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                                                                                  12 2018-04

                                                                                  太阳城官网_佐治亚理工学院 Nano Energy:自供能无线光通讯

                                                                                  责任编辑:太阳城官网   文章来源:网络整理

                                                                                  物联网(Internet of Things, IoT)观念的提出,带来了人类社会的又一次科技厘革,为人们的一般糊口提供了庞大的便利。这一巨大观念的落地和实现,离不开高机能传感器的研发陈设、高密度和低功耗通讯技能以及海量数据的获取处理赏罚分发技能。通例的物联网通讯首要依靠于射频(Radio Frequency, RF)通讯技能,有限的射频带宽资源也许会成为阻碍高密度、大容量传感器收集通讯的首要瓶颈。无线光通讯(Optical Wireless Communications, OWC)技能,是一种操作光的明暗举办信号调制和传输的通讯技能,具有频谱资源富厚、无处不在、抗滋扰性强等利益,被以为是物联网应用中极具应用远景的“最后一公里接入”技能。然而,传统的无线光通讯发射机必要伟大的信息调制电路和特另外电源供应,不合用于物联网中的能量受限的应用场景。

                                                                                  成就简介

                                                                                  基于以上研究配景,在佐治亚理工学院校董传授、中国科学院北京纳米能源与体系研究所所长王中林院士(通信作者)指导下,课题构成员丁文伯博士、吴郁勃、訾云龙博士初次提出了“自供能无线光通讯”的观念并完成了起源的原型体系实现。该体系奇妙地操作摩擦纳米发电机电压输出高、可以等闲的点亮LED灯的自然特征,奇妙的将LED灯可能LED阵列与摩擦纳米发电机直接组合组成最简朴的无线光通讯的发射机,从而实现机器信号的检测、调制和发送。对比于传统的无线光通讯发射机,该装置无需特另外电源接入和伟大的调制电路,可以实现最简朴直接的无线信息发送。课题组基于该思绪实现了三种应用,别离是自供能的无线遥控、用于压力检测的自供能无线触控阵列以及用于用户身份验证的自供能无线触摸板。这是摩擦纳米发电机在无线光通讯规模的初次应用,该体系可以实现对情形中机器信号的无线检测,具有本钱低廉、辨认率高档特点,在物联网、伶俐都市、伶俐农业中具有普及的应用远景。相干事变开发了极新的研究和应用规模,以“Self-Powered Wireless Optical Transmission of Mechanical Agitation Signals”为题颁发在Nano Energy上。

                                                                                  图文导读

                                                                                  图1 基于摩擦纳米发电机的自供能无线光通讯体系表示图

                                                                                  佐治亚理工学院 Nano Energy:自供能无线光通讯

                                                                                  (a)可用于监测种种机器信号

                                                                                  (b)操作差异布局的摩擦纳米发电机监测差异的机器信号并与LED阵列构成无线光通讯的发射机

                                                                                  (c)吸取端检测并解调所需的监测信息

                                                                                  图2 自供能的无线遥控

                                                                                  佐治亚理工学院 Nano Energy:自供能无线光通讯

                                                                                  (a)摩擦纳米发电机和LED毗连表示图

                                                                                  (b)摩擦纳米发电机的开路电压

                                                                                  (c)摩擦纳米发电机的电荷转移

                                                                                  (d)典范“亮”LED图片的红绿蓝三色强度直方图

                                                                                  (e)典范“暗”LED图片的红绿蓝三色强度直方图

                                                                                  (f)基于所计划的体系实现的俄罗斯方块游戏界面

                                                                                  图3 用于压力检测的自供能无线触控阵列

                                                                                  佐治亚理工学院 Nano Energy:自供能无线光通讯

                                                                                  (a)透明的摩擦纳米发电机阵列

                                                                                  (b)摩擦纳米发电机阵列与LED阵列毗连表示图

                                                                                  (c)差异的压力环境下典范的LED图片及其对应的绿色因素强度直方图

                                                                                  (d)差异的压力环境下LED图片的绿色因素强度拟合曲线

                                                                                  (e)当对角线上的四个触控点被同时按压时所检测到的对应压力巨细

                                                                                  图4 用于用户身份验证的自供能无线触摸板

                                                                                  佐治亚理工学院 Nano Energy:自供能无线光通讯

                                                                                  (a)“z字型”滑动解锁表示图

                                                                                  (b)用户1的典范强度-时刻曲线图

                                                                                  (c)差异用户的“z字型”滑动解锁提取的特性信息雷达图

                                                                                  (d)差异的压力环境下LED图片的绿色因素强度拟合曲线

                                                                                  (e)用户身份验证的算法流程图

                                                                                  小结

                                                                                  课题组初次提出了自供能无线光通讯的观念并完成了原型体系的实现,该体系可以实现对情形中机器信号的无线检测。该体系奇妙地团结了摩擦纳米发电机和无线光通讯两个要害规模,有用地打破了物联网通讯中的能量和频谱两大首要的紧缺资源受限困难,具有普及的应用远景。