基于SimpliciTI的无线智能热量表硬件设计

为解决物联网智能家居系统中热计量节点设备的实现,提出一种无线智能无磁热量表的硬件设计方案.方案基于源代码开放的低功耗无线网络协议SimpliciTI,主控制器采用自带Scan-If模块的低功耗微处理器MSP430FW427,RF收发器采用工作于2.4GHz ISM频段的高性能收发器CC2520.该方案不仅解决了SimpliciTI无线网中热计量节点的实现,也为智能热量表的其他无线解决方案提供了有益的参考与借鉴.     

基于ZigBee的远程监测系统

针对环境信息监控的特点,设计了基于低功耗 ZigBee 无线通信技术的多参数远程监控系统.通过在监测区域部署 ZigBee 网络,将监测数据汇集到嵌入式测控系统,实现了统一的数据管理和网络路由监测功能.文中给出了硬件和软件的设计方案.系统具有监控设备组网灵活、拆移便捷,节点成本低,网络容量大等优点.对于温度的监测实验结果表明,该系统性能稳定,可广泛应用于各领域的环境参数自动监测.     

车载式环境监测系统的设计

为了及时有效的监测环境,提供有利的环境数据,设计了一种车载式环境监测系统,通过噪声传感器、粉尘传感器及气象传感器采集环境中的噪声、扬尘(PM2.5和PM10)及气象(风速、风向、雨量、气压、温度和湿度)参数,利用STM32F103的主控板进行数据处理,再通过WCDMA WIFI路由器传输将得到的环境数据上传,最后通过相机字符叠加、LED屏幕或平板电脑进行数据发布。此外,本系统附加了报警指示灯的功能和视频监控设备周围环境的功能。该系统环境数据采集稳定,实时性较高,可应用于移动式监测,是对现有定点监测的有效补充。     

基于Cortex-M0的无线高精度温湿度智能传感器

通过分析气象数据采集系统的功能需求,确定了无线高精度温湿度智能传感系统总体设计方案,文章介绍了该方案的软硬件设计与实现。该系统以超低功耗ARM Cortex-M0架构的LPC1114为主控芯片,配合低功耗、16位串行A/D转换芯片AD7792以及超低功耗、具自动应答及自动重发功能的单片式2.4 GHz的无线射频芯片NRF24L01等实现无线通信、高精度测量、自动采集和实时处理等功能,它与现有气象数据采集器相比,具有体积小、功耗低、组网灵活和测量精度高等特点。实验测试结果表明,本智能传感器工作稳定可靠,并具有足够的精度,达到了预期的设计目标。     

基于CMOS TSMC0．25μm工艺的2．4GHz频率合成器

为了能满足2.4 GHz频段蓝牙无线通信标准,采用互补型金属氧化物半导体(CMOS)TSMC0.25μm工艺,设计了一个全集成的2.4 GHz工作频率的频率合成器.重点分析和设计了锁相环(PPL)中核心器件压控振荡器(VCO)和频率分频器两个高频电路,其中,压控振荡器采用交叉耦合的LC振荡器结构以减少相位噪声和面积,频率分频器采用增强型的移相技术,以提高工作频率和稳定性.实验数据表明,压控振荡器的相位噪声以及系统的锁定时间皆可满足2.4 G频段的无线通信需求.     

生产监控的嵌入式无线智能传感器网络的开发

针对传统的生产监控存在浪费和效率低下等问题,在IEEE802．15．4无线通信协议的基础上,根据系统低功耗的需求,设计并实现了与生产监控软件相配套的具有两级结构的新型无线智能传感器网络,它能完全反馈终端设备所有信息;在软件设计中采用了一个简单的多任务操作系统,并在无线通信协议中定义了两个无线通信信道：一个用于数据;另一个用于控制、仲裁和时间同步。实验结果证明,该方法简单易行,既能保证设备的生产效率,又能获得满意的数据传输准确率和数据传输速率。     

全球卫星导航系统接收机的正交二分频器设计

将全球卫星导航系统(GNSS)接收机用于手持移动设备必须降低正交二分频器等大功耗模块的功耗,因此,本文提出了工作于1V电压以下的正交二分频器.使用提出的正交二分频器可使电路在各工艺角下高速稳定的工作,并大大降低模块的功耗.首先,介绍已有的高速二分频器.接着,计算了所提出结构的直流静态偏置,并对提岀的锁存器进行小信号建模和分析.最后,根据小信号模型分析得到的条件和GNSS接收机的应用要求,设计了提出的低功耗结构.实验结果表明:提出的二分频器最高工作频率为6.55 GHz,最低可工作到0.25 GHz,消耗电流为0.8mA,占用面积为0.014 4 mm2.提出的电路结构在0.13 μm CMOS工艺上实现,可稳定工作于1V电压下,目前已成功应用于低功耗的移动GNSS接收机中.     

基于CHRT 0.18 μm CMOS工艺的5 GHz低噪声放大器

针对5 GHz频段无线局域网通信标准的市场需求,提出了一种基于源端电感退化的低噪声放大器(LNA)。设计采用了新加坡特许半导体(CHRT)提供的0.18μm互补型金属氧化物半导体(CMOS)工艺库,并对设计结果进行了流片测试验证。重点分析了基于源端电感退化的低噪声放大器的关键参数与性能折中,包括输入噪声匹配、密勒效应(miller effect)对噪声性能造成的影响,以及解决方案等在射频低噪声放大器设计中至关重要的因素。研究结果表明,噪声系数(NF)、线性度以及增益等关键指标皆可满足5GHz无线通信的需求;其中噪声系数(NF)在超低功耗条件下(Pcom<4 mW),可以达到3 dB以下。     

基于ZigBee技术的温室环境远程监测系统设计

根据温室环境的应用需求,设计了温室环境远程监测系统,该系统由温室无线监测网络和远程数据监控中心2部分组成.采用以JN5148无线微处理器为核心的传感器节点开发策略,构建基于ZigBee协议的无线监测网络;采用ARM7微处理器LPC2214开发的网关节点实现数据汇聚和GPRS通信方式的远程数据转发.通过应用表明:系统性能稳定,在数据采集和传输等方面均达到了设计要求,有效简化了现场设备安装与拆移等过程,使之更适合温室环境数据监测的需要.     

基于PSф8的无线传输的太阳能衡器系统

本文介绍了集成高精度时间数字转换器(TDC)的PSф8单芯片衡器解决方案.阐述了PICOSTRAIN测量原理,给出了利用PSф8设计的符合OIML Ⅲ精度等级的衡器系统;本系统采用电阻应变式称重传感器,利用太阳能供电,通过2.4GHz频段进行数据无线传输.     

基于NB-IoT的智能安全报警系统设计

当今人们对于居住场所安全性要求越来越重视,而现有大部分防盗报警设备数据通信交互不足。针对这一问题,设计了一种基于新兴无线通信技术NB-IoT(窄带物联网,Narrow Band Internet of Things)的低功耗实时报警系统,实现了商铺、云平台、客户端三者之间的信息交互。根据NB-IoT网络数据透传模式无需重新建网的特点,设计了新型智能报警监控系统,该系统终端应用STM32F103R8超低功耗芯片作为主控制器,通过人体红外传感器实现与监测终端的数据通信交互,实现了客户端对商铺的远程监控。在商家店铺实地测试的结果表明:系统稳定可靠,低功耗模式下功耗平均值低至78.500 mW。该系统的研发为未来的安防控制提供了技术保障。     

基于PSф8的无线传输的太阳能衡器系统

本文介绍了集成高精度时间数字转换器(TDC)的PSф8单芯片衡器解决方案.阐述了PICOSTRAIN测量原理,给出了利用PSф8设计的符合OIML Ⅲ精度等级的衡器系统;本系统采用电阻应变式称重传感器,利用太阳能供电,通过2.4GHz频段进行数据无线传输.     

基于ZigBee的医用仪器仓库无线监测系统设计

医用仪器对存储条件要求苛刻,故针对医用仪器存储的特殊性,设计了一套医疗仪器仓库无线监测系统.以ZigBee芯片CC2530为主控器,将主控芯片与DHT21数字温湿度传感、MQ-2烟雾传感器组成以中央集线器为中心的星型拓扑无线网络结构,通过串口通信,将环境监测信息传输至计算机终端设备,通过ESP8266 WiFi模块传送到移动电话终端,该系统能对异常情况及时做出报警响应.经实验数据证明,该无线监测系统能快速获取环境实时数据,性能稳定可靠,是一款低功耗、高效率的无线监测系统.     

基于Arduino的电焊机智能监测系统设计

为了有效监测现有电焊机工作时产生的有害气体及工作环境温湿度,保障工作人员的身体健康,设计了基于Arduino Mega 2560的电焊机智能监测系统,实现对氩弧焊电焊机的智能监测.采用MQ135气体传感器、PM2.5传感器和DHT11温湿度传感器模块对环境变量进行检测,具有报警、提示功能,该监测系统能够有效检测电焊机工作时的环境气体状况,降低了工作时周围气体浓度过高的危险性,为工作人员的健康、安全提供了保证.     

苏通GIL综合管廊工程施工安全防护体系设计研究

为确保苏通GIL综合管廊工程GIL设备安装安全管理工作处于可控、能控与在控状态,重点研究GIL施工安全防护体系,从火灾自动报警系统、气体环境探测系统、人员管理系统、车辆数据监测系统和视频监控系统5个方面进行设计,提高了GIL设备安装安全管理工作效率。     

基于花房的温度湿度光照控制系统设计

通过对国内外温湿度测控系统现状的研究,分析目前温湿度测控系统存在的主要问题。与相对传统系统而言,设计了一种基于单片机的温湿度光照的自动控制系统,该系统不仅可为用户提供实时数据,而且可对数据做进一步的分析处理,实现自动测控,使环境处于适宜条件下的控制系统。该系统在利用单片机基础上,借助Visual Basic平台实现远程测控,主要适用与对环境有着特殊要求的植物,能对生长环境实现长期、稳定、实时、自动的监测与控制。     

基于FPGA的数据采集与压缩系统

针对某些特殊的测试试验,既要求测试系统微体积、低功耗,还要求记录大量数据的问题,提出基于FPG-A的数据压缩解决方案.介绍了LZW压缩算法的基本理论及其用FPGA硬件实现的方法.数据采集部分用FPGA实现对模数转换器的控制、负延迟技术和内外触发可编程控制技术.大量的实验表明,系统工作稳定、压缩速度快(8MByte/s以上)、对实测数据的压缩效果好(25％左右)、工作时电流小(37 mA),实现了速度、性能、功耗三者的统一.     

基于ZigBee技术的自动抄表系统的实现

本文介绍了基于无线传感网络ZigBee的自动抄表系统,介绍了网络架构及其特点,并介绍了Chipcon公司推出的一款符合IEEE 802．15．4规范的2．4GHz射频芯片CC2430的主要功能、结构及典型应用电路,并介绍了其硬件设计方案。     

环境在线自动监测技术与仪器设备的发展动态

对空气和废气以及地表水和污水自动监测系统的构成和技术关键,以及在线自动分析仪的工作原理、发展现状和存在的问题进行了评述.重点讨论了SO2、NOx、O3、CO、PM10、烟尘等空气或废气在线自动分析仪以及水质常规五参数、化学需氧量(COD)、高锰酸盐指数、总有机碳(TOC)、氨氮、总氮、磷酸盐、总磷和UV等水质在线自动分析仪.     

自动换量限的数字万用表

介绍了自动换量限的数字万用表。阐述了万用表升降量限的触发状态原理、电路结构，控制A／D转换器输出数据实现自动升、降量限，具有模拟电路和数字电路低功耗(工作电流≤4mA)、成本低等优点。