差分电容式MEMS加速度计的结构设计及仿真

为了扩大加速度计的测量范围、提高其灵敏度并且控制成本,提出一种差分电容式MEMS加速度计,并介绍了其敏感机理,即输入加速度时硅质量块产生相应位移,与钯银电极形成差分电容。通过建立输入加速度、电容差及输出电压三者之间的关系,即可检测z轴加速度。使用有限元分析,设置加速度为±100g范围内,对该加速度计支撑梁厚度变化时其应力、位移变化情况进行计算和分析。结果表明,差分电容式MEMS加速度计具有加速度计效应,加速度在±100g范围内线性度良好。加速度计在梁厚为0.058 mm时,输入加速度和位移的最佳比例系数为10-7m/g,其机械灵敏度、位移灵敏度和电容灵敏度较梁厚为0.075 mm时分别提高了10%、38%和37.9%。该研究为后续结构改进、性能优化奠定了理论基础。

基于人工智能的婴儿睡眠监控系统

婴儿看护是每个家长承担的责任,但在大多数家长需要兼顾家庭和工作的今天,传统的看护方式不再满足各个家庭的需求,“三胎”政策的开放更是加剧了婴儿看护的压力。为了能减轻家长的负担以及降低看护风险,论文提出了一种婴儿睡眠监控系统来辅助传统看护。该系统的核心为微型电脑(树莓派),在其控制摄像头对婴儿睡眠情况进行实时监控的同时,通过调用OpenCV等库实现了对监控视频流图像的识别,在识别到婴儿有吐奶、睡觉张嘴、口鼻被遮挡等异常状态时,会通过微信小程序发送消息与婴儿图片提醒家长。该系统能及时针对不同的异常情况发出不同的提醒,并且程序移植到了嵌入式平台,体积小巧,操作简便。