High-Power Simultaneous Wireless Information and Power Transfer: Injection-Locked Magnetron Technology

Applications using simultaneous wireless information and power transfer(SWIPT)have increased significantly.Wireless communication technologies can be combined with the Internet of Things to develop many innovative applications using SWIPT,which is mainly based on wireless energy harvesting from electromagnetic waves used in communications.Wireless power transfer that uses magnetrons has been developed for communication technologies.Injection-locked magnetrons that can be used to facilitate high-power SWIPT for several devices are reviewed in this paper.This new technology is expected to pave the way for promoting the application of SWIPT in a wide range of fields.

基于Cuk变换的MCR-WPT系统阻抗匹配研究

在分析无线充电系统的基础上,在发射端检测电流电压相位并加入锁相环调整系统频率,使系统处于谐振状态,提升系统的传输效率。同时,为满足无线充电系统在不同负载阻值下都具有较高效率,在负载端接入Cuk变换器并采用PID控制策略实现系统恒功率输出。用Simulink仿真平台搭建模型,当系统处于谐振状态后,负载阻值在20、30、40Ω时系统传输效率最终稳定在0.84,并且稳定持续输出5 kW的功率。

基于ZigBee技术的刮板输送机链条状态在线监测系统研究与设计

提出了一种刮板输送机链条状态在线监测系统。该系统以ZigBee无线芯片CC2530作为核心控制器件组成刮板输送机链条无线传感器,销锁无线传感器安装在接链环上实时检测接链环销锁受力情况,实现对刮板输送机链条状态的实时检测及故障预警,变断链事后报警为断链事故前预警停机,从而避免了断链事故的发生。

矿井工作面UWB联动闭锁技术及应用设计

通过对超宽带无线载波通信技术(UWB)及TDOA、TOF 2种定位算法的综合研究及分析计算,在综采工作面部署测量基础点检测源,在综采工作面作业人员及大型设备上部署被测量点发射源,并且被测量点发射源可对大型设备的电液控系统进行逻辑控制,通过计算测量基础点检测源与被测量点发射源之间的距离实现接近监测及联动闭锁。基于此,提出了综采工作面联动闭锁预警系统的整体设计方案,该方案同时适用于综采工作面其他大型设备的接近监测及联动闭锁,降低了工作面人员被液压支架、采煤机、掘进机等大型设备误伤的风险。

船闸浮式系船柱浮动式无线供电系统设计

针对某大型单级船闸浮式系船柱监测系统供电问题,提出一种用于船闸的浮式系船柱无线供电方案。设计无线供电系统电路结构,并对耦合机构进行仿真,得到主电路优化设计参数;设计无线供电系统发射端及接收端的装置结构,两者在一定水位时能自动对准并随动;制作安装无线供电系统样机并进行测试,结果表明:发射端及接收端对准时,开启无线供电系统实施充电,实现边升降边充电,无线供电系统接收端能有效接收发射电能,并转换为能量流输送至监测系统蓄电池,实现184.36 W的能量传输,效率达到67.3%。

输电线路防误操作装置的设计原理与技术实现

输电线路防误操作装置通过电流采集和无线通讯技术,实现对接地刀闸状态的自动检测,并通过闭锁结构控制测试引线的松开,确保测试人员的安全。系统由防护装置模块、电流测量模块和线路参数测试模块组成,通过各模块之间的通讯和协作,实现了对输电线路防误操作的有效控制和保护。

基于锁相环的时间同步机制与算法

在讨论计算机时钟分析模型的基础上,分析和总结已有的时间同步机制的特点,提出了一种低能耗单向广播校正同步机制,同时进行时钟偏移补偿和漂移补偿,并基于传统的锁相环(phase locked loop,简称PLL)原理设计了同步算法.为了避免实现过程中额外的硬件开销,开发了一种简洁的数字锁相环.最后,在Mica2实验平台上对所设计的同步机制与算法进行了验证,并与已有的典型算法进行了性能比较.

基于ZigBee无线传感器网络的防误闭锁系统

针对传统微机防误闭锁操作规程繁琐和实时性差的缺点,提出一种应用ZigBee无线传感器网络的新型防误闭锁系统方案。首先介绍ZigBee协议和网络结构,分析Zig-Bee技术用于防误闭锁系统的优势,然后选用Jennic公司JN5139-Z01-M02 ZigBee模块进行防误闭锁系统的通信网络设计,主要包括End-Device节点的硬件结构,Zigbee网络的组建方法和用于防误闭锁系统的工作流程。测试结果表明该系统具备防误闭锁功能和所监测设备状态实时更新的功能,具有一定的可靠性和实时性。

一种基于ZigBee的联网型无线门锁系统设计

基于ZigBee无线通信与互联网技术,开发了一款低功耗的联网型无线门锁系统.无线门锁具有RFID卡片开门、数据交互、异常报警等功能,门锁管理系统软件实现对联网门锁的时间同步、授权管理、参数设置和电池监控,也可以通过移动端门禁管理应用进行远程监控.本系统的最大特点是实现了实时联网和门锁的低功耗设计,满足了市场上对安全高效联网型无线门锁系统的需求.测试结果表明:系统性能稳定可靠,具有较高的推广应用价值.

新一代在线监控临时接地线管理系统的开发与应用

根据目前变电站临时接地线管理系统存在的弊端,提出了一种仅由地线管理机和无线式闭锁器组成的临时接地线管理系统,可应用于常规变电站独立五防系统、智能变电站监控五防一体化系统。现场采用无线通信式闭锁器具,用于在线监控临时接地线、网门、开关柜门和手动刀闸等位置状态。文中比较了常用的接地线管理方法并总结了文中构建系统的优势。阐述了地线管理机的硬件结构,无线式闭锁器的硬件结构、软件流程设计、无线通信安全性分析和关键问题的解决方法。构建系统已实际应用于220kV智能变电站的临时接地线管理系统和一体化调度中,显著提高了变电站地线管理的自动化水平和调控一体化的操作安全性。

基于磁耦合谐振的无线能量传输系统

针对目前电磁感应无线能量传输方式有效传输距离近、传输效率低等问题,为实现小口径武器系统的无线能量与信息的同步、快速、高效传输,基于电磁耦合谐振理论,提出了一种三线圈磁耦合谐振自适应能量传输系统。利用磁耦合谐振互感模型,对能量传输系统三线圈拓扑电路进行了分析,并讨论了整个系统的传输功率、传输效率与线圈谐振频率、耦合系数之间的相互关系。基于锁相环优化控制理论,提出了传输系统自适应谐振最大功率控制策略,对储能电容接收功率和充电时间进行了优化。静态实验结果表明,利用上述理论设计的三线圈磁耦合谐振能量传输系统,性能可满足耦合距离20mm、相对运动速度2.5m/s及铁磁环境下能量的传输,这种新颖的传输系统可为新一代武器系统的信息交联设计提供一定的理论和技术支持。

无线通讯系统频率合成器结构设计综述

在介绍无线通讯领域频率合成器主要设计指标的基础上,针对不同的设计指标,比较和分析了各种频率合成器的结构设计;详细地介绍了现在被广泛研究的小数型频率合成器和消除小数杂散的各种方法,其中,尤为详细地分析了采用ΣΔ调制技术的ΣΔ小数频率合成器;最后,对无线通讯领域频率合成器的应用前景和发展方向进行了展望。

一种无线报警自锁锁设计

为克服普通锁不能有效防止被撬和及时报警的不足,设计了一种无线报警自锁锁。该锁由蜂鸣器报警电路、无线报警电路、自锁电路和识别电路等组成,提高了锁的可靠性。

具有稳定工作状态的无线接收用超再生振荡器

介绍了一种用于无线接收机的具有稳定工作状态的超再生振荡器.这一超再生振荡器的起振时间被由超再生振荡器、高效率包络检波器和高精度电荷泵等构成的类似于锁相环的环路锁定在某一固定状态上.文中建立了环路的离散模型,分析了环路的稳定性,并介绍了主要的模块电路.该振荡器采用0.5μm CMOS工艺实现,工作在315MHz/433MHz的工业、科学和医药（ISM）频率段,电源电压为2.5~5.5V.测试结果显示,振荡器的起振时间与工艺、温度、工作频率和电源电压等无关.

基于单片机与无线网络的实验室安全管理系统设计

为加强对实验室的安全管理,文中开发设计基于单片机与无线网络的实验室安全管理系统。该系统以Tmega16单片机为主控平台,采用RFID技术实现智能电控锁,并通过雨滴传感器、烟雾传感器、火焰传感器等一系列传感器来实现实验室环境的实时监测,同时采用继电器进行实验设备的自动控制。经过实验测试表明,该系统能够满足设计要求,提高实验室管理效率,且降低了安全隐患。

基于FPGA的磁耦合谐振式无线电能传输频率跟踪控制

磁耦合谐振式无线电能传输是无线电能传输领域的研究热点,保持系统工作在谐振频率是磁耦合谐振式无线电能传输的关键技术之一。为了解决磁耦合谐振式无线电能传输系统在工作过程中的谐振失谐问题,本文从理论上分析系统的失谐机理,提出基于自适应PI控制的可变模全数字锁相环的频率跟踪控制方法;建立基于PI控制的全数字锁相环的数学模型,分析PI控制参数对系统性能的影响;设计出一种对全数字锁相环的PI控制参数进行自适应调节且兼顾跟踪控制的速度和精度的自适应控制器;利用FPGA实现所提出的全数字锁相环;仿真结果表明,该全数字锁相环能够较好地实现相位和频率的跟踪功能;最后,在实验样机上进行验证,结果表明该方法可以在谐振频率变化时完成对频率的快速跟踪,使系统工作在谐振状态。

基于CC1101的智能门锁无线低功耗休眠唤醒机制设计

针对短帧、低吞吐量特性的无线传感网中微型节点的低功耗休眠唤醒机制设计问题,通过对支持双向突发通信、响应时间小于500ms需求的智能门锁应用具体场景下的低功耗休眠唤醒机制的研究,分析了常用的MAC层低功耗休眠唤醒机制。并以STM8L MCU+Sub-1G射频芯片CC1101的低成本、低功耗硬件平台为基础,根据智能门锁的应用特性,结合CC1101射频芯片底层硬件机制,设计并实现了满足应用要求的低功耗休眠唤醒机制。通过对节点模块功耗的测量,并结合智能门锁应用场景进行功耗评估,结果表明系统稳定可靠,且低功耗特性表现良好。

基于锁相环集成电路CD4046的红外无线耳机设计

采用锁相环技术,通过调频方式实现一款红外无线耳机.选用的锁相环器件CD4046是一种低频多功能锁相环集成电路,具有使用简单、VCO中心频率和捕获频率范围可调、功耗低等特点.该调频式红外无线耳机和调幅式红外无线耳机都具有供电方式多样、方向性好、音量可调节功能.但其比调幅式红外耳机具有较宽的带宽和较强的抗干扰性.

基于MSP430单片机的无线智能电子锁及组网技术研究

针对普通门锁防盗能力的不足,提出了一种以MSP430F2232单片机为控制核心、无线收发芯片CC1100为通信单元的智能电子锁系统,并组建了智能监控网络。电子锁采用紧凑型结构设计,内部集成了控制单元、驱动单元、机械锁及供电单元等。系统采用电池供电,并进行了低功耗设计,具有无线化、智能化、小型化和自动组网等特点。

无线话筒频道搜索/监听与频道锁定方法

利用AVR控制器实现频道搜索/监听与频道锁定,改善现有基于随机射频协议技术无线话筒的使用状况,采用非标准无线通信协议思想简化无线通信协议栈,实现公共射频协议到私密射频协议转换,设计的轻量计算的控制数据帧减少处理数据量和同步处理要求,以提高音质和减少功耗。使用CodeV isionAVR开发平台编制以频道搜索/监听与频道锁定为核心软件模块的收发一体化工作流程,实现无线话筒的发射机与接收机通信频道自动连接,同时避开同频设备的干扰。实际应用表明,通过此方法改进的无线话筒,适用于在教室密集环境的教学楼里使用。