关键词： 低功耗   LoRa   智慧农业   环境监测   信号强度  

摘要： 针对精细农业生产环境监测场景多、供电难等问题,研发一款锂电池供电低功耗数据采集终端,可集成各类RS485传感器。选用集成主控MCU和LoRa射频的物联网芯片XC30,使用磁保持继电器按需为传感器供电,优化二级降压稳压电路,以此来进行有效的硬件设计。在软件方面,应用LoRa下行消息加载传感器指令,实现通用终端的485传感器的动态接入功能;优化LoRa无线参数:扩频因子SF和发送功率TP;设置终端工作时序流程:休眠、预热、发送和接收四个阶段;分别测量计算传感器、主控和射频在各阶段的功耗,综合计算出终端理论工作时长。在丘陵果园非视距场景下进行实验,终端的丢包率低于5%,信号强度RSSI均值大于-100 dBm,持续工作时长约100 d,可满足农业生产数据采集的需求。

关键词： 水声通信   值班电路   低功耗   MSP430  

摘要： 水声通信节点的值班电路设计能有效控制系统功耗。本文提出一种基于MSP430单片机的低功耗值班电路设计,给出了该值班电路的硬件设计和原理框图;介绍了基于频谱分析判定唤醒信号的判定方法,该方法有效提高了系统判定准确性、降低了虚警概率,同时通过软件仿真验证了方法的可行性。通过湖试实验数据测得电路唤醒成功率为99.24%,并且值班电路的工作性能满足通信系统的设计要求。

关键词： 逐次逼近型模数转换器   两比特/周期   低功耗   电容开关方案  

摘要： 介绍了一种应用于高速逐次逼近型模数转换器的新型高能效电容开关方案。基于2bit/cycle结构,采用两个分裂电容阵列作为数模转换器。通过单边充电操作,在减小电容阵列动态功耗和总面积的同时,提高了电容的建立速度。在最后一个量化周期中,只在电容阵列的单边引入共模电压基准,并只用一个比较器参与量化,在获得更高精度的同时,进一步降低了电容阵列的动态功耗。相比传统1bit/cycle电容开关方案,该新型电容开关方案在提升系统量化速度约2倍的同时,降低了电容阵列平均功耗83%,减小了电容总面积50%。相比其他2bit/cycle开关方案,在精度、电容总面积和功耗方面均有不同程度的改善。

关键词： BIM   模型轻量化   PagedLOD   多线程  

摘要： 目前,国内对建筑信息模型(BIM)在项目中的应用需求越发迫切,数据冗杂的BIM大体量模型严重制约着BIM技术在实际应用中的使用。大体量BIM模型在展示过程中会遇到加载缓慢、显示卡顿的问题。为此,提出搭建BIM轻量化体系,通过自主研发的BIM仿真系统平台,为大体量BIM模型提供审阅浏览平台。采用几何简化算法、渲染优化算法、文件格式优化及数据结构设计4种方法对BIM轻量化体系进行搭建。对BIM模型三角面使用边折叠算法进行优化,根据多源异构数据的模型设计相应的文件格式和数据结构,在渲染层面上,自主研究并实现使用PagedLOD技术与几何简化模型结合、剔除与绘制双线程方法、批次绘制渲染优化技术,完成BIM轻量化体系的初步搭建工作并于平台中验证。实例验证效果显示:轻量化方法体系的应用使平台达到了快速加载大体量BIM模型并流畅展示的目标,拥有多源异构数据模型在同一平台展示的能力。

关键词： 软磁材料   功率铁氧体   低功耗   锰锌铁氧体  

摘要： 本文采用氧化物陶瓷制备工艺,研究锰锌铁氧体材料,并深入分析了单一及复合添加剂、预烧温度以及主要原料配比对其功能的影响。研究发现:(1)当预烧温度控制在900℃时,制备得到的锰锌铁氧体具有较好的微观结构,性能优异;(2)当主要原料配比Fe_(2)O_(3):Mn_(3)O_(4):ZnO=53.5:38:8.5时,制备得到磁芯性能最佳;(3)添加剂对于改善锰锌铁氧体材料性能有较好的作用。

关键词： 逐次逼近型模数转换器   超低功耗   低电源电压   动态电路   集成电路设计  

摘要： 针对可穿戴医疗设备,设计了一款0.5 V供电.2 kS/s采样率、10 bit精度的低压超低功耗逐次逼近型模数转换器(SAR ADC).设计采用自举采样开关来实现高线性采样.在低功耗策略上,使用了0.5 V的电压供电,使电路中绝大多数晶体管处于亚阈值区,由此产生的极低的电流对整体功耗的降低起了关键作用.另一种低功耗策略表现为在各个模块的选择、设计上,采用的5~5分段且逐位分裂的DAC电容阵列在降低自身能耗的同时省去了基准电路,降低了整体功耗,比较器以及SAR逻辑均采用无静态功耗的动态结构来降低能耗,此外,特别地提出了一种具有控制状态检测的高能效的控制电路,该电路不仅解决了由于时序处理不当而产生比较器误判的问题,且每个模块可以控制4个电容,提高控制效率的同时也降低了能耗.基于SMICO.18 μmCMOS工艺进行设计与后仿真,仿真结果表明,在0.5 V供电、2 kS/s采样率下,电路可达到的有效位数(ENOB)为9.68 bit,信噪失真比(SNDR)为60.1 dB,功耗为15.45 nW,品质因数(FOM)为9.4 fJ/conv-step.

关键词： 逐次逼近   模数转换器   电容阵列   低功耗  

摘要： 逐次逼近型模数转换器(successive approximation register analog-digital converter,SAR ADC)的电容阵列在比较过程中开关切换所产生的功耗是SAR ADC电路的主要能耗来源之一。为了降低电容阵列(DAC)的功耗,本文提出一种应用于低采样率低功耗的逐次逼近型模数转换器的高效低功耗开关策略。该开关策略采用V ref,GND,0.5V ref(Vcm),0.25V ref为电路的参考基准源。通过将最高位电容拆分为与次高位电容值相同的两个并联电容,同时将最高位电容预先连接低电平GND,其余位电容连接Vcm,使得在前三次比较过程中开关切换产生的功耗为0。仿真结果表明,相比较于传统的电容阵列DAC结构,本文提出的高位拆分的高效DAC电容阵列结构可以降低99%的能耗,节省75%的面积。

关键词： 电压基准源   PVT补偿   皮安电流   超低功耗   高精度  

摘要： 设计了一种皮安级电源电流的高精度电压基准源。采用一种新型的PVT(工艺、电源、温度)补偿技术,在保证超低功耗的同时,有效抑制了PVT变化对电路性能的影响,提高了基准电压的稳定性和精度。基于标准0.18μm CMOS工艺进行设计,采用Spectre进行仿真。结果表明,在0.9~1.8 V输入电源电压下,输出电压为755.5 mV,线性调整率为4.16×10^(-6)/V,电源抑制比为-95.5 dB@10 Hz, 3δ误差为0.11%。在-20℃~120℃范围内,平均温度系数为1.65×10^(-5)/℃。室温环境下,典型工作电流为347 pA。该电压基准源性能优良,适用于低功耗物联网应用系统。

关键词： 数据挖掘   心理管理系统   CM_Apriori   PM_Apriori   多线程  

摘要： 为了增强对大学生心理健康细节的关注,文中通过使用数据挖掘技术对大学生的个人信息进行提取并挖掘出与心理症状相关的关联规则,再嵌入到心理管理系统中来预测大学生的心理变化情况。作为数据挖掘使用频率最高算法之一的Apriori算法,仍存在着重复搜索数据库次数多以及候选数据集多的缺点,从而导致算法复杂度高、数据挖掘效率低。文中在CM_Apriori算法和PM_Apriori算法的基础上,结合遗传算法对Apriori算法扫描过程进行了改进。采用多线程扫描事务数据集分割成的数据块,建立关联规则的模式。数据测试结果表明,改进算法比PM_Apriori算法效率提高了约8.9%~18.7%,验证了系统的有效性。

关键词： 远程监控   DSP   CAN总线通讯   多线程   掘进机  

摘要： 针对煤矿井下综掘工作面掘进机工作环境恶劣、危险系数较大的问题,基于DSP技术设计掘进机远程监控平台。监控平台通过CAN总线通讯获取掘进机机身位姿、截割轨迹、截割臂状态等信息,经掘进机控制模型以及运动学解算后完成对真实掘进机的控制。试验结果表明,该远程监控平台可将掘进机截割头摆角误差控制在0.68°以内,可实现远程自动截割功能,实际截割轨迹效果较好。