無(wú)線傳感技術(shù)的案例
基于電阻仿真的無(wú)線傳感器風(fēng)能采集方法研究
摘 要：針對(duì)目前無(wú)線傳感器風(fēng)能采集效率低和傳統(tǒng)最大功率點(diǎn)跟蹤算法(MPPT)不適用于微型系統(tǒng)的現(xiàn)狀,提出一種基于電阻仿真的無(wú)線傳感器風(fēng)能采集方法。重點(diǎn)研究了電阻仿真技術(shù),通過(guò)負(fù)載阻抗來(lái)模擬風(fēng)機(jī)的源阻抗,使得電源和負(fù)載之間能夠達(dá)到良好的阻抗匹配,保證在任何運(yùn)行風(fēng)速下采集到的功率都是最大值,從而達(dá)到提高無(wú)線傳感器風(fēng)能采集效率、延長(zhǎng)其工作壽命的目的。最后通過(guò)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了該方法的有效性。
關(guān)鍵詞：無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò);風(fēng)能采集;電阻仿真;最大功率點(diǎn)跟蹤;
0 引言
無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)(Wireless Sensor Networks,WSNs)是一種基于無(wú)線射頻通信技術(shù)的多跳自組網(wǎng)絡(luò),由部署在監(jiān)測(cè)空間內(nèi)的無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)組成,在電力系統(tǒng)中多應(yīng)用于智能電網(wǎng)技術(shù)[1,2,3,4]。然而,傳統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)方式限制了無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用與深度拓展,節(jié)點(diǎn)的能量供應(yīng)成為無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)面臨的首要問(wèn)題。隨著環(huán)境能量收集技術(shù)的研究與發(fā)展,自供電無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)的出現(xiàn)可以在很大程度上緩解能量瓶頸并改善網(wǎng)絡(luò)性能[3,4,5,6,7]。文獻(xiàn)[5,6]提出利用傳感器所處環(huán)境的風(fēng)能和太陽(yáng)能來(lái)為傳感器持續(xù)供電,卻忽略了能量采集的效率問(wèn)題。文獻(xiàn)[7]提出利用風(fēng)致振動(dòng)的能量來(lái)驅(qū)動(dòng)傳感器運(yùn)行,但復(fù)雜的機(jī)械結(jié)構(gòu)所導(dǎo)致的能量損失和設(shè)備的穩(wěn)定性問(wèn)題有待考證。對(duì)于一個(gè)微型風(fēng)能采集系統(tǒng),由于采集到的電功率通常非常低,且受到微型風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的制約。因此,最主要的問(wèn)題是開(kāi)發(fā)一種高效的功率變換器及與電子電路相關(guān)并包含最大功率點(diǎn)跟蹤(Maximum Power Point Tracking,MPPT)算法的微驅(qū)動(dòng),用于跟蹤和保持微型風(fēng)機(jī)的最大輸出功率以維持無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)在不同工況下的運(yùn)行。而傳統(tǒng)的MPPT技術(shù)因其復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)導(dǎo)致耗能過(guò)高,并不適用于微型風(fēng)能采集系統(tǒng)。
展開(kāi) 接近傳感芯片可延長(zhǎng)TWS真無(wú)線立體聲耳塞的播放時(shí)間
TWS耳塞的基本工作原理是移動(dòng)裝置連接主耳機(jī)，再由主耳機(jī)通過(guò)藍(lán)牙無(wú)線方式連接副耳機(jī)組成立體聲系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)真正的藍(lán)牙左右聲道無(wú)線分離使用。由于TWS耳機(jī)左右單元沒(méi)有物理線材連接，所以TWS耳塞一般不采用micro USB接口方式充電，而是通過(guò)配備便攜式充電盒以提供充電和收納功能。
在過(guò)去，頭戴式耳機(jī)或半入耳式耳機(jī)只是一種配件，用戶在需要通過(guò)耳機(jī)聆聽(tīng)時(shí)才會(huì)戴著，聽(tīng)完后就會(huì)取下。真無(wú)線立體聲（TWS）耳塞改變了大家的這一習(xí)慣：如今，即使不在用耳塞聆聽(tīng)時(shí)，用戶也會(huì)一直戴著耳塞。由于真無(wú)線立體聲（TWS）耳塞越來(lái)越受歡迎，行業(yè)分析人士預(yù)計(jì)，到2024年，市場(chǎng)的復(fù)合年增長(zhǎng)率將會(huì)達(dá)到27%。屆時(shí)，TWS耳塞的銷(xiāo)量有望超過(guò)所有其他類(lèi)型的無(wú)線和有線耳機(jī)。
而其中一個(gè)至關(guān)重要的因素將會(huì)是電池續(xù)航時(shí)間，旨在延長(zhǎng)充電后的使用時(shí)間。盡可能降低功耗的一種方法就是確保取下耳塞時(shí)會(huì)自動(dòng)停止播放，戴上耳塞時(shí)則再次啟動(dòng)。這需要使用近距離接近傳感技術(shù)。移動(dòng)手機(jī)中的紅外（IR）接近傳感模塊可以檢測(cè)到語(yǔ)音通話時(shí)手機(jī)是否貼近用戶臉部，從而關(guān)閉顯示屏。
通常情況下，TWS耳塞中的接近傳感器配置為：當(dāng)物體（即用戶的耳窩）在3mm以內(nèi)時(shí)觸發(fā)檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)較近的物體在10mm以外時(shí)觸發(fā)釋放信號(hào)。
TWS耳塞制造商面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)就是尺寸和重量問(wèn)題：為滿足用戶的舒適度要求，耳塞必需小而輕。但每個(gè)耳塞都需要有自己的能量來(lái)源，以便為Bluetooth?無(wú)線電、音頻處理電路和揚(yáng)聲器供電。電池越小越輕，可儲(chǔ)存的能量就越少。
典型的TWS耳塞的電池容量為25-35mAh。這個(gè)容量值非常有限：相比之下，普通智能手機(jī)的電池容量為3000mAh。接近傳感芯片通過(guò)檢測(cè)耳塞何時(shí)從耳朵中取出，可幫助降低耳塞小電池的耗電速度。
展開(kāi) SFU研究人員使用纖維素材料來(lái)3D打印無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)傳感器
西蒙弗雷澤大學(xué)的機(jī)電一體化系統(tǒng)教授Woo Soo Kim和瑞士研究人員正在開(kāi)發(fā)一種環(huán)保的3D打印解決方案，用于生產(chǎn)無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器。該研究團(tuán)隊(duì)正在使用木材衍生的纖維素材料來(lái)取代目前用于電子產(chǎn)品的塑料和聚合物材料。可以使用和處理該解決方案而不會(huì)污染環(huán)境。此外，3D打印還使他們能夠在3D形狀或紡織品上添加或嵌入功能，從而創(chuàng)造更多功能。他們的研究發(fā)表在2月份的“高級(jí)電子材料”雜志上。
“我們的環(huán)保型3D打印機(jī)纖維素傳感器可他們的生活中無(wú)線傳輸數(shù)據(jù)，然后可以進(jìn)行配置而不污染環(huán)境。”團(tuán)隊(duì)領(lǐng)導(dǎo)Kim表示，在SFU的薩里校園機(jī)電系統(tǒng)工程學(xué)院的一位教授說(shuō)。該研究正在薩里的PowerTech實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，該實(shí)驗(yàn)室擁有幾臺(tái)用于推動(dòng)研究的最先進(jìn)的3D打印機(jī)。
“這種發(fā)展將有助于促進(jìn)綠色電子，例如，從印刷電路板的廢物是污染環(huán)境的危險(xiǎn)。如果我們能夠改變塑料在PCB到纖維素上的復(fù)合材料，金屬部件的循環(huán)可以用更簡(jiǎn)單的方式收集。“
Woo Soo Kim還與科學(xué)技術(shù)的的大邱慶北院（DGIST）的機(jī)器人技術(shù)工程部門(mén)PROTEM CO INC合作，這是一家技術(shù)型公司，由一隊(duì)韓國(guó)研究人員領(lǐng)導(dǎo)，主要業(yè)務(wù)是印刷導(dǎo)電油墨材料的研究。
在第二個(gè)項(xiàng)目中，研究人員在壓花加工技術(shù)方面取得了新的突破。這允許它們?cè)谌嵝跃酆衔锘迳献杂傻赜∷⒕?xì)電路圖案，柔性聚合物基板是電子產(chǎn)品的必要組件。壓花技術(shù)以低成本應(yīng)用于精確圖案的質(zhì)量壓印。
同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)了一種精確的位置控制系統(tǒng)，可以直接印記圖案，從而形成一種新的工藝技術(shù)。這將對(duì)半導(dǎo)體工藝，可穿戴設(shè)備和顯示器工業(yè)中的使用產(chǎn)生廣泛的影響。
來(lái)源：正好3D打印網(wǎng)
展開(kāi) 磁共振無(wú)線充電技術(shù)引領(lǐng)工業(yè)機(jī)器人“無(wú)線充電自由”
05 未來(lái)展望：無(wú)線充電發(fā)展趨勢(shì)
隨著工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人應(yīng)用日益普及，無(wú)線充電技術(shù)正朝著標(biāo)準(zhǔn)化、大功率化和智能化方向發(fā)展。
2025年3月，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》意見(jiàn)征求稿已下達(dá)，由全國(guó)機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口，由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所有限公司、美的集團(tuán)股份有限公司、庫(kù)卡機(jī)器人（廣東）有限公司等單位共同起草。
這一標(biāo)準(zhǔn)將填補(bǔ)行業(yè)空白，為工業(yè)移動(dòng)機(jī)器人無(wú)線充電系統(tǒng)提供統(tǒng)一的技術(shù)規(guī)范和評(píng)價(jià)方法。
行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者們正積極研發(fā)下一代10kW大功率快充產(chǎn)品，以滿足更高能耗機(jī)器人的需求。
同時(shí)，光伏儲(chǔ)能與無(wú)線充電的深度融合、云端協(xié)同運(yùn)維等創(chuàng)新模式正在探索中。
此外，無(wú)線充電技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)展，從工業(yè)機(jī)器人逐步走向新能源汽車(chē)、eVTOL（電動(dòng)垂直起降飛行器） 等更廣闊市場(chǎng)。
未來(lái)，行駛中充電技術(shù)將進(jìn)一步成熟，為各種移動(dòng)設(shè)備提供“永續(xù)動(dòng)力”。
如今，魯渝能源的無(wú)線充電產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、物流、倉(cāng)儲(chǔ)等行業(yè)，并與國(guó)內(nèi)兩百余家機(jī)器人企業(yè)達(dá)成合作。
從AGV小車(chē)到巡檢機(jī)器人，從防爆場(chǎng)景到智慧罐籠，磁共振無(wú)線充電技術(shù)正在各個(gè)角落默默發(fā)揮著關(guān)鍵作用，讓機(jī)器人擺脫“充電焦慮”，真正實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷作業(yè)。
隨著工業(yè)4.0的深入推進(jìn)，這項(xiàng)技術(shù)必將成為智能制造的隱形支柱，支撐起未來(lái)工廠的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。
展開(kāi) 
無(wú)線自由：探索AGV無(wú)線充電技術(shù)的自由度優(yōu)勢(shì)
該技術(shù)極大地提升了AGV的連續(xù)工作效率和充電便捷性，創(chuàng)新性地解決了之前的局限性。
隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，電磁場(chǎng)模擬、智能化算法與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的融合和集成，將進(jìn)一步擴(kuò)展AGV無(wú)線充電的自由度。無(wú)線充電不僅僅作為一種供能手段，更成為實(shí)現(xiàn)AGV高效、智能化運(yùn)營(yíng)的核心部件。這些技術(shù)的結(jié)合，不僅推動(dòng)自動(dòng)引導(dǎo)車(chē)在各個(gè)行業(yè)中能夠發(fā)揮出更大的潛能，同時(shí)還帶來(lái)了經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)創(chuàng)新上的雙贏。展望未來(lái)，AGV無(wú)線充電技術(shù)不斷帶來(lái)的更新與革新，將是所有工業(yè)領(lǐng)域的支點(diǎn)，助力工業(yè)界邁入更加智能、高效的新時(shí)代。
展開(kāi) 超越“無(wú)線”：詳解無(wú)人機(jī)無(wú)線充電技術(shù)如何重塑行業(yè)自動(dòng)化圖景
在電力巡檢領(lǐng)域，部署在變電站內(nèi)的無(wú)線充電樁，使得巡檢無(wú)人機(jī)能夠以“蜂巢”模式工作，定時(shí)起飛巡檢，自動(dòng)回傳數(shù)據(jù)并充電，構(gòu)建起一個(gè)全天候的自主電力巡線網(wǎng)絡(luò)。
這僅僅是開(kāi)始。隨著無(wú)人機(jī)無(wú)線充電技術(shù)的不斷成熟和成本下降，一個(gè)由自主飛行器構(gòu)成的、能夠自我維持能源的智能物聯(lián)網(wǎng)正在成為現(xiàn)實(shí)。魯渝能源正站在這一技術(shù)浪潮的前沿，通過(guò)扎實(shí)的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，將這一未來(lái)圖景逐步變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，為各行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型注入源源不斷的“無(wú)線”動(dòng)力。
Nano Energy：變廢為寶的摩擦納米發(fā)電機(jī)所驅(qū)動(dòng)的無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)及環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)用
風(fēng)力作用下弧形摩擦納米發(fā)電機(jī)的供能裝置及其應(yīng)用
(a) 利用弧形摩擦納米發(fā)電機(jī)為無(wú)線傳感器供電的電路圖；
(b) 利用弧形摩擦電納米發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)248盞LED燈；
(c) 無(wú)線水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的照片，該系統(tǒng)由一個(gè)無(wú)線pH傳感器節(jié)點(diǎn)、一個(gè)接收器、兩種不同pH值的溶液和兩個(gè)弧形摩擦納米發(fā)電機(jī)組成；
(d) 當(dāng)pH值小于5時(shí)，水質(zhì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)。
圖5. 河流流體能驅(qū)動(dòng)下的環(huán)境水質(zhì)及滑坡監(jiān)測(cè)應(yīng)用示意
(a) 由弧形摩擦納米發(fā)電機(jī)陣列供電的無(wú)線滑坡預(yù)警系統(tǒng)示意圖；
(b) 弧形摩擦電納米發(fā)電機(jī)在河流中驅(qū)動(dòng)480盞LED燈；
(c) 河流中由弧形摩擦電納米發(fā)電機(jī)陣列供電的無(wú)線水質(zhì)監(jiān)測(cè)；
(d) 由弧形摩擦電納米發(fā)電機(jī)陣列供電的滑坡預(yù)警監(jiān)測(cè)。
【總結(jié)】
通過(guò)變廢為寶的方式使用回收的牛奶盒制作了一種新穎的、環(huán)境友好的和完全封裝的弧形摩擦納米發(fā)電機(jī)用于收集流體能量。更重要的是，通過(guò)弧形摩擦納米發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)，并在真實(shí)河流中進(jìn)行了流體能量采集，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期環(huán)境監(jiān)測(cè)的應(yīng)用（水質(zhì)監(jiān)測(cè)和滑坡預(yù)警）。
來(lái)源：材料人
展開(kāi) 無(wú)線賦能，無(wú)限可能：魯渝能源——工業(yè)級(jí)無(wú)線充電技術(shù)提供商
image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202604/attachment/cd593e382c8b4feb8b80e836d0591acd.jpg">
</figure>
</figure><p><br></p><p> </p><p><strong>一、十年深耕：從技術(shù)突破到產(chǎn)業(yè)引領(lǐng)</strong></p><p>成立于2014年的魯渝能源，是國(guó)內(nèi)最早一批投身大功率工業(yè)無(wú)線充電領(lǐng)域的企業(yè)。公司創(chuàng)始人李聃博士畢業(yè)于清華大學(xué)，擁有十余年電力電子與磁耦合技術(shù)積淀，獲評(píng)“青島市創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)領(lǐng)軍人才”、“山東省泰山產(chǎn)業(yè)領(lǐng)軍人才”。創(chuàng)業(yè)之初，便確立了清晰的技術(shù)路線：不局限于消費(fèi)電子級(jí)的低功率應(yīng)用，而是聚焦工業(yè)場(chǎng)景中大功率、高效率、高可靠性的無(wú)線充電需求。</p><p>經(jīng)過(guò)多年技術(shù)攻關(guān)和實(shí)驗(yàn)迭代，魯渝能源成功攻克大功率無(wú)線充電系統(tǒng)控制算法、大功率變換器設(shè)計(jì)、電磁兼容與熱管理等核心技術(shù)瓶頸，開(kāi)發(fā)出行業(yè)領(lǐng)先的磁諧振耦合控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了千瓦級(jí)工業(yè)設(shè)備無(wú)線充電傳輸效率高達(dá)93%的突破。公司已取得無(wú)線充電技術(shù)領(lǐng)域?qū)＠?00余件（其中發(fā)明專(zhuān)利45項(xiàng)），所有產(chǎn)品均擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，系統(tǒng)效率達(dá)90%—95%，處于國(guó)際領(lǐng)先水平。</p><p>目前，魯渝能源已建立起2000平米自動(dòng)化組裝和測(cè)試車(chē)間，具備年產(chǎn)20000套機(jī)器人無(wú)線充電產(chǎn)品的產(chǎn)能，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷(xiāo)海內(nèi)外，服務(wù)于中船、濰柴、南方電網(wǎng)、魯能等百余家知名企業(yè)，是國(guó)內(nèi)工業(yè)無(wú)線充電領(lǐng)域產(chǎn)品矩陣全、應(yīng)用場(chǎng)景覆蓋廣的廠家之一。
展開(kāi) 噱頭還是真技術(shù) 概述電動(dòng)車(chē)無(wú)線充電技術(shù)
近些年來(lái)，無(wú)線充電似乎成為一個(gè)相當(dāng)熱門(mén)的技術(shù)，尤其在手機(jī)領(lǐng)域，更是成為了各個(gè)品牌旗艦機(jī)的標(biāo)配。不過(guò)隨著電動(dòng)車(chē)的普及，這項(xiàng)技術(shù)也越來(lái)越多的出現(xiàn)在汽車(chē)消費(fèi)領(lǐng)域。在今年的CES展會(huì)上，本田就帶來(lái)了自家的車(chē)用無(wú)線充電系統(tǒng)。不過(guò)車(chē)用無(wú)線充電現(xiàn)在還只是出現(xiàn)在各大發(fā)布會(huì)上，那么這項(xiàng)技術(shù)到底發(fā)展情況如何，又能不能在實(shí)際的用車(chē)環(huán)境下給電動(dòng)車(chē)充電呢。
首先還是要說(shuō)一說(shuō)這項(xiàng)技術(shù)的背景。無(wú)線充電近幾年雖然大熱，但這項(xiàng)技術(shù)并不是新技術(shù)，早在一百年前，物理學(xué)家兼電氣工程師尼古拉·特斯拉（特斯拉汽車(chē)就以他的名字命名）就已經(jīng)做了無(wú)線輸電試驗(yàn)，證明了這項(xiàng)技術(shù)的可實(shí)施性。不過(guò)無(wú)線充電能夠大規(guī)模實(shí)現(xiàn)商用，還是三星蘋(píng)果這樣的手機(jī)廠商的功勞。
無(wú)線充電在手機(jī)領(lǐng)域還只是高端機(jī)才會(huì)配備，都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)完全普及，現(xiàn)在為何就要進(jìn)軍汽車(chē)領(lǐng)域呢，這里不得不提的就是汽車(chē)電氣化。目前已有多個(gè)國(guó)家提出了禁售燃油車(chē)的時(shí)間表，而其他國(guó)家也推出了更為嚴(yán)格的排放法規(guī)，這使得車(chē)企都在花大力氣研發(fā)純電動(dòng)車(chē)或者混合動(dòng)力汽車(chē)，如何為這些車(chē)的電池充電就成了大問(wèn)題。無(wú)線充電作為充電樁的補(bǔ)充，能讓汽車(chē)充電變得更方便、無(wú)縫，自然就受到了廠商的青睞。
本田在剛剛開(kāi)幕的CES展會(huì)上就帶來(lái)名為Wireless Vehicle－to－Grid的無(wú)線充電技術(shù)。想要實(shí)現(xiàn)無(wú)線充電，僅需將車(chē)輛停放在專(zhuān)門(mén)用于充電的墊片上即可。除此之外，本田還計(jì)劃打造一套停車(chē)場(chǎng)充電系統(tǒng)，這套系統(tǒng)計(jì)劃在車(chē)輛底盤(pán)和停車(chē)場(chǎng)的地板上都加入充電模塊，通過(guò)這種非接觸式充電技術(shù)讓車(chē)輛在放入停車(chē)場(chǎng)時(shí)就可以進(jìn)行充電，這將充分利用車(chē)輛的閑置時(shí)間完成充電，大大縮減了車(chē)主為充電所耽誤的時(shí)間。
寶馬作為豪華品牌中較早推出電動(dòng)化車(chē)型的公司，在無(wú)線充電方面同樣有所建樹(shù)。寶馬無(wú)線充電選件包含一個(gè)感應(yīng)式充電基座，可安裝在車(chē)庫(kù)或戶外，以及一個(gè)固定在車(chē)輛底部的輔助充電部件。
展開(kāi) 無(wú)線技術(shù)中陰影和盲區(qū)的克星——超寬帶技術(shù)
現(xiàn)在清楚了主要是還是依靠的超寬帶（UWB）技術(shù)以及定位引擎（VML）技術(shù)，當(dāng)然這些功能都集成在了Qorvo UWB 芯片中，可見(jiàn)Qorvo在無(wú)線技術(shù)領(lǐng)域的領(lǐng)先地位。
所以，Qorvo介紹的“什么是超寬帶？一種專(zhuān)用于實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位和安全通信的技術(shù)。”最好要看一看的。想了解該內(nèi)容的朋友，請(qǐng)點(diǎn)擊
閱讀原文
。
聚焦行業(yè)熱點(diǎn)， 了解最新前沿
敬請(qǐng)關(guān)注EEWorld電子頭條
http://www.eeworld.com.cn/mp/wap
復(fù)制此鏈接至瀏覽器或長(zhǎng)按下方二維碼瀏覽
以下微信公眾號(hào)均屬于
EEWorld（www.eeworld.com.cn）
歡迎長(zhǎng)按二維碼關(guān)注！
EEWorld訂閱號(hào)：電子工程世界
EEWorld服務(wù)號(hào)：電子工程世界福利社
展開(kāi) 基于Insplorion納米等離子傳感技術(shù)（NPS）的二氧化氮傳感器模塊
二、二氧化氮檢測(cè)儀中的核心傳感元件
在各種二氧化氮檢測(cè)儀中，NO2傳感器作為核心檢測(cè)元件，其作用是將環(huán)境中NO2的濃度轉(zhuǎn)化為可讀、可傳輸?shù)碾娦盘?hào)。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，這些傳感器可構(gòu)建大規(guī)模監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，為環(huán)保部門(mén)提供動(dòng)態(tài)污染分布數(shù)據(jù)，持續(xù)優(yōu)化減排策略。傳感器的性能——包括檢測(cè)下限、選擇性、響應(yīng)速度、長(zhǎng)期穩(wěn)定性和環(huán)境適應(yīng)性——直接決定了整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)的可靠性和實(shí)用性。
目前市場(chǎng)上存在多種NO?傳感器技術(shù)路線，各具特色：
電化學(xué)傳感器：技術(shù)成熟、成本適中，在工業(yè)安全領(lǐng)域應(yīng)用最廣，具備良好的線性響應(yīng)和較低功耗，但高溫高濕環(huán)境下的長(zhǎng)期穩(wěn)定性仍是挑戰(zhàn)。
光學(xué)等離子傳感器：以瑞士Insplorion的NPS技術(shù)為代表，基于Insplorion?專(zhuān)有納米等離子傳感技術(shù)（NPS）的光化學(xué)傳感器，具有極高的表面靈敏度和優(yōu)異的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，適用于ppb級(jí)別的痕量檢測(cè)。
其中，Insplorion的納米等離子傳感技術(shù)代表了光學(xué)傳感路線的前沿方向，下文將作詳細(xì)介紹。
三、產(chǎn)品介紹：瑞士Insplorion INAIR-NO? 二氧化氮監(jiān)測(cè)模塊
瑞士Insplorion 二氧化氮模塊 NO2監(jiān)測(cè)器 INAIR-NO2產(chǎn)品描述
InAir-NO2是基于Insplorion?專(zhuān)有納米等離子傳感技術(shù)（NPS）的光化學(xué)傳感器。該有源傳感器元件為半透明的玻璃芯片，由等離子納米結(jié)構(gòu)和功能涂層覆蓋。通過(guò)發(fā)光二極管和光敏檢測(cè)器來(lái)測(cè)量傳感器元件和NO2氣體分子之間的相互作用以完成讀數(shù)。可以檢測(cè)幾μg/m3 (ppb)范圍內(nèi)的濃度。
InAir-NO2是微型高性能傳感器, 檢測(cè)成本效益高，可在環(huán)境空氣中測(cè)量NO2水平。
InAir-NO2可用于擴(kuò)散測(cè)量和泵送氣流的連接。這兩種配置都配有預(yù)校準(zhǔn)傳感器元件。
展開(kāi) 
技術(shù)干貨|第七代無(wú)線技術(shù)802.11ax詳解
802.11ax，也稱(chēng)為高效無(wú)線網(wǎng)絡(luò)(High-Efficiency Wireless - HEW)，通過(guò)一系列系統(tǒng)特性和多種機(jī)制增加系統(tǒng)容量，通過(guò)更好的一致覆蓋和減少空口介質(zhì)擁塞來(lái)改善Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)的工作方式，使用戶獲得最佳體驗(yàn);尤其在密集用戶環(huán)境中，為更多的用戶提供一致和可靠的數(shù)據(jù)吞吐量，其目標(biāo)是將用戶的平均吞吐量提高至少4倍。也就是說(shuō)基于802.11ax的Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)意味著前所未有的高容量和高效率。
802.11ax技術(shù)構(gòu)成
▲802.11ax技術(shù)構(gòu)成模塊示意圖
802.11ax標(biāo)準(zhǔn)在物理層導(dǎo)入了多項(xiàng)大幅變更。然而，它依舊可向下兼容于802.11a/b/g/n與ac設(shè)備。正因如此，802.11ax STA能與舊有STA進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送和接收，舊有客戶端也能解調(diào)和譯碼802.11ax封包表頭 (雖然不是整個(gè)802.11ax封包)，并于802.11ax STA傳輸期間進(jìn)行輪詢。下圖顯示此標(biāo)準(zhǔn)修正最重要的變更以及與現(xiàn)行802.11n和802.11ac的對(duì)照。
▲802.11n、802.11ac和802.11ax的關(guān)鍵PHY比較
關(guān)鍵技術(shù)解析
以下是在802.11ax當(dāng)中使用到的關(guān)鍵技術(shù)
· OFDMA
· MU-MIMO
· 1024-QAM
· Spatial Reuse
· BBS Coloring
OFDMA(正交頻分復(fù)用多址接入)
OFDMA是通過(guò)將子載波子集分配給不同用戶在OFDM系統(tǒng)中添加多址的方法。迄今為止，它已被許多無(wú)線技術(shù)采用，例如3GPP LTE。 802.11ax是第一個(gè)將OFDMA引入WLAN網(wǎng)絡(luò)的WLAN標(biāo)準(zhǔn)。此外，802.11ax標(biāo)準(zhǔn)也仿效LTE專(zhuān)有名詞，將最小的子信道稱(chēng)為“資源單位(RU)”，每個(gè)RU當(dāng)中至少包含26個(gè)子載波。
展開(kāi) 激光位移傳感技術(shù)解析：工業(yè)激光傳感新方案
深孔檢測(cè)示意圖
此外，MX－G系列激光同軸振動(dòng)傳感器可實(shí)現(xiàn)納米級(jí)的遠(yuǎn)距準(zhǔn)確測(cè)振，測(cè)振頻率范圍及振幅靈敏度可與常用LDV相當(dāng)，具有光收發(fā)一體、同軸測(cè)量、安裝方便、抗干擾性強(qiáng)，不受粉塵或測(cè)量面光強(qiáng)度變化影響等特點(diǎn)，可用于喇叭振幅檢測(cè)、軸承振動(dòng)檢測(cè)、車(chē)床振動(dòng)監(jiān)測(cè)、汽車(chē)振動(dòng)檢測(cè)等方面。
振動(dòng)檢測(cè)示意圖
如文章開(kāi)頭介紹，此類(lèi)傳感器在測(cè)位移模式下可以直接進(jìn)行透明物體（如薄膜，玻璃板或玻璃鏡頭）厚度的測(cè)量，而測(cè)振模式下（也是一種相位測(cè)量模式）則可以進(jìn)行玻璃彎曲度的快速檢測(cè)。可以說(shuō)，摯感光子的新型傳感技術(shù)和傳感平臺(tái)代表了我國(guó)在工業(yè)級(jí)激光傳感器技術(shù)方面的一個(gè)創(chuàng)新力。具體的技術(shù)細(xì)節(jié)可通過(guò)他們的官網(wǎng)去了解。
資本涌入 前景廣闊
總體而言，我國(guó)傳感器技術(shù)相對(duì)落后，但近年來(lái)我國(guó)陸續(xù)制定有利于傳感器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策，并建立了多個(gè)傳感技術(shù)、機(jī)器人國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。此外資本市場(chǎng)（包括政府的基金） 也加大了對(duì)激光傳感行業(yè)的投入，良好的政策土壤與資本關(guān)注將為傳感器企業(yè)帶來(lái)良好的生存環(huán)境。
在未來(lái)，以激光位移傳感器為代表的的各類(lèi)激光傳感器需求總體將保持快速增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，而隨著國(guó)內(nèi)各項(xiàng)鼓勵(lì)政策的落實(shí)，激光技術(shù)的持續(xù)創(chuàng)新進(jìn)步和激光位移傳感器產(chǎn)品性能的不斷提升，我國(guó)激光位移傳感器的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用將很快成為現(xiàn)實(shí)。
展開(kāi) 走進(jìn)飛行時(shí)間傳感技術(shù)揭秘TOF傳感器工作原理及應(yīng)用領(lǐng)域
TOF是飛行時(shí)間（Time of Flight）技術(shù)的縮寫(xiě)，即傳感器發(fā)出經(jīng)調(diào)制的近紅外光，遇物體后反射，傳感器通過(guò)計(jì)算光線發(fā)射和反射時(shí)間差或相位差，來(lái)?yè)Q算被拍攝景物的距離，以產(chǎn)生深度信息，此外再結(jié)合傳統(tǒng)的相機(jī)拍攝，就能將物體的三維輪廓以不同顏色代表不同距離的地形圖方式呈現(xiàn)出來(lái)。根據(jù)原理來(lái)看,ToF技術(shù)早期的應(yīng)用相對(duì)簡(jiǎn)單,就是用來(lái)測(cè)距。
從去年開(kāi)始,一票傳感器廠商和手機(jī)廠商的目光都投向了ToF傳感器。直到今年,英飛凌、AMS等傳感器廠商,以及蘋(píng)果、華為、三星等手機(jī)廠商仍在不斷推進(jìn)ToF傳感器的技術(shù)和應(yīng)用升級(jí),可以推測(cè),ToF傳感器不僅是火了,它已經(jīng)來(lái)了。
但是,隨著ToF技術(shù)的應(yīng)用不斷拓寬,ToF傳感器進(jìn)入人們的視野主要是智能手機(jī)和平板領(lǐng)域,并且主要集中在3D ToF圖像傳感器,由于ToF傳感器目前最主要的是應(yīng)用在成像領(lǐng)域。
在ToF傳感器逐漸成為智能手機(jī)標(biāo)配的時(shí)候,多攝像頭的目的就逐漸浮出水面,可用于多場(chǎng)景的識(shí)別應(yīng)用,例如前置及后置鏡頭用于手勢(shì)識(shí)別或者安全支付的臉部3D辨識(shí),以及AR/VR也是ToF在3D感知上的應(yīng)用方向。
圖2可以看到,目前ToF傳感器在細(xì)分領(lǐng)域的市場(chǎng)份額,主要還是以消費(fèi)電子和汽車(chē)為主。 但是我們注意到ToF圖像傳感器除了在消費(fèi)電子上仍然有很大的應(yīng)用前景,其在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域潛力也具有被挖掘的潛力。例如：
智能家居、智慧安防、智慧零售、人流監(jiān)控,ToF傳感器用于識(shí)別和跟蹤人體,不僅僅是現(xiàn)在的認(rèn)臉模式,通過(guò)深度信息可以提高識(shí)別準(zhǔn)確度;在自動(dòng)駕駛/ 車(chē)內(nèi)感知領(lǐng)域,ToF 傳感器也可以成為車(chē)載激光雷達(dá)、車(chē)內(nèi)人體識(shí)別、車(chē)內(nèi)手勢(shì)識(shí)別的重要元器件等。目前,也有不少企業(yè)將ToF傳感器植入AGV和機(jī)器人手臂當(dāng)中,用于精準(zhǔn)導(dǎo)航和實(shí)時(shí)避障。
展開(kāi) 寧波材料所在先進(jìn)氣體傳感材料與傳感器關(guān)鍵技術(shù)方面取得進(jìn)展
傳感器與計(jì)算機(jī)、通信被稱(chēng)為信息系統(tǒng)的三大支柱，傳感器技術(shù)的優(yōu)劣成為衡量一個(gè)國(guó)家科技水平和是否處在國(guó)際戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)的重要標(biāo)志，是發(fā)達(dá)國(guó)家高度重視的核心基礎(chǔ)技術(shù)。傳感器產(chǎn)業(yè)已被國(guó)內(nèi)外公認(rèn)為是具有發(fā)展前途的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)，其技術(shù)含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、滲透力強(qiáng)、市場(chǎng)前景廣等特點(diǎn)為世人所矚目。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/46023.html
由中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員楊明輝帶領(lǐng)的固體功能材料團(tuán)隊(duì)在先進(jìn)氣體傳感材料的研發(fā)與先進(jìn)氣體傳感器設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。通過(guò)對(duì)材料結(jié)構(gòu)、形貌及組成的設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出一系列高性能的氣體傳感材料，包括首次將金屬氮氧化物異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料應(yīng)用于氣體傳感材料、首次合成純相Sn3N4材料并應(yīng)用于酒精傳感及多種多殼層中空傳感材料。
團(tuán)隊(duì)在研發(fā)高性能傳感材料的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了多種類(lèi)型氣體傳感器以滿足不同應(yīng)用環(huán)境，主要包括半導(dǎo)體型、電化學(xué)型、催化燃燒型及光學(xué)型氣體傳感器。團(tuán)隊(duì)目前已經(jīng)采用先進(jìn)的制造工藝，開(kāi)發(fā)了低功耗、小尺寸、高性能的多種氣體傳感器。https://m.hongyantu.com/goodlist/sz/45985.html
基于研制的先進(jìn)氣體傳感器件，固體功能材料團(tuán)隊(duì)正在積極研制多場(chǎng)景智能氣體檢/監(jiān)測(cè)裝備。“室內(nèi)空氣監(jiān)測(cè)設(shè)備”面向室內(nèi)典型的污染物進(jìn)行監(jiān)測(cè)，主要包括VOCs( 甲醛、苯系物)、顆粒物(PM2.5、PM10) 及臭氧等，實(shí)時(shí)獲取室內(nèi)空氣質(zhì)量狀況，并及時(shí)反饋到空氣凈化裝置。“空氣質(zhì)量微型監(jiān)測(cè)站”面向室外空氣污染物的監(jiān)測(cè)，主要包括顆粒物(PM2.5、PM10)、NO、CO、SO2及O3。設(shè)備在城市中進(jìn)行網(wǎng)格化布置，并通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)及時(shí)傳回控制中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)污染源迅速定位，促使人員快速趕赴現(xiàn)場(chǎng)排查原因，對(duì)其進(jìn)行緊急處置，盡量將污染所產(chǎn)生的影響降到最低。
展開(kāi) 