用于射频无线通信的MEMS器件

无线通信的发展已成为推动半导体工业发展的真正动力 ,许多半导体公司为了在这一领域占有一席之地正大力开发微电机械系统 (MEMS)。实现目标的途径之一是设计出可集成无源器件的方法 ,这些器件占当今无线手机中所用器件的 70 %。研究人员目前正努力开发芯片集成技术 ,MEMS技术便是其中的重要组成部分。MEMS已用于开关、滤波器、局域振荡器、可调电容器及高品质因数电感线圈等。制作这些器件的光刻条件与那些标准的在极端复杂的表面上进行的半导体制造工艺大相径庭。

无线通信射频功率放大器非线性失真优化设计

宽带无线通信系统中,功率放大器是重要组件,想要提高功率放大器功率就要选择高功率放大器(HPA)。HPA固有非线性特点,信号产生非线性失真,产生的非线性导致信号带失真、带外频谱扩大影响传输信号。因此,通过线性优化提升功率放大器的非线性失真具有重要作用,保证信号稳定、结构简单。鉴于此,笔者结合实践研究,就无线通信射频功率放大器非线性失真优化设计进行简要分析。

基于nRF2401的工程机械仪表显示无线通信平台的设计与实现

针对大型工程机械各类信号与驾驶操控室仪表异地显示的通信问题,提出了基于射频收发器nRF2401实现无线数据通信的设计方案,详细介绍了射频芯片nRF2401的工作原理及特点,并给出了无线通信平台硬件结构、接口电路及相应程序框图。经过测试,该通信平台上通信速率高、质量好,空旷处的传输距离可达100 m。

故障指示器的无线通信与低功耗实现

针对10kV配电网,为了减少电网故障对用户造成的损失,实现对线路故障的实时监测,提高供电水平,设计了一种新型的具有无线通信功能的故障指示器,利用Si1003芯片优越的RF性能实现505、506、507、508、509MHz 5个通信频率可选择,在空旷的室外环境下通信距离不低于200m,与传统的故障指示器相比,采用了高准确率的故障检测技术和三重结构电源系统,CT取电与超级电容和大容量锂电池相结合的方式供电,以及优化运行方式;实验研究显示故障指示器动作的准确性高达97.3%,功耗电流降低为30uA;所以最终实现了故障指示器的无线通信功能,大大提高了故障判断准确率,降低了电池的消耗,可保证故障指示器在配电线路上安稳工作10年。

基于无线通信的温室环境监控系统设计

针对温室管理智能化的需要,提出了一种基于无线数据传输的温室环境参数监控系统。该系统以MSP430F169作为微控制器,通过数字温湿度传感器DHT11、土壤温湿度传感器SHT10P、光强数字转换芯片TSL2561和CO2气体传感器MG811检测温室环境中的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度及CO2含量,以n RF24L01+作为射频无线通信模块实现下位机和上位机之间的数据通信,以TC35i作为GSM无线通信模块实现上位机和监控终端之间的数据通信。用户可以通过上位机或监控终端对温室环境参数进行检测和控制,使温室内环境参数控制在所希望的水平上,实现温室环境参数的智能化控制。

基于无线通信的密集烤房群远程监控系统

针对密集烤房群的现场特点和烟叶烘烤过程管理的要求,采用射频无线通信模块的组网方案和自主设计的点对多点通信协议,实现了密集烤房群无线远程监控系统;该系统可对现场255座密集烤房的烘烤过程数据进行采集、处理和记录,并以多种人机界面输出给管理技术人员;系统还可以对现场的密集烤房烘烤参数进行设定修改和反馈控制;无线通信距离可达1km;系统具有构建简单、组网灵活、无需布线、综合成本低等特点,已成功应用于多家烟草公司。

CC1312R的射频无线温湿度传感器设计

本文设计了一款基于CC1312R单片机的低功耗无线射频温湿度传感器。介绍了系统的硬件设计,主要包括单片机最小系统、温湿度采集模块、液晶显示模块、无线通信模块、电源模块等,并在硬件设计的基础上完成软件的设计。最后,搭建实验系统并对实验数据进行最小二乘法修正,修正后温湿度传感器的温度误差为±0.2℃,相对湿度误差为±1%,符合博物馆监测终端要求。

PLC-RF无线传输网络中的能效最优设计方法

针对电力线通信(PLC)和射频(RF)无线通信混合传输的室内通信场景,提出了一种基于角度信息的信道状态信息(AI-CSI)的能效优先传输方案。首先,Wi-Fi无线网络和PLC网络分别作为主网络和次级网络,并且采用认知无线电技术来提高频谱效率的情况下,建立次级网络总能效最大化为目标函数的优化问题。其次,为了求解该问题,通过基于AI-CSI的迫零波束成形方法,获得波束成形权矢量,并进一步提出Dinkelbach与拉格朗日乘子法相结合的优化方法,进行最优的功率分配。最后,计算机仿真结果不仅验证了所提方案的有效性和优越性,而且分析了中继天线数和用户个数等典型参数对系统能效带来的影响,从而为实际系统设计提供了参考和依据。

智能家居RF通信模块的设计与实现

针对智能家居终端设备的极大差异带来的网络接口不统一问题,设计了四线控制家电的RF通信模块,其接口简单,具有高兼容性。首先介绍了基于射频无线通信技术的智能家居系统,设计并实现了一款采用STM8S103F3单片机和CC1101无线收发器的通信模块,重点论述了通信模块的硬件及软件设计。用软件模拟FIFO(first input first output,先入先出队列)缓冲区确保不丢失数据,且发送数据前检查同频电磁波实现防冲突功能。测试表明,该无线通信模块能够满足低成本、低功耗和远距离无线传输的要求。

基于RF无线局域网的现场数据采集系统

针对同一现场多监测点的问题,设计了基于RF无线局域网的现场数据采集系统。RF无线网络基于ad hoc网络,并具有自组织(多跳)性。网络内的多个监测点采用射频芯片nRF401来实现网络内部的相互通信,整个网络由主节点负责和远程监控中心通信。给出了系统的硬件结构和网络的通信协议。

基于RFID的控制柜降温除湿系统设计与实现

本文设计的这款基于RFID的控制柜降温除湿系统,主要包括主模块通过搭载不同传感器完成对控制柜内部温度、湿度参数采集,通过无线通信模块上传到控制中心实现远程通信,采集中按键功能对控制柜内部阈值进行设定,控制器会将实时采集到的参数与设定阈值进行比较,检验是否超过设定阈值,如果超过设定阈值则报警,如在设定范围内则为通过。从模块主要是对主模块采集到的温湿度数据进行接收显示。

埋入式多参量传感器系统研究

针对当前结构健康监测系统无法对重大工程结构体的内部变化进行监测的不足,提出了一种基于"汽车级"芯片处理器C8051F530的多参量传感器系统的设计方案。阐述了系统硬件结构组成和软件流程。采用ATA5824射频芯片实现系统中信号采集模块和汇聚节点模块之间的无线射频通信,并运用"自触发"和"指令触发"并行工作模式的方法降低系统功耗。经长时间、多次试运行,结果表明该系统功耗低、性能稳定,可埋入到重大工程结构内部进行实时监测。