浙江大学谢金:基于柔性压电声学的多功能、可穿戴贴片用于传感、定位和水下通信!
浙江大学谢金:基于柔性压电声学的多功能、可穿戴贴片用于传感、定位和水下通信!
传感新品
【浙江大学谢金:基于柔性压电声学的多功能、可穿戴贴片用于传感、定位和水下通信!】
由于在医疗保健、可穿戴电子设备、机器人和物联网中的广泛应用,柔性无线传感器引起了人们的极大兴趣。然而,目前开发的无线可穿戴传感器往往是通过无线电信号进行通信,只能提供有限的定位精度,并且无法用于水下交通、海洋环境监测、水下可穿戴设备中。因此,为了满足无线传感器网络(WSN)的定位要求,基于射频信号的距离测量已得到广泛研究,但其目前也只能提供有限的定位精度(误差大于10cm)。
浙江大学谢金教授、英国诺森比亚大学傅永庆教授等人开发了一种基于柔性压电声学的无线系统,具有传感、通信和定位等多种功能。在高频刺激下(≈13MHz),该系统可产生兰姆波用于呼吸监测。而在低频刺激下(≈20kHz),该装置可作为一个振动膜,用于通信和定位应用。该系统的室内通信距离在200 bps时为2.8 m,在25 bps时为4.2 m。
结合传感功能,该系统可同时实现实时呼吸监测和无线通信。该系统的距离测量是基于在100 cm范围内发送和接收的声学信号的相位差所实现的,最大误差仅为3cm。这项研究为使用柔性声波设备的通信和定位应用提供了新的见解,有望用于无线和可穿戴传感器网络。
这种基于薄膜声波设备的多功能柔性传感器网络,并且相应地演示了其在短距离通信、测距和定位中的应用。作者使用了两个柔性传感器进行实时呼吸监测和测量结果的连续传输,证明了该系统的传感和通信功能可以在适当的调度下同时运行。这项研究所提出的柔性无线传感器系统有望成为下一代无线传感器网络的有竞争力的候选者,应用于可穿戴健康和运动监测、室内定位系统和工业预测维护等领域。
来源:传感器专家网
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