基于无源超高频射频识别标签的湿度传感器设计

针对无源超高频射频识别传感器标签大规模运用的需求,采用中芯国际0.35μm互补金属氧化物半导体(CMOS)工艺设计并制造了一种低成本、低功耗的湿度传感器.湿度传感器单元采用聚酰亚胺作为感湿材料,利用顶层金属层制作叉指结构电极,制造过程与标准CMOS制造工序兼容,无需任何后处理工艺.接口电路部分基于锁相环原理,采用全数字电容.数字直接转换结构,能够工作在接近工艺阈值电压下.后期测试结果显示,该湿度传感器在常温下灵敏度为36.5 fF%RH,最大回滞偏差为7%,响应时间为20 ms,0.6 V电源电压下消耗2.1μW功率.     

基于马尔科夫链的射频识别防碰撞测试

分析了自适应Q值算法的防碰撞原理以及射频识别(RFID)通信的时序,定义防碰撞过程的识别效率、识别速度和标签数目及Q值的数据状态(Q,n).在此基础上讨论并建立了多标签的状态转移过程的马尔科夫链模型.通过蒙特卡罗统计方法,对马尔科夫链模型求解,得出识别效率和识别速度.用软件无线电测试方案实现防碰撞测试,有效地实现了RFID防碰撞过程的识别效率和识别速度的量化分析.模型仿真结果和测试数据的一致证明了测试模型的有效性和测试方法的正确性. 关键词： 射频识别 防碰撞测试 马尔科夫链 时隙计数器     

基于RFID技术的计算机身份认证系统设计

随着信息时代的发展,计算机得到了广泛应用,计算机中的信息安全成为一个极为重要的问题;针对计算机的性息泄漏问题,设计了基于RFID技术的计算机身份认证系统;系统由USB-Lock和无线Key两个硬件设备和软件组成,当无线Key处在USB-Lock的感应区域时,双方保持通信,计算机处于可用状态;当无线Key超出USB-Lock的感应区域时,双方通信中断,计算机进入不可用状态,当用户回到计算机附近时,双方通信得到恢复实现计算机信息保护。     

基于ATEasy的通用射频测试系统研究与实现

针对引进现代电子装备及系统中射频模块故障频发的问题,为实现对引进电子装备及系统射频模块的自动测试及故障诊断,达到降低外送维修成本、缩短维修周期、提高维修效率等目的,研制通用射频测试系统。通用射频测试系统硬件基于GPIB及VXI总线技术集成精密测试仪器仪表实现,利用VXI矩阵开关构建模块串并回路,设计系统通用接口适配器,提出自动测试射频模块工作电流及电压的电路设计;软件架构及测试程序采用美国GEOTest公司的ATEasy8.0。目前基于ATEasy集成开发环境开发射频模块测试程序,已实现20余种射频模块的自动测试及故障诊断。经验证,测试结果有效。该系统为引进现代电子装备及系统射频模块的测试开辟新的途径,提供新的支持。     

基于原子的射频识别标签近场散射场矢量测量

基于原子的时间/频率、长度以及磁场、微波电场等方面的量子精密测量近年来引起广泛关注。里德堡原子作为微波精密测量工具,具有可溯源性好、空间分辨率高以及探测灵敏度高等优势。通过室温铯里德堡原子的电磁诱导透明光谱特征分析实现了微波电场矢量空间高分辨测量。利用铯原子蒸气池中共线的耦合光和探测光形成了6S_1/2-6P_3/2-51D_5/2的阶梯型三能级系统,5.365 GHz微波电场将诱导相邻里德堡态51D_5/2-52P_3/2的共振跃迁,导致阶梯型三能级系统的电磁诱导透明光谱发生Autler-Townes分裂。通过计算光谱的分裂间隔可得到可溯源至普朗克常数的微波电场强度,微波电场测量的空间分辨率达到1/31被测微波波长。特别是提出一种新的微波电场极化方向测量方法,解决了基于里德堡原子进行微波电场极化方向测量时无法分辨互补角的问题。通过对射频识别标签的近场散射场进行矢量测量,实现了标签角度的有效识别,角度分辨率达到1.64°,测量结果与有限元分析方法仿真结果吻合地很好。该研究对于微波电场空间高分辨成像、射频识别标签的设计和识别以及电磁兼容测试等方面具有重要价值。     

基于红外探测技术的汽车夜视系统研究

为了保证夜间及恶劣环境行车安全,提高驾驶员对前方目标识别的准确度,提出一种基于近红外成像技术的汽车夜视系统,该系统采用主动式近红外探测技术的车载夜视仪。系统主要由前端红外发射单元、红外线成像单元和图像显示单元组成。现场试验夜视系统识别漏检率为1.3%。实验结果表明传统车灯所辐射的大部分红外成分对夜间照明是无用的,可见光能效较低,而基于红外图像处理的汽车夜视系统能够有效地保证汽车安全驾驶。     

基于LSSVM和RFID的智能门禁身份认证系统设计

针对目前已有的基于RFID的身份识别系统,往往仅从系统角度来设计系统,没有和计算机视觉技术结合,从而无法进一步提高安全性能。为了解决此问题,文中设计了一种基于LSSVM(Least Square Support Vector Machine, LSSVM)和RFID(Radio Frequency Identification, RFID)的智能门禁身份认证系统。首先,设计了系统总体框架并描述了身份认证原理。然后,对系统的RFID子系统,微处理器和接口均进行了详细设计和描述,在此基础上,将计算机视觉技术加入到识别过程中,采用多层RBM组成的深度神经网络对人脸进行自动特征提取,通过比较差异算法训练深度神经网络,最后,根据RFID标签和提出的人脸特征,采用多个LSSVM进行人脸识别,并将投票结果作为最终识别结果。通过部署实验进行测试,结果证明文中设计的系统能实时有效地对智能门禁进行身份认证,与其它方法相比,具有识别率高和识别效率高的优点,具有较大的优越性。     

基于量子相干效应的无芯射频识别标签的空间散射场测量

基于原子蒸汽池中铯里德伯原子的电磁感应透明光谱在微波场作用下的Aulter-Towns效应,测量了无芯射频识别标签线形散射单元的近场散射微波电场二维空间分布,空间分辨率可达到亚微波波长.实现了射频电场极化方向与线形散射体标签夹角的有效分辨.电磁仿真软件的仿真结果与实验测量符合得很好.本研究提供了一种测量微波电场近场测量的新方法,对无芯射频识别标签的散射单元设计和标定以及电子电路的电磁辐射测量具有重要的意义.     

基于荧光光谱法的钞票识别技术

以光栅光谱仪为基础,光电倍增管作为探测器,运用VC++语言设计了计算机采样界面,形成了荧光光谱分析的钞票识别光电系统。在紫光灯激发下,对钞票进行了荧光光谱特性分析,设计了基于荧光光谱分析的钞票识别光学系统、光电信号的检测和信号处理系统。测试结果表明：真假币的荧光光谱曲线有着明显的区别,它们的峰值分别为545nm和525nm。设计的荧光光电系统灵敏度高,可靠性好。     

基于干涉图匹配的目标识别技术

 干涉光谱技术的优点是可以获取高分辨率的目标光谱图,再通过光谱匹配,可以实现目标的识别和分析,但它须经过从干涉图到光谱图的傅立叶变化过程。针对快速目标识别的应用,提出了基于干涉图匹配的光谱识别技术。在干涉光谱探测设备得到目标干涉图后,通过对其干涉图的匹配操作,可以确定待识别目标和期望目标的相似程度。由于目标识别中省去了傅立叶变化,使目标光谱识别的速度得到了提高。仿真计算结果表明,干涉图匹配技术从理论上是完全可行的。     

基于多传感器信息融合的火灾报警器设计

火灾是人类社会经常遇到的一个灾害,它通常给人民群众带来生命和财产的损失。针对传统火灾报警器参数单一,易出现漏报、误报的问题,本文设计了一种基于多传感器信息融合的火灾报警器;该系统以温度传感器、CO浓度传感器和烟雾浓度传感器测量的现场参数为参考,通过比较器的比较送给单片机进行信息融合,当温度高度设定值时,蜂鸣器报警;在温度高于设定值,且CO和烟雾浓度高于设定值时,蜂鸣器报警并且LED灯闪烁,提示有可能有火灾发生。最终通过对系统的调试实现了对液晶显示器的显示控制和报警器的报警。仿真结果表明了系统能够及时准确的判断是否有火灾发生,具有较强的火灾预测和报警能力。     

光纤火警系统的新设计(英文)

光纤火警报警系统是用于保护重要仪器设备的一种有效的手段,是为了探测在变化的背景温度下(从室温到500-600℃),局部温度出现至少50-100℃的温度升高(对应出现火险的情形)。传感器保护的范围约1-3米,空间分辨率至少30cm。系统采用荧光寿命作为传感参量,有两种情形可以改变测得的荧光寿命,必须加以区分:一种情况是传感器局部出现高温点,意味着在该处出现火情;另一种情况是背景温收稿日期:2003 07 01 孙伟民,wmsun@optics teaching.org,本项目受到黑龙江省自然科学基金项目(A0308)支持。·771·　　第2期NewDesignofFiber-BasedFireAlarmSystem2004年度整体发生变化,在实际应用时环境背景温度可能有几百度的温度波动。本文采用了两种方式来区分以上两种情况:一种是采用一小段高掺杂荧光光纤作为点式参考光纤,称为参考法:一种是对测得的荧光衰减信号进行修正,称为修正法。分别给出了两种方法的实验系统及测试结果。     

基于射频场效应管的快速电光调Q驱动电路设计

针对电光Q开关速度快的特点,提出基于射频场效应管电光调Q驱动电路的设计方法。通过选择电磁对称性器件,多个电容并联,元器件及走线空间对称分布以较好的符合电磁对称性要求,使得回路等效电感降低。通过该方法可获得上升沿约16ns,幅度大于5 000V电光调Q开关驱动信号。该研究为高速高压电路设计提供了参考。     

一种基于相干检测的双向输出信号频率可选的光纤无线系统

提出了一种单光源、双向输出信号频率可选的光纤无线系统,该系统在单光源条件下,利用相干检测技术、数字信号处理技术,结合并行相位调制器以及波长选择开关结构,在上下行链路实现基带信号、多个毫米波信号输出.仿真验证表明,针对20Gbit/s 16-QAM调制信号,经30km光纤传输,系统下行输出信号频率实现0~60GHz可选,其传输最小矢量误差为6.53%(0GHz)~7.61%(60GHz);上行输出信号频率实现0~120GHz可选,其传输最小矢量误差为6.89%(0GHz)~8.30%(120GHz).理论分析和仿真结果表明,该系统双向链路均可实现频率可选的信号输出,且双向传输具有较好的性能表现.     

热释电红外传感器在无线遥控报警系统中的应用

热释电红外探测无线遥控报警系统由热释电红外探测模块、无线电收/发射模块、数字编/译码集成电路和语音录放模块组成。当人体进入监视区时,红外传感器首先将接收到的红外辐射能转换成电能信号,再经内部电路放大处理,输出控制信号启动发射系统工作,经编码脉冲调制后, 由发射模块向空间辐射无线电遥控编码信号;接收机收到信号后,便进行解调、放大、整形,从解码器输出编码脉冲,然后触发语音录放系统,播放事先录制好的警示语,提醒值班人员。该系统主要采用了RDP-18热释电红外探测模块,具有从信号接收至控制输出的全部功能。整体装置为模块化结构,具有频率稳定、工作可靠、免调试等特点,遥控距离1 000 m,可适用于多种场合的需要。     

162.5 MHz高频数字低电平控制监控系统设计与实现

中国科学院近代物理研究所自主研发的ADS 162.5 MHz高频低电平控制采用数字化技术实现,控制环路的参数设置、开闭环操作以及状态监测都通过监控系统实现。该系统基于以太网通讯,采用轻量化客户端-服务器端的工作方式,运行在上位机的客户端程序发送指令数据包,运行在高频数字低电平系统的服务器端响应指令,完成参数监测与控制。系统首先以Atera公司Stratix Ⅲ系列现场可编程门阵列(FPGA)开发板为基础,构建以Nios Ⅱ处理器和三速以太网接口为核心的服务器端硬件系统;其次基于Micro C/OSⅡ实时操作系统和轻量级TCP/IP协议栈,设计服务器端软件系统;最后利用MFC设计运行于上位机的客户端界面程序。经过长时间测试运行,该监控系统运行稳定可靠,TCP发送和接收吞吐率达到11.931 038 Mbps和8.117 624 Mbps。     

红外探测无线遥控数显防盗报警系统

利用对射式红外线传感器、无线电收发模块、数字编译码双功能集成电路及LED数码管等器件,设计了红外探测无线遥控数显防盗报警系统。它是利用人眼观察不到的红外线光束,组成无线检测区域。当人或物体遮挡住红外线光束时,探测器输出探测信号,启动发射机工作。接收机收到由发射机发送的无线遥控编码信号后,再经一系列电路处理,输出控制信号,触发音响器报警,提醒值班人员注意,同时数码显示器亮,显示报警地点。由于该系统采用了数字编码技术,因此一台接收主机可以设置数台报警分机,可同时监视多个报警点。整体装置为模块化结构,具有对光容易、工作稳定、免调试等特点,报警半径约为1 000 m左右 ,适合在家庭、商店、仓库、果园等场所使用。     

基于System Generator的射频直接带通采样MRI信号接收方法

本文将软件无线电技术应用于磁共振成像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）信号接收，提出了射频直接带通采样MRI信号接收的方法.基于此接收方法设计了一种MRI信号数字解调方法，该方法利用Xilinx公司推出的数字信号处理（Digital Signal Processing，DSP）设计开发工具——System Generator实现，同时设计验证了能够灵活实现数字下变频（Digital Down Conversion，DDC）功能的DDC系统.仿真与实验平台均验证了该接收方法的正确性和有效性.