

每个智能微尘中德收发器和嵌入式系统构成了基于本地分析、分布控制的智能微尘网络。这种网络的特点是任意两个智能微尘物理上不相联,但能共享智能微尘上的数据。信息共享可导致特殊类型的智能微尘协作,这种协作可产生比单个微尘更多的信息。
智能微尘有四大模块四大特点
1)传感器模块:传感器作为整个智能微尘系统的核心部件,担负着收集周围环境信息并转换成电信号的重任,通常收集的信息包括光线、温度、振动、声音、湿度、气体、电磁场等。作为超小型化的产品,单个微尘通常可以只采集单种数据,而多个微尘组成传感器网络时可以协同工作,对一定范围内的环境情况进行综合检测。基于 MEMS 加工技术的传感器模块除功耗外基本能复合智能微尘系统的要求。
2)微处理模块:负责整个系统的数据处理和运算的部分,包括传感器传输过来的电信号的解析、收发装臵对数据信号的发射与接收。整个模块通常以微控制器为内核,包括核心处理器、AD/DA 转换器、存储器等。目前国外研究大多采用 ARM 构架,功耗和体积比较符合智能微尘系统需求。
3)通信模块:当多个微尘组成传感器网络时,节点与节点或者基站间的信息交互需要通信模块,按照传输距离的要求不同通常可分为 RFID 通信和激光通信。RFID 传输距离较短,但可实现全方位通信,不受小体积的障碍物影响,适用于大部分的短距离应用;而激光通信传输距离特别远,功耗较低,一般只用在超远距离的数据传输上,伯克利曾成功试验了传输 20km 的 laser mote。
4)能源模块:对于智能微尘系统的工作时长来说,自供给系统是必须的。因此能源模块分为能源采集和能源存储两部分。采集部分通常采用太阳能薄膜电池板,存储部分采用高能量密度的锂电池或者集成度较高、可基于片上工艺的固态电池。
智能微尘的尺寸通常在立方毫米量级,可单独 or 布撒工作,具备 4 个特点:
1)对于周遭环境的单一或者多个的探测:通常包括声音、光线、温度、湿度、震感、电磁场、气体等。
2)尺寸在立方毫米量级、功耗极低,携带方便。
3)具备能源采集、自供给系统 。
4)组网,可实现点对点通信,具备数据传输实时交换功能,保证实时、快速、准确的信息传递。
工作原理:
①传感器模块采集周边的环境信号,并将数据传输到处理模块进行分析;
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