磁控人体胶囊式无线内窥微机电系统的结构设计与实验研究

通过理论分析和实验研究,详细讨论了磁控人体胶囊式无线内窥微机电系统设计中的结构设计问题.首先根据无线内窥镜的使用环境和微型化要求,设计了合理的镜头,依照图像传感器采样照度确定了照明装置,选用了无线磁控式的控制方式实现系统的定点工作.然后对研制出来的内窥镜样机进行了离体和活体动物实验,实验中采集到的图像表明,此无线内窥镜的结构设计方案是可行的.     

基于OV6920体内无线窥视胶囊设计与实验研究

基于微型CMOS图像传感器OV6920,以微型化、低功耗为原则,对人体无线胶囊内窥镜胶囊进行了设计和实验研究.开发了OV6920外围电路PCB,并按设计组装成磁控无线胶囊式内窥镜胶囊,成像试验验证该系统能采集到清晰的图样,证明了该系统设计的可行性.根据总电路串联阻值与电压、电流和发射功耗之间的关系,对无线发射电路进行了优化设计,降低了其功耗和尺寸.组成工作系统后.整体直径仅10mm,不带照明电路整体功耗最低约100mW.     

无线网络化微传感器及其嵌入式系统

首先对无线传感网络作了分类,描述了无线网络化微传感器的体系结构,提出了两种蓝牙无线网络化传感器的体系结构,其主要特征是蓝牙、RF-MEMS天线及嵌入式系统.然后,讨论了无线网络化微传感器的技术要求与关键技术,包括自适应跳频与自配置蓝牙组网等新思想;研究重点在于无线通信的稳定性与可靠性、无线组网方案及实时互联网连接.为实现环境监测并通过无线网络通信传递测量值,可设计无线网络化微传感器嵌入式系统;选用了适当型号的嵌入式处理器和uClinux操作系统,设计了系统软件、低层驱动程序、调度程序及蓝牙高层协议程序.最后,以无线远程图像监视系统作为实例加以说明.     

间歇工作图像胶囊内窥镜的设计与实验

针对图像胶囊内窥镜受到能量限制而工作时间较短的问题,基于图像胶囊在人体肠道蠕动的速度设计了一种间歇工作模式的微型化、低功耗图像胶囊内窥镜。采用霍尔开关代替干簧管作为电源总开关,进一步降低了图像胶囊的体积。通过对电池电源模块、模拟开关电路和软件进行设计研究,实现了无线发射和照明电路的间歇供电和图像传感器的间歇休眠。动物实验验证了整个系统的工作时间和可行性。结果表明,整个系统的尺寸仅为Φ12mm×25mm,1s间隔工作模式下系统的工作时间超过9h。     

井场硫化氢气体无线监测系统

目前,石油工业中硫化氢气体监测采用的有线数据传输方式需要大量的线缆,布线工作繁重,系统成本较高.设计无线的硫化氢气体监测系统面临的主要问题是传感器节点的功耗控制.基于ZigBee无线网络技术设计了由电池供电的低功耗无线数据采集系统.详细介绍了系统构成以及终端节点的硬件和软件设计,通过选用低功耗的电子器件和优化软件流程,降低系统功耗,延长电池寿命.通过测试表明:系统具有功耗低,覆盖范围广,抗干扰能力强等特点,具有较强的实用价值.     

基于MSP430的微功耗无线压力变送器研究与设计

基于压阻式压力传感器的测压原理,以MSP430F449单片机为核心,设计了一种微功耗无线压力变送器,用来实现对井口压力的快速准确测量.系统设计中,为了降低功耗,外部电路均采用微功耗设计方式,并通过精确电源管理,关闭不用的模块,使设备处于低功耗状态.同时,采用微功耗编程技术,进一步延长了电池的使用寿命.设计中,选用TR3001芯片作为无线发射接收模块,实现了测量数据的无线传输.通过合理的研究与设计,提高了压力数据的采集精度,解决了系统微功耗问题.     

体内微机电无线能量传输系统的设计与试验

介绍无线能量传输系统的工作原理并详细介绍该系统的子系统,设计应用于体内微机电系统的无线能量传输系统的初级能量产生系统和次级能量接收系统,最后利用体内温度采集胶囊和体外的无线温度接收器,对系统进行测试与试验研究,试验结果表明该系统能够很好地为体内的微机电系统进行无线供能.     

齿轮箱监测无线传感器节点设计

针对传统齿轮箱振动有线监测系统的不足,设计了一款基于ZigBee协议的无线传感器节点。节点以低功耗的STM32单片机为核心,内置Contex-M3核。选取MEMS加速度传感器采集振动信号,使用LTC4070芯片管理电源电路,选用大容量SD卡作为数据缓存区。为了提高程序运作效率,引入RT-Thread操作系统。采用ZigBee和GPRS混合型无线通讯方式。重点介绍了基于齿轮箱振动的无线监测节点的原理与特点,以及节点主要模块的软硬件系统设计。并设计相应试验进行测试,测试结果表明:该无线节点适用于齿轮箱的振动监测。     

激光枪自动射击装置设计与实现

针对目前激光射击模拟训练系统复杂、精度低、不便携带等性能的不足,提出了基于CMOS图像传感器的激光射击模拟训练系统的设计.装置工作原理是首先通过键盘控制激光枪的弹着点,然后从机处理摄像头采集的图像信息并通过无线模块发送给主机模块;主机收到相关信息后控制语音和液晶显示模块显示弹着点的环数与方位信息.经测试,整个装置响应速度快,精度高、人机交互界面友好.     

胶囊微机电系统的无线信号传输性能分析与实验

胶囊微机电系统在体内所采集到的信号是利用无线信号进行传输的。无线信号有可能无法穿透胶囊外壳和在人体组织内造成剧烈衰减。本文首先从理论上分析了无线信号的频率、天线形状、胶囊外壳材料和人体组织等方面对系统无线信号传输性能的影响,然后计算了2.4 GHz的天线参数,最后对胶囊采用不同形状的天线、外壳材料和在不同的外围人体组织中进行了传输距离的实验研究。     

无线微型机器人肠道内窥镜系统中图像采集与无线传输子系统的设计

采用微型CMOS图像传感器和ISM频段超高频微型射频收发器设计一种短距离微型图像采集和无线传输系统,具有集成度高、体积小和功耗低的特点;在此基础上分析了它适用于无线微型机器人肠道内窥镜系统图像传输的可行性,最后对设计出的图像采集和无线传输系统进行了实验,获得了较为清晰的图像.     

智能视频分析在输电线舞动监测中的应用

为了获得有效的测量信息,建立架空输电线舞动自动监测系统,采用图像与视觉分析方法,提出了一种智能视频分析在舞动监测中的应用的系统设计。该方法采用固定于杆塔上的摄像头拍摄杆塔和电缆图像,在电力线上加装参照物的方法增强识别效果,采用智能视频分析算法获得舞动轨迹、幅度与角度。该系统通过ZigBee技术构建无线传感器网络进行可靠通信,采用风光互补供电方式保证野外供电的持续可靠。为输电线舞动的动态监测与预警提供了一种新的方法和思路。     

机械振动WSNs最小二乘发射功率自适应控制方法

机械振动无线传感器节点为了保证数据传输的可靠性采用最大发射功率,导致部分传感器节点传输能耗浪费。针对此问题,提出了一种无线传感器节点最小二乘发射功率自适应控制方法。首先,传感器节点在机械振动监测中进行簇内通信获得发射功率与链路质量的离散关系;其次,采用最小二乘法对离散数据进行线性拟合,建立数据可靠、节能传输的最小二乘发射功率自适应数学模型;最后,结合链路质量指示阈值计算出节点间数据传输的最优发射功率。对比实验结果表明,采用最小二乘发射功率自适应控制方法能有效降低机械振动无线传感器节点的传输功耗。     

一种用于供电系统的无线测温网络

针对供电系统某些高压场合的温度不宜采用有线检测的问题,应用QRF-0400无线收发模块和PIC16F648A单片机,开发了一种基于ZigBee技术的无线温度传感器网络系统,具有节点功耗低、可靠性强、传输速率快的特点。阐述了无线传感器网络节点的硬件电路和工作原理,详细分析了节点的传输控制和睡眠唤醒节电模式的原理,给出采用多个节点组成星型网络监控温度的实施方案。还介绍了采用DELPHI语言开发的网络管理软件。研制的测温系统已用于电厂变电站的高压开关柜中。     

基于ZigBee和CAN总线冗余系统智能节点硬件设计

本文介绍了一种基于无线传感器网络和CAN总线测控系统智能传感器节点硬件设计方案。首先介绍了系统总体方案,以LPC2129和CC2430为核心的智能节点电路。利用CAN总线和无线传感器网络冗余技术实现数据采集和传输。     

人体温度数字式无线检测微机电系统的设计与研制

通过理论分析和实验研究,提出了一种用于人体温度数字式无线检测的微机电系统的设计方法。针对人体的特殊使用条件及环境,本着微体积可靠性高等设计原则,分别讨论了温度传感器的选择和设计、封装外壳的设计和无线温度信号发射与接收的设计,并研制出符合设计要求的微机电系统,对系统进行了体外温度测量实验,实验结果表明系统设计可行。     

矿井下实时温度监测和无线传输系统的设计与实现

针对矿井下环境温度在线监测的要求,提出了一种基于无线收发模块和单片机构成的在线温度监测系统,简要论述了系统的硬件组成和软件设计。系统能够通过单片机控制温度传感器,实现对井下工作面的温度实时采集、处理、传输等功能,借助无线数据传输模块PTR2000实现了人机交互控制。通过测试表明,该系统控制方便、工作稳定,能实现可靠的无线数据传输。     

基于2.4GHz模块的轮胎内温度压力测试系统设计

提出一种新的轮胎内温度压力测试的解决方案,即基于2.4GHz无线信息传输模块构成轮胎内温度压力测试装置.文中给出了其工作原理与硬件选型,完成DS18B20温度传感器与微处理器的接口、压力信号采集的前置放大电路、RFW102与微处理器的接口3个主要硬件模块的设计.在软件设计方面,完成温度压力信号采集软件的实现,制定了无线信息传输协议,并完成了传输软件的设计.经测试,所研究基于2.4 GHz模块的轮胎内压测试系统实验运行正常.     

遥控履带小车视频监控系统设计

无线遥控履带小车系统的设计是多种专业知识的大融合,在军事、科研和工业中有较大的发展前景。小车上电池电压、光电、碰撞、电动机电流传感器、反碰撞系统和编码器的应用,保证了小车行走时的安全及运行状态各个参数的实时反馈。通过无线网络对履带小车进行实时控制与视频采集,上位机能够及时存储所得的视频及控制数据,便于以后对小车性能及目的地视频进行分析。在人无法进入的恶劣条件下,小车对目的地画面进行实时传送,为分析目的地的情况提供了可靠的依据。     

心脏起搏器用无线充电系统设计

通过线圈产生电磁感应作为无线电力传输方法为心脏起搏器供电,并且充电装置可以自行操作。介绍了系统的设计和构成,分析了主要电路和元器件的选型,描述了系统的工作原理。在电磁感应的作用下,可将电能在一定距离内进行无线传输,提供给体内的心脏起搏器,操作方便,并且磁场对人体无任何危险性,本系统极大程度地延长了心脏起搏器的使用寿命,使患者无需通过手术可以完成体内起搏器充电过程,具有较高的实用价值。