无线内窥镜中高效电磁感应连接

为了克服无线内窥镜胶囊在消化道内姿态不确定引起的方向性问题,提高无线内窥镜中电磁感应连接的能量传输效率,该文提出对电磁感应连接的磁场进行三维分解,采用三维线圈分别接收,并进行整流合成输出;分析整流合成输入波形的特性,以及输入波形随胶囊与发射之间空间位置关系变化的特点,设计复合整流合成电路.研究表明:该波形合成电路有助于克服方向性的限制,避免通信中的盲点,并且输出效率比单向接收时提高41.4%.     

基于生物安全性的无线能量传输系统接收线圈优化设计

分析了电磁生物安全性和人体内接收线圈温升安全性对无线能量传输系统的接收线圈设计带来的约束,建立了以能量传输效率为目标函数、以安全性和能量需求为约束条件的最优化模型,以实现接收线圈的优化设计.应用最优化模型对胶囊内窥镜的接收线圈进行优化设计,实验证明了该方法的可行性.
     

胶囊内窥镜数字无线通信模块的设计

为了提高胃肠道疾病的诊断率,设计了一种新型的基于JPEG图像格式的无线胶囊内窥镜(Wireless Capsule Endoscope,WCE).针对图像数据量大、JPEG压缩格式对传输误码率要求苛刻以及WCE微型化、低功耗的特点和要求,对数字式无线通信应用于WCE以传输JPEG图像进行了研究,设计并研制了合适的发射和接收无线通信模块.实验测试表明,当发射功率为-30 dBm时,该通信模块的最大通信距离为7 m,无线数字信号经过脂肪组织后,数据接收误码率仅为0.03%,数据传输速率为110 Kb/s,平均功耗仅2.8 mA,完全符合系统的要求.在此基础上研制了无线胶囊内窥镜系统样机,并在离体实验中得到了清晰的猪小肠的图像,取得了满意的效果.     

基于模拟方式传输图像信号的胶囊内镜系统

本文介绍了一种以模拟方式实现图像传输的胶囊内窥镜及其体外接收模块的设计及实现，在介绍了胶囊的体内图像采集系统和体外图像接收部分的功能外，主要介绍图像的无线传输方式的设计及实现，实验证明，该方案切实可行，成功实现了体内图像的采集传输。     

无线胶囊式内窥镜的最新进展

无线胶囊式内窥镜是一个具有革命性的医疗方法,因为它第一次将无痛检查小肠成为现实.它是靠一个维他命片大小的内窥镜来拍摄消化道的图像的,肠道的蠕动迫使内窥镜向前移动.该装置由一个图像传感器、照明模块、射频发射器和电池组成.无线胶囊式内窥镜在生物医疗领域是一种全新的突破,而且关键技术的进展将会推进新一代这类装置的产生.因此,这篇综述旨在对近几年一些领域中的最新和最重大的发明进行一个论述,这些领域涉及人体生理参数的测量、先进的图像特征、定位、能量消耗监控、以及动力推进.     

胃肠道无线内窥镜机器人系统

为了实现对人体胃肠道的全程无创诊断,研制了一种具有自主运动能力并集成无线技术的内窥镜机器人系统.针对内窥镜机器人的胃肠道运动环境以及微型化的特点和要求,设计、制作了仿尺蠖柔性运动系统、无线供能系统和无线通讯系统并组装了机器人样机.实验结果表明：内窥镜机器人样机能够适应不同的运动环境而实现有效的主动运动;其无线供能系统在外部输入功率为14.7 W的状态下,可以实现最小
能量为360 mW的传输,在8 m的有效范围内可以实现实时遥控和30 f/s的视频传输.     

人工肛门括约肌无线供能系统设计与优化

基于电磁耦合原理,针对人造肛门括约肌系统,设计了一套无线供能系统.该系统主要包括无线能量发射端、接收端、整流模块、稳压模块和充电模块.研究了发射端的发射频率(40～120 kHz)对传输功率的影响,进而优化了稳压模块,并比较了锂电池充电效果.结果表明:在一定发射频率范围内,无线供能传输效率随着发射频率的增大而升高;发射频率为120 kHz时,传输效率可以达到57.47%,接收功率为1.12 W;锂电池能快速充电,为人造肛门括约肌系统提供稳定能量保障.     

外磁场驱动无线胶囊式内窥镜的研究

分析现有无线胶囊式内窥镜的动力系统,提出相应的改进方法,解决方案就是利用外磁场来驱动无线胶囊式内窥镜,利用磁场来改变无线胶囊式内窥镜的运动,磁场的改变可以通过对应的线圈组的电流大小以及方向改变,经过分析得出:对于任何的复杂运动,都可以加以分解,从而利用最基本的六种动作达到移动胶囊的目的.     

一种无线传感器网络节点的设计与实现

分析了无线传感器网络节点的需求,阐述了无线传感器网络节点的体系结构.在此基础上采用符合802.15.4协议的ATmega128L主控和CC2420射频传输的设计模式,以模块为单位进行设计,分为处理器模块、无线通信模块、传感器模块、能量供应模块四部分,最后整体实现了该设计.通过对比本文设计节点与Micaz节点的数据包随距离变化的接收率测试结果和温度传感器数据采集测试结果,证明该设计取得了良好的效果,为无线传感器网络进一步的深入研究提供了一个性能较好的硬件平台.     

微机电系统二维线圈的能量接收性能

基于空间两线圈互感及铁磁芯线圈自感的计算方法,对微机电系统能量接收线圈二维正交绕组的接收性能进行了研究,分析了改变接收线圈位置和夹角以及有铁磁芯和无铁磁芯情况对系统耦合系数的影响.通过仿真和实验对理论分析进行验证,发现:二维正交绕组在不同的姿态下均可以得到较好的互补效果,能够防止传输效率过低;铁磁芯可显著增强系统的耦合性能.根据系统微型化的要求,选用合适的电子元器件,对后续整流电路进行了设计,研制了微型整流电路.利用自行设计的微机电系统进行的实验表明,文中设计的二维无线能量传输系统的效率及稳定性可以满足实际需求.     

基于风光互补发电无线电能传输系统的研究与设计*

风光互补发电系统作为一种绿色能源可独立对外部供电,无线电能传输(Wireless Power Transfer)技术又提供了一种方便快捷的能量传输方式,本文结合两者的优点,将风光互补发电系统的输出作为WPT谐振电路的输入端,利用无线电能传输技术对负载供电,利用了绿色能源的同时又能节约电力运输成本。分析了磁耦合感应与磁耦合谐振之间的联系以及平面线圈频率分裂的相关因素,针对目前小型平面谐振无线充电设备随发射端和接收端距离的变化而产生传输波动的问题,在发射端采用XKT-408集成电路进行自动频率锁定,在发生频率分裂时调整线圈偏移角度可削弱两线圈的互感系数来抑制频率分裂现象,提高了接收线圈峰值电压。最后搭建了小光互补无线能量传输系统,在径向距离50mm处可成功对负载充电,该模型为基于风光互补发电无线充电系统的应用提供了参考。     

基于nRF24L01的无线传感网络应用研究

无线传感网络系统相对于传统网络系统有很多方面的优势.以温度监控为例,进行基于无线收发芯片nRF24L01的测温节点的硬件和软件设计.利用低功耗单片机MSP430 F2012进行控制,结合温度传感器DS18B20进行温度数据采集.本文对硬件部分设计各元件之间的连接,对软件部分以框图形式说明工作流程,介绍温度数据采集模块和数据无线收发模块的软件设计.实验表明,本文所设计系统功耗低,可靠性较高,具有一定的实用价值.     

NB-IoT无线路灯控制器研究

设计了一款高性能NB-IoT无线路灯控制器.该路灯控制器使用M5311窄带物联网传输模块实现无线通信,使用嵌入式单片机STM8作为控制器,使用智能电量采集芯片HLW8112实时采集路灯的电压、电流、功率、电能、功率因数等电气参数,具有灯具故障诊断与报警、灯具远程或本地渐变与瞬时调光、灯具电源开关控制等功能.分析与设计了路灯控制器的M5311与CPU接口电路、D/A调光电路、电气参数采集电路、主程序、定时器中断服务子程序、联网服务子程序、指令解析子程序、故障诊断子程序、路灯控制器与远程控制平台的通信协议.路灯控制器测试平台的实验结果验证了NB-IoT无线路灯控制器的功能与性能,满足现代城市路灯智能控制的要求.     

A Novel Bio-mimetic Wireless Micro Robot for Endoscope

A novel bio-mimetic wireless micro robot for endoscope is developed. Its autonomous manner is earthworm-like and driven by linear actuators based on DC motor. It is different from the conventional micro robot endoscope that wireless module is used for conanunicating and power transfer. The fabricated micro robot system is detailedly described, including structure, micro robot locomotion principle, communication control module and wireless power transfer module. The experimental results show that the driving force of the linear actuator can reach to 2. S5 N and supplying power is up to 480 mW DC power for receiving coil in the proposed system, which all fulfill the need of the micro robot system. The micro robot can creep reliably in the large intestine of pig and other contact environments.     

基于磁耦合共振的无线输电系统设计

当人们的上网方式逐渐从有线过渡到无线时,更多的用户期待着电能的传输也能像无线网络一样摆脱线的束缚。文章提出了一种基于磁耦合共振的无线输电系统设计方案。该系统的基本构成是两个铜线圈,天花板上的发射线圈与交流电源相连,桌面下的接收线圈与移动设备相接。利用两个相同频率的谐振线圈产生的强耦合,使电能以无线方式从电源插座传输给置于桌面的笔记本电脑和手机。     

基于FM的无线扩声系统

针对课堂教学、室内会议等对扩声系统的需求,提出了一种基于FM的无线扩声系统.该系统包括FM收发模块和图形用户界面（GUI）软件.FM收发模块采用C8051F340单片机控制RDA5820实现对语音信号的无线收发,同时通过USB从PC机获取工作频率并发送语音数据;用LabVIEW实现的GUI软件可通过USB修改FM收发频率,并将获取的语音数据进行扩声播放.该系统收发模块采用一体设计,实现语音的FM无线收发,可自动切换收发工作模式,实验表明该系统方案合理可行.     

由光伏直接供电的电动汽车无线充电系统控制策略

为提升光伏发电的就地消纳能力,弥补电动汽车有线充电存在的弊端,通过提出一种含电动汽车无线充电的直流微网拓扑结构,研究了由光伏直接向电动汽车供电的控制方法。该拓扑以光伏发电系统为基础,新增了以蓄电池、超级电容器组成的混合储能模块,光伏系统在为充电站自身负荷供电的同时,向电动汽车供电,对系统中各部分进行优化并提出相应控制策略。Simulink仿真与实验结果表明:混合储能模块可有效平抑光伏输出功率的波动;磁耦合谐振式无线电能传输方式可提高电动汽车充电效果;在保证电动汽车稳定充电的基础上促进了光伏消纳。验证了所提拓扑的可行性与控制策略的有效性。     

化学化工实验室无线安全监测系统故障诊断方法研究

针对化学化工实验室的安全问题设计了一种无线安全监测系统,通过无线通信模块传输现场检测数据和经压缩后的图片,实现了实验室安全远程无线监测与监视的功能. 由于监测系统中的无线通信模块能耗较高,长期运行容易发生故障,其故障检测方式也较为复杂. 为了在线检测无线通信模块的故障和识别其类型,以确保无线安全监测系统的可靠性,研究了无线通信模块的电流特性,建立了基于模糊神经网络的故障诊断模型,可实现对无线通信模块在不同状态下的故障进行诊断. 实验结果表明,与BP神经网相比,采用模糊神经网络的无线通信模块故障诊断方法训练耗时短、收敛快、训练误差和验证误差小、诊断正确率高,能够在线检测无线通信模块的多种类型故障,明显提高了无线安全监测系统的可靠性,具有较好的实际应用价值.      

一种使用H桥和多谐振荡器的无线充电器设计

针对有线充电繁琐的人工操作和线材杂乱的弊端,设计一种无线充电器方案.此设计使用H桥逆变器和基于NE555的多谐振荡器,利用开关电源模块对交流电进行降压和整流,再将直流电逆变为交流电并通过线圈将电能发射,接收端将接收到的交流电能整流滤波后稳压供应给用电器.与大多数一对一无线充电方案相比,本设计可以在一较大范围内对多个移动设备同时供电.该套系统经测试可稳定工作,并可同时给手机、键盘和鼠标三件无线设备供电,达到设计要求.     

一种无线传感器网络的结构体系及节点设计

设计了以无线收发模块nRF401为核心,采用超低功耗MSP430系列单片机,结合外围传感器和Flash存储模块的传感器网络节点.MSP430F149控制传感器采集环境中的温度、湿度数据,并对原始数据进行初步处理,再由无线收发模块nRF401将数据发送给相邻节点.数据经传感器网络节点的逐级转发,最终发送回主机,实现对数据的采集.