关键词： 物联网   低功耗   无线通信  

摘要： 文中探讨了物联网环境下的低功耗无线通信技术的关键技术和优化策略。低功耗无线通信技术作为物联网的重要组成部分,能在保障设备互联、数据传输的同时,有效降低设备能耗,延长设备使用寿命。首先,概述了物联网的基本架构及低功耗通信的必要性。其次,详细分析了当前主流的低功耗无线通信技术,如LoRa,Sigfox,NB-IoT,Zig⁃bee,BLE Mesh等,对比了它们的性能特点及应用领域。最后,从软硬件协同优化、跨层优化与自适应技术、安全性与隐私保护等层面出发,讨论了物联网环境下的低功耗无线通信技术优化策略。

关键词： 异构架构   可编程   现场可编程门阵列(FPGA)   专用集成电路(ASIC)   视频桥接   低功耗  

摘要： 随着智能时代的到来,越来越多的设备拥有摄像头和显示屏,而它们具有各种各样不同接口和视频格式,视频桥接面临新的挑战.以往的解决方案是根据接口和视频格式的需求采用不同的电路,如现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)、图形处理器(Graphics Processing Unit,GPU)和专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)等.但这种单一的电路模式难以同时满足低成本、超低功耗和小型化的要求,尤其是在移动显示领域.本文提出了一种新的异构体系架构,它将FPGA、微控制单元(MicroController Unit,MCU)、ASIC和存储器无缝集成到一个芯片中.该芯片不仅实现了小型化,而且具有低成本和低功耗的优势;更重要的是该款芯片可以支持不同接口和视频格式的桥接需求.针对不同算法的应用,本文给出了使用该芯片的评估方法和解决方案,为架构设计提供了依据.该芯片已成功在22 nm工艺流片,整体尺寸约为4 mm×4 mm,总功耗约为200 mW.它可以支持3840×2160分辨率和144 Hz刷新率的视频输入格式,1080×2340分辨率和90 Hz刷新率的视频输出格式.在实现同样视频桥接功能的应用时,本文所提芯片的面积和功耗均小于AMD芯片XC7K325T和Zynq Z7035的1/10.换而言之,针对此类场景的应用,本文方案在成本和功耗方面相比于传统商业FPGA有显著优化.

关键词： 飞行时间   三抽头   低功耗   抗干扰  

摘要： 提出了一种新型的三抽头飞行时间（ToF）解调方案，可以在不损失测距精度的前提下，有效降低用于深度计算的多个相位数据的采集、传输和计算功耗。同时引入三抽头轮转开启策略，可以显著改善由CMOS工艺原因导致的各抽头增益不一致、距离标定效率较低等。此外，还提出了一种簇间伪随机编码设计，有效解决了多个ToF相机在同一场景工作时互相干扰的问题。所提组合策略对于ToF三维感知成像技术的低功耗小型化具备一定的现实意义。

关键词： 直流转直流(DC-DC)   固定斜率   软启动   片内集成   低功耗  

摘要： 针对传统固定时间软启动面对不同输出电压启动时电源电压电流变化较大的问题，提出了一种应用于Buck型转换器可片内集成的固定斜率软启动方法，主要机理是通过反馈系数采样与固定斜率基准电压有机结合，通过将软启动充电电流等效为脉冲电流，以片内集成的小电容实现了缓慢上升的基准电压，对于设定的不同输出电压都能够按照固定的斜率启动；通过毛刺消除技术解决了脉冲周期引起的充电电流尖峰，提升了软启动时间的精确控制；软启动方法通过将电容分压网络代替传统电阻分压网络消除了产生的直流功耗，软启动完成时平滑地过渡到稳态工作阶段，软启动模块自动关闭，降低了系统静态功耗．基于0.18μm高压BCD工艺对提出的方法进行了具体电路设计与后仿真验证，结果表明：在芯片输出范围0.9～4 V内输出电压都基本保持5 V/ms的固定斜率启动，斜率控制精度可达98%．软启动电路有效地消除了满载3 A与空载0 A的状态下启动时产生的浪涌电流，整体浪涌电流减小了44%，输出电压能平稳上升并平滑过度到稳态工作阶段．

摘要： 智能家居系统的蓬勃发展，离不开无线通信技术的支撑。随着物联网设备逐渐渗透到日常生活中，各设备之间的高效通信显得尤为重要。为解决这一挑战，低功耗无线通信技术应运而生。它不仅通过减少能耗延长了设备使用寿命，还能确保系统的稳定运行。智能家居环境中，设备间需通过可靠的无线通信实现远程控制、自动化管理和数据传输。本文重点探讨低功耗无线通信技术在智能家居中的应用及其实现方式，特别是通信协议选择、网络拓扑设计、数据传输和功耗优化等关键技术的深入分析。

关键词： 数字化转型   新能源   低功耗   智能井站  

摘要： 针对川西北气矿部分无人值守关停井、间开井存在低产高耗、电源接入和安防系统接入受限，以及方井积液等问题，提出了零碳低功耗智能井站的建设方案。介绍了新型分布式光伏发电系统、智能视频监控系统、智能化排液系统及后台管理平台，通过现场实际应用表明，该智能井站的建设方案能够提升井站的安全和可靠性，降低运维成本，实现井站实时监控智能化管理需求。

关键词： 无线传感器网络   低功耗   无线通信   传感器  

摘要： 阐述基于低功耗主控芯片和无线射频芯片，设计一款低功耗、通用性强、稳定性高且体积小的无线传感器网络节点硬件平台。该平台为兼容复杂的传感场景应用及匹配不同功能需求奠定了硬件基础。同时，在硬件平台上搭载了无线通信模块，开发了相关驱动程序，并进行了无线网络通信的功能验证。

关键词： 10 kV断路器   机械故障诊断   变步长LMS算法   自适应采样   低功耗  

摘要： 针对基于声纹特征的10 kV断路器机械故障诊断中，环境噪声容易影响识别准确率并延长识别时间，采集系统功耗高的问题。该文提出了一种基于自适应滤波和采样的10 kV断路器机械故障声纹采集系统。通过采用变步长LMS算法改进传统滤波算法，对采集的声音进行降噪处理，以便于后续的故障诊断。将信噪比和数据到达率作为自适应采样的依据，提出一种启发式自适应采样算法。结果表明，该方法具有较高的鲁棒性和处理效率，显著提升了信噪比，同时有效降低了系统功耗。与过采样系统相比，该启发式算法系统功耗约为其71.5%，满足电网对电气设备故障诊断系统的准确性和低功耗要求。

摘要： 0背景随着科技的飞速发展，可穿戴设备已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。从智能手表到智能手环，再到智能眼镜，这些设备不仅丰富了我们的生活方式，还为我们提供了便捷的健康监测和数据追踪功能。然而，作为便携式设备，可穿戴设备面临着电池续航能力的严峻挑战。如何在保证设备性能的同时，延长电池使用寿命，成为可穿戴设备设计的一大难题。低功耗SoC(System on Chip)设计的出现，为可穿戴设备的发展带来了新的机遇。通过高度集成和优化的设计，低功耗SoC能够显著降低设备的功耗，从而延长电池使用时间，提升用户体验。此外，低功耗SoC还具有体积小、重量轻等优点，非常适合可穿戴设备的形态需求。本文旨在探讨低功耗SoC设计在可穿戴设备中的创新实践。我们将从系统级、体系结构级以及寄存器传输级与逻辑/门级三个层面，深入剖析低功耗SoC设计的关键技术。同时，我们还将分析典型低功耗SoC产品在可穿戴设备中的应用，并总结其创新点。

关键词： VLAST   反符合探测器   数据采集系统   USB3.0   多线程   FPGA  

摘要： 反符合探测器（anti coincidence detector, ACD）是甚大面积伽马射线空间望远镜（very large area gamma-ray space telescope, VLAST）的一部分，为充分测试探测器的功能和性能，并兼容未来多版本探测器的升级与评估，需要设计具有一定灵活性的数据采集系统。本文针对ACD的需求设计并实现了基于USB 3.0规范的数据采集系统，包括USB相关的硬件设计、FPGA逻辑设计和上位机软件设计。软件系统作为该设计的核心，使用Python 3.11实现，应用多线程技术灵活配置系统中接入的USB设备数量并进行设备控制和数据传输。该系统已应用在反符合探测器原理样机中，并在欧洲核子研究中心（European organization for nuclear research, CERN）进行了束流实验。实验结果表明，该数据采集系统在长时间实验下工作正常，运行稳定，符合探测器测试需求。