课程知识点,通过分析测量信号区别度这个知识点的特点,将"什么是区别度"和"为什么研究区别度"两个根本问题细化为10个具体问题进行教学实践,取得了良好的教学效果。