基于电磁能量收集的无源WiFi物联网散射通信

为解决传统的物联网(IoT)通信设备功耗大、需要人工定期维护、频繁更换电池等问题，该文提出一种基于电磁波能量收集的无源WiFi物联网散射通信方法。该方法基于低功耗微处理器实现WiFi反向散射通信，同时利用自身收集的电磁波能量实现系统自供电，具有功耗低、无需电池、体积小、成本低、免人工维护、容易大量部署等诸多优势，可广泛用于物联网领域。     

基于直接数字频率合成的远距离散射通信方法

远距离(LoRa)散射通信(BC)不仅成本低、功耗低,而且通信距离远。但现存散射方案的系统组成复杂,且无法应用于实际工程。为此该文提出一种新的LoRa散射通信方法,采用直接数字频率合成(DDS)技术产生频率线性变化的方波作为LoRa散射调制信号,并据此首次展示了基于MCU的LoRa散射通信系统原型样机。实验结果表明,该方法能够在相距208 m的基站和接收端之间的任意位置实现低功耗LoRa散射通信,且兼容现有的商用LoRa射频芯片组。此外,该方法还适用于专用集成电路(ASIC)设计,可使LoRa散射IC有更高的鲁棒性、更低的成本和功耗。     

基于单个CCⅡ＋的通用二阶电流模式滤波器

提出了用单CCⅡ＋实现电流模式双二阶滤波器，采用三输入单输出（TISO）结构，滤波器的有源部分用低电源低功耗的CMOSCCⅡ＋实现。所得的电流模式二阶滤波器具有结构简单，能实现单输出低通、带通、高通电流模式滤波，不仅所有无源和有源灵敏度都很低，而且当无源参数确定后，有源参数α， β对极点频率ω0不产生任何影响，ω0保持恒定。电路的整体功耗不超过80μW。     

集成电路

超低功耗8位PIC单片机这三个增强型中档8位MCU系列包括15款拥有高达128KB闪存、14! 100引脚可扩展的MCU。所有产品均具备USB通信所需的精确度为0.25%的内部时钟源,因而无须外部晶振,节省了成本。此外,所有3个系列均采用XLP超低功耗技术,运行功耗低至35μA/MHz,休眠模式功耗低至20nA。     

V850E2／Fx4-L：MCU

瑞萨电子株式会社推出19款新型低功耗V850E2／Fx4-L系列32位微控制器MCU。新系列产品主要应用于车身控制,基于V850的新款MCU系列实现了较低的功耗,在有源模式下的功耗为0．35mA／1MHz。     

无源可计算标签的感知距离理论模型研究

无源可计算标签因为搭载微型处理器缺乏能量而使得通信距离缩短成为棘手的问题.为此,针对无源可计算标签的通信距离和能量的问题,通过分析标签功率的能量转化证明调制阻抗对于标签通信以及能量获取的重要性.同时建立标签反向散射调制阻抗和通信距离之间的理论模型,为提升标签性能做了铺垫.最后实验验证了所提出的理论模型的可靠性,在一定程度上可以应用于可计算标签的设计,具有一定的实际意义.     

IRS辅助毫米波MIMO系统波束赋形优化的低复杂度方案

智能反射表面（intelligent reflective surface,IRS）被认为是无线通信网络的前景技术之一。然而由于IRS无源波束赋形优化受到本身所具有的非凸恒模约束,现有工作在IRS辅助的多输入多输出（multiple input multiple output,MIMO）系统中的研究只能得到次优解且具有较高的复杂度。本文考虑一个单用户IRS辅助通信的毫米波MIMO系统,为了最大化频谱效率,优化通信接入点AP（access point）端有源和IRS端无源波束赋形矩阵。首先将有源和无源波束赋形矩阵解耦,得到AP的最优有源波束赋形解,将IRS无源波束赋形设计问题推导为一个非凸二次约束二次规划（quadratically constrained quadratic programming,QCQP）问题;采用低复杂度的连续闭式解（successive closed form,SCF）算法求解IRS无源波束赋形矩阵,为了衡量SCF算法性能,分析对比了现有的最优分支界定（branch and bound,BnB）算法。仿真结果验证了SCF算法在IRS相移连续和离散时均能在较低复杂度达到较高的频谱效率性能。      

带中心抽头平面螺旋结构巴伦设计与实现

一.引言 随着无线通信市场的飞速发展,便携式通信设备对于体积、功能和功耗等各方面的性能要求越来越高.尤其是低功耗设计引起了人们越来越多的重视,因为低功耗可以在同等情况下提供更长的电池使用时间.因此,用相应的无源器件代替有源器件从而减小系统的功耗和体积成为一种趋势.     

基于混合精度DAC的下行去蜂窝大规模MIMO-WPT系统能量效率研究

本文研究了采用混合精度数模转换器（Digital-to-Analog Converter,DAC）架构的下行去蜂窝大规模多输入多输出无线携能（Multiple-Input Multiple-Output Wireless Power Transfer,MIMO-WPT）系统.该系统中的用户（User Equipment,UE）收集接入点（Access Point,AP）发射的无线射频信号能量，基于加性量化噪声模型对量化后的能量信号建模，并引入混合DAC功耗模型，推导出UE收集到的能量（Harvested Energy,HE）和系统能量效率（Energy Efficiency,EE）闭式表达式.分析关键参数，如DAC精度、高精度DAC占比、AP/UE数目和AP发射功率等对下行WPT性能的影响.设计基于加速投影梯度（Accelerated Projected Gradient,APG）的EE最大化功率控制算法.该算法是一阶优化方法，且能求解出最优功率控制系数的闭式解，因此时间复杂度低，运行耗时短.仿真结果表明，与全低精度DAC结构相比，混合精度DAC结构可以同时改善HE和EE；对于不同高精...     

中继协同的无线物联能量收集和信息传输算法

本文针对两跳无线物联通信系统,对中继节点利用收集的能量采用功率分流法进行能量收集和信息传输算法进行了设计,其中算法设计是基于能效最大化的优化准则,能效函数定义为瞬时吞吐量与硬件电路总功耗的比值,中继节点利用源节点发送的信号进行能量收集,考虑EARTH计划中实际的功率转换效率和硬件电路损耗的功耗因子,推导了中继协同的无线物联系统能量收集和信息传输的最优功率分配方案的解析解,由于优化问题是非凸问题,为了解决该问题,本文利用高信噪比近似法并通过拉格朗日算法和Lambert W函数获得了优化问题的最优解,数值仿真验证了所提方案的正确性和有效性。      

基于CC3200的智能家居安防系统设计

设计了一款以德州仪器公司的首款单芯片无线微控制器SinpleLink WiFi CC3200为核心,与人体红外感应系统相结合的智能家居安防系统.设计结合Yeelink云和APP,利用CC3200片上WiFi系统传输安防信息,与手机、PC等建立通信,实现红外报警和实时监控.该系统设计基于CC3200的优越性能,使系统成本低、功耗低并有良好的可扩展性,因此具有一定的研究意义.     

基于C8051F040单片机的便携式心电监护仪的低功耗设计

在便携式心电监护仪器设计中,微处理器是影响系统功耗的重要因素,可以通过对微处理器内部资源的设计来降低整个系统的功耗.C8051F040单片机是一低电压供电(2.7～3.6V),集成度更高,运行速度更快的8位CIP51处理器,因此C8051F040单片机在低功耗系统设计中具有很大优势,在便携式心电监护仪的设计中,我们采取了一系列的硬件和软件措施,系统功耗降低了近30%.     

基于MSP430和MAX262程控滤波器的设计

随着手持设备的广泛应用,为了满足系统设备的低功耗要求,设计了基于单片机MSP430、数字频率源LTC6903、开关电容滤波芯片MAX262的低功耗程控滤波器.系统采用单片机控制数字频率源芯片LTC6903提供步进可调的时钟信号,以实现对滤波器截止频率的灵活调节和滤波类型的转换.该系统改善了传统有源滤波器器件参数设计困难...     

基于无线Wi—Fi的智能小车控制系统设计

设计了一种基于Wi—Fi的超低功耗远程智能小车控制系统.系统以STC89C52单片机作为主控芯片,采用Wi—Fi模块将视频模块采集到的小车的视频信号传输给智能终端,并将智能终端的控制信号发送给小车的控制核心—MCU,控制电机驱动模块实现对智能小车的控制,有效实现小车对陌生和危险环境的探索.结果显示,该设计可以实现有效距离的精准控制和实时视频的稳定传输.系统具有低功耗、低成本、运行可靠的特点,具有很好的实用价值和应用前景.     

无源唤醒模式的远距离无线收发系统低功耗设计

从电源管理上提出了一种新型节省功耗的方法,根据近距离的passive tag和远距离的有源唤醒收发工作原理,设计了超微功耗无源唤醒的远距离收发系统.     

基于射频技术的无线监测系统

由于监测点偏远、分散和监测对象多样性,使无线监测系统的应用受到局限。对此作者提出了一种基于射频通信技术的解决方案。首先叙述了系统设计思想和实现方法,给出了系统节点的硬件设计和通信协议。系统以超低功耗16位微控制器MSP430和单片射频收发芯片nRF905为核心,在通信协议中引入跳频机制,提高了系统抗干扰性。实验结果表明,该系统实时性好、稳定性高、功耗低、实用性强、灵活性高,可以实现多种信号的高精度监测,对于设计通信数据量小的无线监测系统具有良好的推广和应用价值。     

水声收发实验系统设计与实现

根据科研需要完成了水声收发试验系统的设计与工程实现,它可实现主动、被动水声信号的产生、发射、接收、处理与显示等功能。其中,主动水声信号的波形及参数可任意设置,被动信号的产生包括实际采集数据和利用模型产生的数据,信号的显示包括时域和频域波形。该系统利用CVI（C for Virtual Instruments）技术完成了系统界面设计和控制,利用DAQ（数据采集）模块完成了A／D转换、D／A转换,将低噪声放大器件和FPGA（现场可编程门阵列）结合完成了低噪声放大和数字滤波,将有源功率放大器件和单片机结合完成了数控功率放大器设计。系统经调试满足设计要求,具有结构简单、性价比高、扩展性好等特点。     

复权重天线馈电网络的发展现状

近年来,在新兴的通信技术与军事技术的驱动下,多模天线单元与非常规天线阵成为天线技术中的研究热点。这类天线包括各种新型的用到复权重馈电网络的多模天线单元、相位中心连续可移动虚拟天线阵、阵元方向图分集天线阵等等,它们都有重要的应用前景。然而复权重馈电网络的现行解决方案是在馈电网络各支路中级联移相器和可变增益放大器,通过复杂的有源电路甚至有源系统实现。已有方案存在结构复杂、成本高、功耗大等缺点。因此,研究结构简单、低成本、低功耗的无源复权重馈电网络,尤其是可电调无源复权重馈电网络,具有重要的科学意义与广泛的应用价值。文章在这方面提出了若干新的设想。     

基于MSP430单片机和DS18820的数字温度计

为了在工业生产及过程控制中准确测量温度．设计了一种基于低功耗MSP430单片机的数字温度计。整个系统通过单片机MSP430F1121A控制DS18820读取温度,采用数码管显示,温度传感器DS18820与单片机之间通过串口进行数据传输。MSP430系列单片机具有超低功耗,且外围的整合性高,DS18820只需一个端口即可实现数据通信,连接方便。通过多次实验证明,该系统的测试结果与实际环境温度一致,除了具有接口电路简单、测量精度高、误差小、可靠性高等特点外,其低成本、低功耗的特点使其拥有更广阔的应用前景。