新型体声波传感器读出电路的实验验证

为了实验验证此前通过仿真验证的基于六端口反射计的新型BAW传感器读出电路的方案的可行性,本文制作了新型BAW传感器读出电路并对其进行了测试.以串联谐振频率约为1.5 GHz的薄膜体声波谐振器(FBAR)为待测器件(DUT),设计、制作了一种能够满足该FBAR谐振频率测量带宽(1.3 GHz~1.7 GHz)要求的PCB上微带六端口网络和检波器,配合射频信号发生器和示波器,获得了模拟DUT(50ΩSMA匹配负载)的反射系数-频率(Γ-f)曲线测量结果.与矢量网络分析仪(VNA)的测量结果进行了对比,两者吻合较好,实验验证了"基于六端口反射计的BAW传感器读出电路"可用于FBAR谐振频率的测量.本文工作对实用化BAW传感器的研制和片上矢量网络分析仪(VNA-on-Chip)的设计都有借鉴意义.     

一种简易心肌细胞活跃度检测单元设计

基于压电薄膜传感器,提出并设计一套心肌细胞活跃度检测单元,该系统包含心肌细胞搏动信号前端采集单元,并加入合理的数字滤波算法对采集到的信号进行滤波。经过可靠的CAN总线传输,将处理后的数据送到后端触摸屏显示;后端控制单元可接受触摸屏输入信号,通过CAN总线将控制信号送到前端,从而实现培养液供给的智能控制。通过系统整体方案设计,前后端单元的硬件电路设计以及相应控制算法的软件开发,经初步试验,实现心肌细胞搏动参数实时检测和显示,为心肌细胞搏动参数实时观察以及无菌化、无污染的智能化小规模培养提供一种有效途径。     

抵御虫洞攻击的无线传感器网安全定位算法

节点定位技术是无线传感器网络的支撑技术之一,节点位置信息是很多基于无线传感器网络的应用的基础.无线传感器网络是一个动态的网络,每隔一段时间需要进行重新定位,并且在重定位过程中易受到攻击节点攻击.针对无线传感器网络中无需测距的定位技术,分析虫洞攻击对DV-Hop定位的影响,提出了一种基于信誉模型的抵御虫洞攻击的分布式轻量级DV-Hop安全定位算法TMDV-Hop(Trust-Model-based DV-Hop Localization Against Wormhole Attack).仿真表明,在无需额外硬件辅助下,TMDV-Hop算法能有效降低虫洞攻击对定位过程的影响,验证了该算法的有效性.     

混合能量存储技术在光电微能源中的应用研究

为简化集成无线传感器节点光电微能源系统的设计和提高能量转换、存储效率,提出混合能量存储技术在光电微能源系统设计中的应用.混合能量存储器由电容器和锂离子电池组成.其能量存储原理负载特性被分析.另外,开展实验研究,结果表明,与直接能量存储方式相比,利用混合能量存储技术能量存储量提高27%.并且,微能源的负载特性也得到改善,实验结果与理论结果一致.     

基于振动能量采集器的无源无线传感节点技术研究

随着以MEMS技术为依托,结合压电效应的振动能量采集技术的日臻完善,如何利用振动能量采集器构成高效的无源无线传感节点成为近期研究热点,而能量采集器输出的电能储存控制和低功耗发射技术是实现该节点的难点。在设计出对储能电容电压具有双阈值检测与控制功能的低功耗电路基础上,给出了一种自报警、无源无线低功耗传感节点。实验表明,在频率52 Hz正弦振动、振动加速度幅值为5 gn激励下,经过125 s的能量储存,节点能够以+10 dBm功率在16 ms内完成发射及无线报警,发射距离可达1.31 km。该节点构成的无线传感网络可广泛应用于石油管线、桥梁和军事侦察等外部供电极度受限环境的现场监控等用途。     

PdO纳米材料制备及室温甲醛气敏特性研究

采用水热合成的方法,以氯化钯(PdCl2)为原料,十二烷基三甲基溴化铵(CTAB)为分散剂,制备得到了四方结构的PdO材料,并利用X-射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)对得到的PdO颗粒进行了表征与分析.将制得的PdO材料制成传感器,在静态配气系统中测得了PdO材料对挥发性有机化合物(VOC)气体甲醛的敏感特性.结果表明,该PdO材料能够在室温(25℃)下对甲醛有很好的响应特性,对10×10-6甲醛响应达到3.90,测试浓度为0.1×10-6时,响应可达到1.84.     

基于红外热像检测的截齿煤岩截割特性与闪温分析

为实现采煤机截割过程中煤岩界面的精确动态识别,对采煤机截齿截割煤岩过程中的红外热像特性以及瞬态闪温差异进行研究,建立采煤机截齿煤岩截割试验台,分析得到截齿截割煤、岩过程中的温度演化规律及闪温特征.研究结果表明,截齿截割煤、岩过程中在齿尖一侧均产生突兀的点状闪温区,截岩时高温区范围与闪温瞬态峰值明显大于截煤过程,其二者峰值差与采煤机牵引速度及滚筒转速成正比,且煤岩硬度差异越大,截齿温度场峰值差越明显.研究结果为实现煤岩界面动态识别提供了重要的理论及数值依据.     

无线传感器网络的系统化自适应建模

无线传感器网络的系统能耗制约着全网络的综合应用能力,其中节点有限的能量从根本上影响着传感器网络效能。针对无线传感器网络的全局能耗问题,提出了基于径向基函数神经网络以及状态空间表达的系统化建模方法。考虑到无线传感器网络的拓扑结构与分级关系, 采用径向基函数神经网络自适应实时规划系统。鉴于各传感器节点对数据的不同处理方式与能耗密切相关, 对全系统能耗建立系统化矩阵模型。仿真分析表明该模型可根据实际应用背景调整设置完成全局优化。     

改进的无单元Galerkin方法在机场复合道面中的应用

运用改进的无单元Galerkin（Improved Element Free Galerkin,IEFG）方法计算机场复合道面的位移和应力,分析不同的节点数量和影响域比例参数对计算结果的影响.结果表明：节点数在4 000以上、影响域比例参数取2.5~3.5时计算结果较好;IEFG方法比无单元Galerkin(Element Free Galerkin,EFG)方法的精度更高,计算速度更快.计算结果可为机场道面设计提供参考.     

基于模糊控制的低能耗分簇协议

能耗是影响无线传感器网络生命周期的关键,具有低能耗的无线传感器网络是业界所期望的。现有的几个网络分簇协议能在一定程度上解决和改善网络能耗问题。如LEACH协议能在一定程度上延长网络生命周期,但网络环境的可变性以及实际环境中有诸多不可估计的因素,LEACH协议就没考虑当前节点剩余能量和节点分布情况等问题。提出的基于模糊控制的低能耗分簇协议LECP-FC能较好地解决环境可变等不可估计的问题,在簇头选取的过程中着重考虑了能量、节点度、节点中心度、距离、侦听密度等因子。经过网络结构配置和仿真,其结果表明网络工作效率得到很大程度上的提高。