危险液体检测可移动设备的研究

发布时间：2022-11-06 17:33

　　2001年9月美国发生了911事件,从此以后恐怖组织的威胁愈演愈烈,全球开始进行反恐运动。因为机场、地铁、汽车站等公共场合长期受到恐怖活动的威胁,所以市面上出现了各种各样的检测设备,特别是瓶装液体安全性检测越发受到重视,而现有的检测手段准确度不高,检测效率低下,容易出现检测漏洞。在此背景下,开展对危险液体检测手持设备的研究变得尤为重要。本文首先对现阶段已成熟的危险液体检测技术进行介绍,并比较了每一种方法的使用范围和其优缺点,介绍了电磁波在多层均匀介质中传播与反射的理论,以及机器学习分类算法,然后提出了微波法和电容法两种方案,建立了等效模型并制作了样机,全文以微波法为主要方案,电容法作为对比方案。微波法根据电磁波在不同液体分界面的反射率不同来进行区分,首先在一个宽频带范围内获得不同液体的大量反射率数据,然后加上标签,使用支持向量机SVM训练,使用线性核得到各个维度的权重参数,最后根据决策函数实现分类。根据需要,本文设计并实现了一对工作在0.5GHz~3.5GHz的宽频带微带天线,组装扫频仪模块,实现电源模块和显示模块,并在DSP上实现了噪声消除算法和分类算法,最后开发出样机。电容法依据低... 

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景以及意义
    1.2 危险液体检测技术的发展与应用
        1.2.1 电磁探测法
        1.2.2 X射线探测法
        1.2.3 电化学和生物仿生探测法
    1.3 本文主要研究内容以及结构安排
第二章 微波技术与分类算法
    2.1 微波理论与技术
        2.1.1 微波网络参数
        2.1.2 天线辐射基本理论
        2.1.3 微波多层介质传输理论
        2.1.4 平面电容基本原理
    2.2 分类算法
        2.2.1 逻辑回归
        2.2.2 决策树
        2.2.3 支持向量机
    2.3 本章小结
第三章 硬件设计与算法实现
    3.1 宽频带微带天线的设计与优化
        3.1.1 天线结构的选择
        3.1.2 领结天线的设计和优化
        3.1.3 馈电结构与巴伦的设计
        3.1.4 天线的加工与测试
    3.2 平面电容的设计与优化
        3.2.1 平面电容结构的选择与设计
        3.2.2 叉指电容的仿真与分析
        3.2.3 平面电容的加工与测试
    3.3 检测算法的设计与实现
        3.3.1 分类算法的选择与实现
        3.3.2 基于决策函数的DSP嵌入式程序设计
    3.4 本章小结
第四章 手持式检测系统的设计与样机的搭建
    4.1 系统设计
        4.1.1 模型框架与技术路线
        4.1.2 电源部分的设计
    4.2 各子模块设计
        4.2.1 扫频仪模块
        4.2.2 显示终端模块
        4.2.3 DSP处理器模块
        4.2.4 阻抗测量模块
    4.3 样机的组装
    4.4 分类模型的训练与下载
    4.5 本章小结
第五章 测试结果与误差分析
    5.1 危险液体样本的制作
    5.2 测试步骤与注意事项
    5.3 测试数据
        5.3.1 微波法测试结果
        5.3.2 电容法测试结果
    5.4 误差分析
    5.5 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 总结
    6.2 后续工作展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]天线测量技术及其进展[J]. 胡伟东,陈实,李雅朦,刘阳.  电信技术. 2016(08)
[2]平面电容传感器设计及在材料探伤中的应用研究[J]. 汪蓓蓓,黄云志,刘永洪.  传感技术学报. 2014(07)
[3]基于内部阵列电极的电容层析成像系统[J]. 孙犇渊,王化祥,王丕涛.  传感技术学报. 2013(06)
[4]探地雷达超宽带背腔蝶形天线设计与实现[J]. 郭晨,刘策,张安学.  电波科学学报. 2010(02)
[5]液体安全检查技术综述[J]. 胡海峰,邱丽君,陈志强,张丽,吴宏新.  中国体视学与图像分析. 2009(03)
[6]基于拉格朗日对偶的一类全局优化算法[J]. 吴慧卓,张可村.  西安交通大学学报. 2008(08)
[7]单一平面电容传感器原理与应用[J]. 贺庆之,贺静.  工业仪表与自动化装置. 2001(05)

博士论文
[1]浅地层探地雷达信号处理算法的研究[D]. 孔令讲.电子科技大学 2003



本文编号：3703925