RFID低功耗电子标签和手持阅读器设计开发

设计了一种短距离2.4 GHz无线通信方案,基于此方案研制的手持阅读器和低功耗电子标签成功应用于油田设备上。电子标签和阅读器分别由ARM和MSP430系列单片机控制无线收发芯片NRF24L01实现身份识别与数据传输,相关参数由软件进行设置。手持阅读器具有好的人机接口,电子标签具有体积小、功耗低、性能稳定、抗干扰能力强的特点。可在一定距离范围内实现误码率低的快速通信。     

用于UHF RFID的功率放大器设计

功率放大器是UHF RFID系统的重要模块,也是RFID系统中功耗最大的器件。本文采用TSMC0.18rf CMOS工艺,设计了一款用于RFID的线性功率放大器。在915 MHz频段,最大输出功率为17.8 dBm,饱和效率达到了40%,输出1 dB压缩点(P1dB)为15.4 dBm,其小信号增益达到了28.7 dB。     

基于UHF RFID技术的无线脉搏血氧监测系统设计

针对我国人口老龄化和医疗资源紧张问题,设计了一种基于900MHz UHF RFID技术的无线脉搏血氧传感系统.系统整体构架由光电传感器、微处理器、RFID标签、RFID阅读器和上位机组成.光电传感器和微处理器实时采集和处理脉搏血氧信号,RFID标签和阅读器实现数据无线通信,最终通过上位机完成数据收集和界面显示.实验结果表明:所设计系统与临床用血氧检测仪具有良好的一致性,且具有无线传输和低功耗的特点,为无线生物传感芯片的设计开发提供了参考.     

基于DDS的变频精密脉冲型电源系统设计

介绍了一种基于LC串联谐振原理的大电流、高精度脉冲型智能交流电源系统。该电源利用DDS产生特定的频率,通过H桥电路产生大功率方波,经过线圈和谐配电容组成的谐振回路,转化为功率正弦交流脉冲。该系统具有输出功率大、集成度高以及智能化、便携安全等特点,已经应用于实际的产品中。     

低功耗轴承温度无线检测系统的设计

提出一种基于ZigBee无线通信技术的低功耗轴承温度检测系统设计方案。通过数字化温度传感器DSl8820检测轴承温度,应用Jennic公司JN5139模块构建ZigBee无线系统,并利用其内部电源监控电路检测电压。重点介绍数据采集节点的软硬件设计和系统低功耗实现方案。经测试与实验表明,系统工作稳定可靠,持续工作时间可达半年。     

低功耗煤矿压力监测系统设计

针对煤矿井下压力监测系统有线通信方式存在结构复杂、传感器功耗大、数据不稳定等问题,设计了基于ZigBee的低功耗煤矿压力监测系统。该系统采用低功耗压力传感器采集数据,通过ZigBee无线传输方式将传感器节点数据汇总到数据采集分站,数据采集分站将数据打包处理后上传到上位机软件,实现了井下巷道压力数据的实时监测,降低了传感器的功耗,从而提高了系统的使用寿命。     

一种低功耗的振弦式传感器测频系统设计

为实现无市电情况下振弦式传感器对被测对象的长期实时监测,介绍了一种基于STM32L152微处理器的高精度、低功耗振弦式传感器测频系统。系统硬件包含传感器激振、信号调理、数据存储以及电源管理等模块。软件上利用Rife与Quinn算法,降低传感器激振电压、缩短激振时间,极大地减少了测频系统的功耗。实验结果表明：系统的平均工作电流为23.2 mA,休眠电流为15μA,频率测量相对误差小于0.025%,满足工程上振弦式传感器对测频精度和功耗的要求。     

基于有源RFID的极低功耗温湿度传感标签的设计

提出了可以显著降低功耗的有源RFID标签工作流程,设计出一种极低功耗的温湿度传感标签。该标签采用微控制器PIC24F16KA102为核心,以温湿度传感器SHT21S和射频收发芯片nRF24L01为外围器件,完成温湿度及电池电量信息的检测和发送。该有源标签在开阔场地的有效阅读距离可以达到80m左右,标签连续工作时的电池寿命为9年以上,具有体积小、寿命长等优点,可广泛应用于生产车间的温湿度监测、冷链物流、医疗系统、仓储物资管理等方面。     

低功耗水下自主导航系统设计

以微处理器586 -engine为控制核心,采用模型辅助的自主导航算法设计了一种水下自主导航系统.该系统能够实时采集多个外部传感器数据并对数据进行实时解算,同时满足低成本、低功耗和长航时的要求.搭建了整个系统硬件平台,通过陆上跑车实验对整个实时导航系统进行了满足一定精度的简单实验验证,验证了系统的实时性和可行性.     

低功耗射频微系统时钟动态切换方法

为满足射频微系统芯片的降低功耗要求,使国产射频微系统能够得到更为广泛的应用,提出了一种考虑低功耗的射频微系统时钟动态切换管理方法.考虑芯片功耗设计问题,利用局部位置的系统时钟的自适应动态切换,对芯片运行切入点进行了设计;基于数字时钟对射频微系统的处理加速单元进行晶振替换,并对芯片时钟进行动态自适应调整,降低了芯片运行功耗;仿真分析表明:相对于实测数据,所提方法在芯片运行功耗上具有更优异的表现.     

无线低功耗液压支架压力监测系统设计

针对目前液压支架监测系统可靠性、实用性差的问题,设计了一种基于SmartMesh IP网络的低功耗液压支架压力监测系统。该系统基于链状网络设计,压力采集传感器具备全网休眠、信号中继、超低功耗的特点,电池备用时间可达1a以上;系统无需专门的中继器,实现了真正意义上的无线监测。     

一种MCU时钟系统的设计

介绍了一个基于MCU内核的时钟系统的设计,给出了其电路结构并详细地分析了系统的工作原理。该系统能生成两相不重叠时钟,利用静态锁存器保存动态信息,提供三种电源管理方式以适应低功耗应用。在上华(CSMC)0.6μm工艺库下,利用CadenceEDA工具对电路进行了仿真,仿真结果验证了设计的准确性。     

应用于出租车稽查管理的RFID系统设计

针对出租车稽查管理设计产业化射频识别(RFID)系统,使用2.45 GHz有源RFID技术,硬件包括电子标签和微波识别器等,综合应用射频识别、无线通信、计算机通信技术以及数据库技术,实现对出租车的有效稽查和监控。实测结果表明,所设计的RFID系统的性能满足应用需求。     

ARM嵌入式系统软件实时时钟的设计

本文使用PCF8563芯片为嵌入式系统提供一个独立的实时时钟,它独立自主地运行,CPU从它那里获得时间信息.文中简介了嵌入式ARM处理器和I2C总线的通讯协议;通过uclinux的交叉编译、移植和烧写uclinux内核,在UP-NETARM3000上成功的运行uclinux系统;在移植的uclinux系统上挂载NFS文件系统,运行其中的应用程序;并通过C程序在uclinux下实现了对PCF8563的读写功能,成功地添加了实时时钟.     

A pulse switching paradigm for ultra low power cellular sensor networks

This paper presents a novel energy-efficient and fault-tolerant pulse switching protocol for ultra-light-weight wireless cellular network applications. The key idea of pulse switching is to abstract a single pulse, as opposed to multi-bit packets, as the information exchange mechanism. In this paper it is shown to be sufficient for event and target tracking applications with binary sensing in terms of cellular localization. Event monitoring and target tracking with conventional packet transport can be prohibitively energy-inefficient due to the communication, processing, and buffering overheads of the large number of bits within a packet’s data, header, and preambles. Additionally, both of them can be unreliable without protection from errors and faults occurrence. The paper presents a joint MAC and Routing architecture for pulse switching with a novel cellular event localization in the presence of errors and faults. Through analytical modeling and simulation experiments, it is shown that cellular pulse switching can be an effective means for event based networking, which can potentially replace the packet transport when the information is binary in nature.     

有源RFID标签安全文件系统的设计

针对有源RFID标签应用中对微型文件系统的需求,围绕标签内存小和大量标签盘点过程中要求文件读写速度快的特点,展开对有源RFID标签安全文件系统的研究。最终通过选用高速存储器件和对FAT文件系统进行改进（实现灵活的数据缓冲层、精简文件目录项、增加文件访问控制）,实现了简洁高效安全的文件系统设计,并在实验中展现了文件系统良好的性能。     

电磁脉冲环境下电源防护电路设计

主要设计了直流电源在强电磁脉冲环境下的保护电路,阐述了设计思路,并进行仿真和实验验证.防护电路设计采用瞬态元件和滤波电路互相配合使用.瞬态元件主要是电压箝位和电流的泄放,滤波电路是滤波和延时作用.仿真与实验结果表明,防护电路可以对强电磁脉冲进行衰减,可以有效保护直流电源.     

疏耦合RFID标签芯片的编解码系统设计

提出了一种基于ISO/IEC15693协议的标签芯片编解码系统设计的实现方法,使编解码更加完整准确。采用Verilog HDL建立RTL模型,用ModelSim进行功能仿真,并在Altera DE2-115与射频前端搭建的平台上进行了FPGA验证。最后不仅功能验证正确,而且比协议中要求的识别凹槽宽度范围广,处理更加灵活,同时减小了射频前端模拟解调的压力。对其他编解码系统的实现也有一定的借鉴意义。     

网络化城市井盖监控管理低功耗系统的安全设计

[目的/意义]随着我国智慧城市基础设施的快速发展,分布广泛、数量巨大的井盖因自然或人为移动被损坏的现象屡见不鲜,为此研究智能化井盖监测系统、减轻网络化智慧城市井盖安全管理和人力成本具有现实意义。[方法/过程]基于物联网和边缘计算,提出了一套基于边缘计算的网络化智慧城市井盖安全管理系统。系统通过感知层、网络层、信息层,实现了对井盖的更加安全和低成本的有效管理。此外,实现了硬件控制和软件控制的低功耗安全设计方案。首先,采用了电源稳定电路为LoRa通信提供稳压电压,从而延长设备的使用时间;其次,通过工作、睡眠和传输模式转换缓解了通信功耗;最后,通过实验验证所提方案具有一定的应用价值。[结果/结论]系统切换不同工作模式能够节省能耗,同时所有异常状态平均响应时间为10.34秒。基于此,系统为网络化城市井盖智能监控,即安全管理提供了一定的借鉴经验。     

ARM嵌入式系统软件实时时钟的设计

本文使用PCF8563芯片为嵌入式系统提供一个独立的实时时钟,它独立自主地运行,CPU从它那里获得时间信息。文中简介了嵌入式ARM处理器和I2C总线的通讯协议;通过uclinux的交叉编译、移植和烧写uclinux内核,在UP-NETARM3000上成功的运行uclinux系统;在移植的uclinux系统上挂载NFS文件系统,运行其中的应用程序;并通过C程序在uclinux下实现了对PCF8563的读写功能,成功地添加了实时时钟。