关键词： 微电子机械系统(MEMS)   气体传感器   微热板芯片   有限元仿真   低功耗  

摘要： 基于微电子机械系统(MEMS)技术的气体传感器具有灵敏度高、尺寸小、响应速度快、功耗低等优点,成为下一代半导体气体传感器的重要发展方向,其中敏感氧化物材料的温度均匀性对其探测灵敏度、选择性和可靠性均有重要影响。聚焦MEMS气体传感器中的核心微热板芯片的设计,通过热学分析和物理场有限元仿真,设计了一种等温热区占比90%的微热板芯片,有效解决了MEMS气体传感器中微小芯片内大面积均匀加热问题。在此理论基础上,设计了两款微热板芯片结构并进行了表征。实际测试结果显示温度-功耗曲线与仿真结果一致,在372℃工作温度下,方形薄膜结构的微热板芯片单位面积功耗仅为2.8×10^(-4)mW/μm^(2),但圆形薄膜结构的微热板芯片温度分布更均匀,两种设计的工作温度均可以达到370℃以上。受限于低温成膜工艺,该微热板芯片薄膜的最大应力仅为1500 MPa左右,这为后续优化设计提升工作温度和降低功耗提供了一定参考。

关键词： 电网基建现场   LoRa通信   存取类别限制   终端   信道拥塞  

摘要： 针对LoRa通信中的随机接入信道拥塞问题,本文提出一种基于存取类别限制技术的LoRa通信优化控制方法。仿真实验结果显示,按照该方法获取的存取类别限制最佳因子进行LoRa通信,网络中顺利接入的最大终端数量为23.84个,高于所有对比模型,且与理论值最为接近。该方法在仿真LoRa通信中最大程度地减少了信道拥塞造成的终端接入失败数量,有利于提升电网基建现场的LoRa通信质量。

关键词： 频率合成器   超宽带   相位噪声   低功耗   小数分频   锁相环  

摘要： 提出一种小型化低功耗超宽带低相位噪声频率合成器的设计方法。设计一个输出频率为50 MHz~20 GHz、跳频步进1 Hz、@20 GHz相位噪声为≤-100 dBc/Hz@1 kHz和≤-110 dBc/Hz@10 kHz的超宽带低相位噪声频率合成器。利用小数分频锁相环和直接式频率合成技术,实现了频率合成器的设计。经测试,技术指标均优于设计要求。

关键词： 低功耗   高容量   通信系统   软件定义无线电(SDR)   正交频分复用(OFDM)  

摘要： 研究了具有低功耗和高容量的通信系统的设计与实现,提出了一种基于软件定义无线电(Software Defination Radi,SDR)技术和正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)的通信系统方案。介绍了通信系统的功能模块和关键技术,在现场可编程逻辑门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)平台上实现了通信系统,并进行了实验和仿真,验证系统的性能指标。实验结果表明,提出的通信系统在2.4 GHz的工作频率下,可以达到250 kb/s的数据速率、10 m的传输距离、10 mW的功耗以及1000个用户的容量。与现有技术相比,提出的通信系统具有低功耗、高容量、高灵活性、高兼容性等优点。

关键词： 智能楼宇   物联网   广域   能耗管理   低功耗   系统   应用  

摘要： 智能楼宇通常是以5A系统为核心部分,借由通信网络把5个系统有机综合到一起,以此为基础,集成系统及其总体结构、管理及其各项服务,促使最优化的一个系统组合得以形成,让建筑物自身可以拥有着安全便捷及高效节能各方面优势。但这种智能楼宇总体运行应用过程,往往会涉及一定的能耗问题,需要进行重点关注,积极落实能耗管理相关工作。近几年伴随物联网科学技术持续高效发展及广泛应用,人们逐渐发现功耗、成本、距离等一系列问题已经逐渐成为限制其今后发展的一方面问题。低功耗广域物联网技术出现之后,上述问题便迎刃而解,且将其投入至智能楼宇当中,将能耗管理综合系统有效构建并应用起来,可满足于智能楼宇高效管理能耗方面的实际需求。鉴于此,本文主要探讨智能楼宇的能耗管理综合系统当中低功耗广域物联网的科学应用,可供业内相关人士参考。

关键词： 远距离无线电(LoRa)   低功耗设计   设计方案   物联网(IoT)  

摘要： 针对远距离无线电(Long Range Radio,LoRa)技术在物联网(Internet of Things,IoT)中的应用挑战,提出了一系列有效的解决方案,旨在设计低功耗通信协议。采用自适应数据封装与解封装的方法,确保数据传输的高效率和高可靠性,以适应不同数据大小和频率的应用需求。将随机指数后退算法作为通道访问与调度机制,成功降低了通信碰撞率,提高了通信成功率,特别适用于高竞争的通信环境。最后,利用节点管理和能耗优化策略,综合考虑节点的休眠与唤醒、数据更新和远程管理,延长了电池使用寿命、增强了网络的可维护性。

关键词： DPDK   数据流传输   相控阵雷达   多线程  

摘要： 地面相控阵雷达相比于传统雷达在部署方式和功能上具有优势,有较好的应用前景.目前,采用硬件传输地面相控阵雷达数据流缺乏灵活性,而采用传统的基于Linux网络协议栈的传输方法具有性能瓶颈.针对上述问题,本文基于DPDK(Data Plane Development Kit,数据面开发套件)提出了一个面向地面相控阵雷达数据流的高性能传输机制.首先,针对CPU单核频率较低的问题设计了一种基于多核CPU的多线程方法.其次,设计了帧池、帧索引池和进程间通信协议,实现了数据的重组和消费.再次,融合了Mbuf和Mempool数据结构实现了高速网络报文的缓冲.最后,基于实际的硬件平台开展了实验,实验结果表明,本文提出的传输机制能够在低丢包数前提下实现单机不少于8通道的地面相控阵雷达数据流传输,数据传输效率相比于传统的Asio网络库在网络流量和数据包捕获率指标方面有一定的提高.

关键词： 嵌入式课程   系统设计   软件技术   多线程  

摘要： 阐述嵌入式课程教学涉及模拟电路、数字电路、C语言编程和操作系统,课程教学中理论与实践结合,探讨嵌入式系统设计课程的教学板设计,持续改进的体会,工程代码的开源开放、多线程应用。

关键词： EEPROM   LDO   宽电源电压   高启动速度   低功耗  

摘要： 设计了一种适用于EEPROM的LDO电路。该电路在电源电压为2.3~5.7 V、工作温度为-60~135℃时可获得稳定的1.8 V输出电压,为EEPROM单元读取操作提供所需栅电压。采用国内0.18μm商用工艺,版图尺寸为480μm×100μm。给出了Hspice仿真环境下的仿真结果。

关键词： COD监测   NB-IOT   低功耗   MSP430  

摘要： 针对地表水体COD参数在实验室通过化学法分析效率低的问题,设计了一种低功耗水质COD在线监测节点。节点采用NB-IOT无线通信技术向云服务器传输COD数据,主控处理器采用了TI公司的MSP430系列超低功耗单片机。节点采用太阳能电池板和锂电池的组合供电模式,软硬件系统采取了多种低功耗设计,保证了节点长期稳定运行。经试验分析,该监测节点运行可靠、COD数据采集精度满足要求。