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植入式人工心脏无线电能传输研究进展 被引量:32
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作者 尹成科 徐博翎 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第19期103-109,共7页
人工心脏近年来发展迅速,在发达国家已逐渐成为末期心衰竭通用治疗手段。随着人工心脏性能不断提升,其经皮电缆感染问题已成为临床长期植入的瓶颈。无线电能传输是人工心脏理想的能量供给方式,但现有的磁感应经皮变压器和磁耦合谐振两... 人工心脏近年来发展迅速,在发达国家已逐渐成为末期心衰竭通用治疗手段。随着人工心脏性能不断提升,其经皮电缆感染问题已成为临床长期植入的瓶颈。无线电能传输是人工心脏理想的能量供给方式,但现有的磁感应经皮变压器和磁耦合谐振两种无线电能传输方案在传输距离、方位敏感性、可植入性和长期可靠性等方面还存在许多问题。回顾了人工心脏能量供给技术的变革,从临床需求出发总结了现有无线电能传输方案的优缺点,探讨了未来的发展方向。 展开更多
关键词 人工心脏 无线电能传输 经皮变压器 磁耦合谐振
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互感系数的影响因素及其对无线能量传输系统效率的影响 被引量:25
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作者 何秀 颜国正 马官营 《测控技术》 CSCD 2007年第11期57-60,共4页
为解决体内无创检测装置的能量供给问题,设计出一无线能量传输系统,并根据系统的互感模型分析能量传输效率,得出了影响能量传输效率的主要因素是发射和接收线圈之间的互感系数。为实现系统的高效能量传输,应尽量提高互感系数。最后实验... 为解决体内无创检测装置的能量供给问题,设计出一无线能量传输系统,并根据系统的互感模型分析能量传输效率,得出了影响能量传输效率的主要因素是发射和接收线圈之间的互感系数。为实现系统的高效能量传输,应尽量提高互感系数。最后实验分析了两线圈的半径、位置和角度偏移对互感系数的影响,为提高无线能量传输效率提供了方法依据。 展开更多
关键词 无线能量传输 互感系数 传输效率 无接触变压器
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磁耦合谐振无线传输系统传输特性的研究及优化 被引量:26
3
作者 焦宇峰 李锐杰 宋国兵 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2020年第9期112-120,共9页
以提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率为目标,对系统多参数匹配问题进行优化,使得无线电能传输系统整体工作在最佳状态。利用Matlab仿真软件对影响磁耦合谐振式无线电能传输系统效率的频率、传输距离、负载阻值3个关键参数进... 以提高磁耦合谐振式无线电能传输系统的传输效率为目标,对系统多参数匹配问题进行优化,使得无线电能传输系统整体工作在最佳状态。利用Matlab仿真软件对影响磁耦合谐振式无线电能传输系统效率的频率、传输距离、负载阻值3个关键参数进行研究。然后以提高系统传输效率为目标,利用自适应粒子群优化算法,寻找这3个关键参数的最优匹配值。最后对自适应粒子群优化算法进行仿真,得到了最优解对应的参数值。仿真结果证明该方法的有效性,研究对磁耦合谐振式无线电能传输系统的效率优化有指导意义,具有一定的实用价值。 展开更多
关键词 磁耦合谐振 无线能量传输 传输特性 效率优化 自适应粒子群算法
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光纤—无线接入网络中的下行数据分配算法 被引量:15
4
作者 李燕 代仕芳 常相茂 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第8期80-84,共5页
光纤-无线接入网络通过光网络单元将无线子网和光纤子网融为一体,是目前广泛部署的一种接入设施。在接入网络运行期间,如何节约其能量消耗进而降低维护成本成为研究热点。为此,针对光纤-无线接入网络中下行数据流的传输,研究能量有效的... 光纤-无线接入网络通过光网络单元将无线子网和光纤子网融为一体,是目前广泛部署的一种接入设施。在接入网络运行期间,如何节约其能量消耗进而降低维护成本成为研究热点。为此,针对光纤-无线接入网络中下行数据流的传输,研究能量有效的下行数据分配问题,在保证数据传输质量的前提下使用最少数目的光网络单元承载下行数据流以节约能耗。在证明该问题复杂性的基础上,提出一种基于线性规划松弛的启发式下行数据分配算法,并通过理论分析论证了该算法的性能下界。实验结果表明,该算法在传输性能和能耗节约方面均能获得较好的结果。 展开更多
关键词 光纤-无线接入网络 下行数据分配 光网络单元 无线终端 能量消耗 数据传输
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磁耦合谐振无线能量传输系统头部植入线圈对人体头部电磁辐射影响的研究 被引量:12
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作者 赵军 徐桂芝 +2 位作者 张超 李烜 李少充 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期649-654,共6页
磁耦合谐振无线能量传输(Witricity)是一种新的无线能量传输技术,利用电磁耦合谐振原理实现中距离的电能无线传输,可定向传输能量,并且不受中间障碍物的影响,在体内植入器件领域具有很好的应用前景。本研究设计制作了一种适用于植入器... 磁耦合谐振无线能量传输(Witricity)是一种新的无线能量传输技术,利用电磁耦合谐振原理实现中距离的电能无线传输,可定向传输能量,并且不受中间障碍物的影响,在体内植入器件领域具有很好的应用前景。本研究设计制作了一种适用于植入器件的小尺寸无线能量传输系统,通过MIMICS及HFSS软件分别建立人体头部三维数值模型以及体内植入线圈模型,应用时域有限差分(FDTD)方法,通过XFDTD软件计算头部比吸收率(SAR)及电场磁场强度。结果表明,应用Witricity技术对头部植入器件进行能量传输,人体头部10 gSAR平均值为9.262 7×10-6W/kg,电场磁场强度均方根最大值分别为4.64 V/m和0.057 A/m,均低于国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)制定的安全限值标准。 展开更多
关键词 磁耦合谐振 无线能量传输 体内植入器件 时域有限差分(FDTD) 比吸收率(SAR)
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电磁耦合谐振式无线电能传输系统性能研究 被引量:9
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作者 潘超 刘凯旭 郑永健 《电力电子技术》 CSCD 北大核心 2017年第2期107-109,共3页
建立串联-并联补偿方式的电磁耦合谐振式无线电能传输系统平台,研究系统传输效率和输出功率与线圈距离、系统频率及负载电阻的关系。采用Matlab对所搭建的模型进行仿真,得到不同距离、频率和负载情况下效率和功率的变化情况,发现当系统... 建立串联-并联补偿方式的电磁耦合谐振式无线电能传输系统平台,研究系统传输效率和输出功率与线圈距离、系统频率及负载电阻的关系。采用Matlab对所搭建的模型进行仿真,得到不同距离、频率和负载情况下效率和功率的变化情况,发现当系统频率为谐振频率时,输出功率最大,同时负载电阻对系统传输效果也有影响。搭建电磁耦合谐振式无线电能传输系统,通过实验验证理论和仿真结果的准确性,为系统的优化设计提供参考。 展开更多
关键词 无线电能传输 电磁耦合谐振 传输效率
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基于PID算法的无线传感器网络传输功率控制研究 被引量:8
7
作者 张建辉 申兴发 +1 位作者 陈积明 孙优贤 《传感技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期177-182,共6页
降低能耗是无线传感器网络研究中重要内容之一.节点间数据传输能耗很大,合理调节传输功率,对降低网络能耗非常重要.本文引入PID算法,通过调节每个节点传输功率,动态控制整个网络的传输能耗.MATLAB仿真结果显示,该算法在几种不同的部署... 降低能耗是无线传感器网络研究中重要内容之一.节点间数据传输能耗很大,合理调节传输功率,对降低网络能耗非常重要.本文引入PID算法,通过调节每个节点传输功率,动态控制整个网络的传输能耗.MATLAB仿真结果显示,该算法在几种不同的部署情况下,比LMA(local mean algorithm)及其它几种方法在网络启动能耗和启动时耗指标下都更为有效. 展开更多
关键词 无线传感器网络 PID 能耗 传输功率
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无SAR评估条件下心脏起搏器谐振式无线供能系统研究 被引量:9
8
作者 闫孝姮 黄明鑫 陈伟华 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期185-195,共11页
目前,心脏起搏器谐振式无线充电系统存在比吸收率(SAR)安全问题。为最大限度避免SAR损伤,在频率10~100 kHz范围内,设计了一种基于LCC-C补偿的谐振式无线供能系统。同时考虑到频率、线圈偏移及补偿参数对系统传输性能的影响,建立了考虑... 目前,心脏起搏器谐振式无线充电系统存在比吸收率(SAR)安全问题。为最大限度避免SAR损伤,在频率10~100 kHz范围内,设计了一种基于LCC-C补偿的谐振式无线供能系统。同时考虑到频率、线圈偏移及补偿参数对系统传输性能的影响,建立了考虑等效串联电阻(ESR)的损耗电路模型。通过分析不同频率、LC参数和耦合系数条件下系统的输出功率和传输效率,综合确定了最佳频率及补偿参数。最后搭建实验系统检验系统供能效率、抗偏移能力、以及相应安全指标;结果表明,在两线圈圆心距横向偏移0~2/3条件下系统传输效率可达43.3%~73.2%,最大温升仅为0.8℃,且无需进行SAR评估,为提高人体植入式设备的安全性设计提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 心脏起搏器 电磁场安全 无线电能传输 线圈偏移 最佳补偿参数
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一种基于剩余能量的无线传感器网络分簇协议 被引量:5
9
作者 龚本灿 李腊元 +1 位作者 蒋廷耀 汪祥莉 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2008年第8期31-33,共3页
在无线传感器网络中,分簇技术可以实现高效的能量利用、方便的数据融合、灵活的网络扩展。簇首作为簇的中心,负责收集簇成员的数据,簇首消耗的能量远大于簇成员,因此,簇首的选择至关重要。提出了一种基于剩余能量的分簇协议(CPRE),该协... 在无线传感器网络中,分簇技术可以实现高效的能量利用、方便的数据融合、灵活的网络扩展。簇首作为簇的中心,负责收集簇成员的数据,簇首消耗的能量远大于簇成员,因此,簇首的选择至关重要。提出了一种基于剩余能量的分簇协议(CPRE),该协议优先选择剩余能量较多的节点作为簇首,并采用簇间转发的方式将数据发送到基站。仿真结果表明:该协议能够显著地延长网络的生存时间,其性能明显优于LEACH协议。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇协议 剩余能量 簇间转发
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面向安全传输的低能耗无人机轨迹优化算法 被引量:1
10
作者 吴嘉鑫 孙一飞 +1 位作者 吴亚兰 武继刚 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期59-67,共9页
无人机凭借其灵活的机动性以及高数据传输速率,被广泛应用于大范围离散节点的数据采集工作,其机载能量的有限性也使得无人机能耗优化成为当前研究热点。然而,当环境中存在窃听节点时,如何在保障多个离散数据节点数据安全传输前提下优化... 无人机凭借其灵活的机动性以及高数据传输速率,被广泛应用于大范围离散节点的数据采集工作,其机载能量的有限性也使得无人机能耗优化成为当前研究热点。然而,当环境中存在窃听节点时,如何在保障多个离散数据节点数据安全传输前提下优化无人机的能量消耗具有一定的挑战性。基于此,引入中继节点和安全容量,提出面向安全传输的低能耗无人机轨迹优化算法,力求从物理层面保障数据的安全传输。对无人机与地面节点的信道模型、无人机与数据节点之间的安全容量以及无人机飞行通信能耗进行建模。将问题形式化描述为以最小化无人机能耗为目标、数据节点与无人机之间的数据安全传输为主要约束的非确定性多项式难解优化问题。为解决该问题,对问题进行子问题分解,采用自组织映射方法以及定制的粒子群算法分别对无人机访问数据节点的最优次序以及在数据节点周边悬停的最佳位置进行求解,并根据现有工作提出3种基准方案进行性能对比。仿真实验结果表明,当中继节点的能量收集电路最大输出功率变化时,所提的优化算法在降低无人机总能耗方面相比BASE_D、BASE_M、BASE_R 3种基准方案分别平均提高7.25%、8.59%、11.57%。此外,在安全容量实现率方面,所提算法的性能均优于对比方案,例如,当安全容量阈值从0.001~0.500变化时,所提算法相比基准方案BASE_M平均提高23.45%。 展开更多
关键词 无人机 安全容量 低能耗 无线传能 能量收集
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带中继线圈无线电能传输的效率分析方法 被引量:7
11
作者 蔡涛 沈锦飞 《电源学报》 CSCD 2014年第5期67-71,共5页
通过耦合模理论(CMT)对带中继线圈的无线电能传输(WPT)系统进行了详细的效率计算和分析,得到了系统输出效率的数学表达式。继而对系统的输出效率表达式进行仿真,表明了系统输出效率与输出阻抗、线圈损耗率和耦合系数之间的关系,从而找... 通过耦合模理论(CMT)对带中继线圈的无线电能传输(WPT)系统进行了详细的效率计算和分析,得到了系统输出效率的数学表达式。继而对系统的输出效率表达式进行仿真,表明了系统输出效率与输出阻抗、线圈损耗率和耦合系数之间的关系,从而找到了影响系统输出效率的关键性参数。最后设计制作了一套带中继线圈的磁共振无线电能传输系统实验装置,通过实验验证了上述分析的正确性。 展开更多
关键词 输出效率 无线电能传输 中继线圈
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IRS辅助供能的多用户MEC系统性能研究 被引量:1
12
作者 彭鑫 彭堤 《湖南理工学院学报(自然科学版)》 CAS 2024年第1期10-14,共5页
在物联网(IoT)场景中,边缘服务器可有效缓解IoT设备计算能力有限的问题,如何保证IoT设备的能量供应成为研究热点之一.无线能量传输(WPT)与移动边缘计算(MEC)的组合是一种解决方案,但混合接入点(HAP)与IoT设备之间不能保证总是存在直连链... 在物联网(IoT)场景中,边缘服务器可有效缓解IoT设备计算能力有限的问题,如何保证IoT设备的能量供应成为研究热点之一.无线能量传输(WPT)与移动边缘计算(MEC)的组合是一种解决方案,但混合接入点(HAP)与IoT设备之间不能保证总是存在直连链路.为了处理这个问题,考虑利用智能反射表面(IRS)辅助无线能量传输与任务卸载.在多用户MEC系统下,当IoT设备采用二进制卸载时,联合能量传输时间优化、卸载决策以及调度顺序以求得最小系统处理时延问题是一个混合整数非凸问题.考虑HAP与IoT设备之间的信道差异,采用一种两层交替迭代的算法,并利用MEC的计算能力最小化系统处理时延.实验结果表明,所用方法收敛快,能有效缩短系统处理时延,在IRS的辅助下能明显提升系统性能. 展开更多
关键词 IRS 无线能量传输 多用户MEC系统 二进制卸载
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无线传感器网络的能耗分析 被引量:7
13
作者 崔海霞 韦岗 余永聪 《华南理工大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期15-21,共7页
针对无线传感器网络能量有限的问题,基于瑞利衰落信道及无线链路,建立了一种跨越物理层与媒质接入层的能耗模型,并针对IEEE 802.11 DCF和时隙ALOHA协议进行了具体的能耗分析.考虑到无线信道的多变特点与信道饱和度的情况,以及用户对信... 针对无线传感器网络能量有限的问题,基于瑞利衰落信道及无线链路,建立了一种跨越物理层与媒质接入层的能耗模型,并针对IEEE 802.11 DCF和时隙ALOHA协议进行了具体的能耗分析.考虑到无线信道的多变特点与信道饱和度的情况,以及用户对信道质量的要求与接入方式,对网络工作过程中的能量消耗进行了理论分析,并对节点平均功耗、净荷能耗率及发送功率与传输速率的变化对能耗的影响进行了仿真.结果表明:给出的能耗模型的理论分析结果与仿真值吻合良好;发送功率与传输速率过大、过小都不利于节约能耗;联合控制更易于降低能耗. 展开更多
关键词 无线传感器网络 能耗 功率 传输速率
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无线传感器网络分簇路由改进算法及其性能 被引量:6
14
作者 张新秀 张淼 张振川 《中国科技论文在线》 CAS 2010年第2期92-96,共5页
针对分簇路由和多跳传输存在的不足,提出一种无线传感器网络(WSNs)分簇路由改进算法,并进行性能分析。改进算法的簇首选择基于节点的剩余能量,簇的建立时,节点综合考虑了节点到簇首及簇首到基站的复合距离,选择复合距离最小的簇加入;簇... 针对分簇路由和多跳传输存在的不足,提出一种无线传感器网络(WSNs)分簇路由改进算法,并进行性能分析。改进算法的簇首选择基于节点的剩余能量,簇的建立时,节点综合考虑了节点到簇首及簇首到基站的复合距离,选择复合距离最小的簇加入;簇间通信采用多跳的方式,多跳通信的下一跳路由是基于网络通信开销指标和簇首的剩余能量选择的,使得网络的负载更均衡。仿真结果表明,改进路由算法高效地平衡了整个网络的能量消耗,从而延长了网络的生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 分簇路由 能量消耗 多跳传输 改进算法
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一种小尺寸磁谐振耦合无线能量传输系统的实验研究(英文) 被引量:7
15
作者 杨新生 赵军 +3 位作者 徐桂芝 李煊 李伟 李阳 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期13-17,共5页
随着科技的进步,越来越多的小型家用电器、体内植入器件等电子设备得到广泛应用。但能量供应问题制约了设备的发展,尤其是体内植入器件,电池的续航问题未得到有效的解决。磁耦合谐振无线能量传输技术作为一种新的无线能量传输方式,能够... 随着科技的进步,越来越多的小型家用电器、体内植入器件等电子设备得到广泛应用。但能量供应问题制约了设备的发展,尤其是体内植入器件,电池的续航问题未得到有效的解决。磁耦合谐振无线能量传输技术作为一种新的无线能量传输方式,能够实现中距离传输电能,可解决上述问题。本文应用Ansoft软件对磁耦合谐振系统工作时的电场分布进行仿真分析,同时将系统放置于空气、模拟人体组织液、新鲜猪肉中进行实验,对系统传输效率进行实验研究。实验表明系统可以在上述环境中满足体内植入器件等用电设备的供电需求,能有效解决植入器件的能量续航问题,具有广阔的应用前景。 展开更多
关键词 能量传输 体内植入器件 磁耦合谐振 小型谐振器 传输效率对比
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面向可充电无线传感器网络的分布式多跳数据采集算法 被引量:6
16
作者 包正睿 窦琛琛 《电力信息与通信技术》 2020年第7期8-13,共6页
无线传感器网络以其便捷性在电力运维等众多领域被广泛应用,但其续航能力受限于传感器的体积较为有限,无线能量传输技术以高度的灵活性成为打破能源瓶颈的主流方案之一。基于无线能量传输技术,数据采集策略更是可以进一步优化。相较于... 无线传感器网络以其便捷性在电力运维等众多领域被广泛应用,但其续航能力受限于传感器的体积较为有限,无线能量传输技术以高度的灵活性成为打破能源瓶颈的主流方案之一。基于无线能量传输技术,数据采集策略更是可以进一步优化。相较于聚类、多跳等传统的路由方案,文章提出了一种分布式多跳数据采集算法,该算法赋予移动载具无线充电及数据采集功能,使其为网络补充能量的同时,节点可通过分布式多跳路由上传数据。仿真结果表明,该算法可有效均衡节点能量,延长网络生命周期。 展开更多
关键词 无线传感器网络 无线能量传输 分布式多跳数据采集 能量均衡
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基于GPRS无线传输大型公共建筑能耗监测方法
17
作者 董洁 米增 +1 位作者 顾雅珍 王鹏 《计算机仿真》 2024年第3期482-486,共5页
为了明确能源耗用情况,降低大型公共建筑能耗,提出了基于GPRS无线传输的大型公共建筑能耗监测方法。由多个传感器与ZigBee组成一个传感器网络,采集公共建筑资源使用数据,由GPRS无线传感器节点向嵌入式网关发送数据,限制跳跃数和队列长度... 为了明确能源耗用情况,降低大型公共建筑能耗,提出了基于GPRS无线传输的大型公共建筑能耗监测方法。由多个传感器与ZigBee组成一个传感器网络,采集公共建筑资源使用数据,由GPRS无线传感器节点向嵌入式网关发送数据,限制跳跃数和队列长度,降低网络拥挤和传输时间。根据电路分布情况将计量分项能耗拆分为照明、空调、冷热站、终端设备等,方便筛选和整合监测数据的实际能耗状况。将得到的各项能耗数据整合统一为一个监测结果,凭借数学期望和方差判断能耗是否大于方差数据,判断能耗状态,实现建筑能耗监测。通过实验证明所提方法得到的监测结果与实际能耗之间的差距较小,说明其能够获得准确的监测结果。 展开更多
关键词 无线传输 大型公共建筑 能耗监测 传输时延分析
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无线传感器网络中能耗平衡的传输策略 被引量:6
18
作者 刘浩 唐培和 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第33期112-114,154,共4页
分簇无线传感器网络中存在着能量空洞的问题,而能量均匀消耗被认为是解决该问题的有效方法。将圆形无线传感器网络划分成不同宽度的同心圆,提出混合单跳传输和多跳传输的策略,以实现能量均匀消耗。与其他已经存在的研究不同,提出的策略... 分簇无线传感器网络中存在着能量空洞的问题,而能量均匀消耗被认为是解决该问题的有效方法。将圆形无线传感器网络划分成不同宽度的同心圆,提出混合单跳传输和多跳传输的策略,以实现能量均匀消耗。与其他已经存在的研究不同,提出的策略针对的是传感器平均能量消耗的平衡,并能用线性方程组计算出多跳转发和单跳转发的概率。数值计算证实本方案能保证不同位置传感器平均能量消耗平衡,且能保持总体能量消耗在某个较低的水平。 展开更多
关键词 无线传感器网络 能量均匀消耗 单跳转发 多跳转发
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宽负载范围恒定功率的无线电能传输系统设计
19
作者 薛楚焓 《集成电路应用》 2024年第5期74-75,共2页
阐述宇称时间对称在电子电路中的对称条件,介绍具体的电气参数及负电阻的构造方法,并对控制电路部分进行设计,最后通过Simulink搭建仿真平台,验证理论推导的有效性。
关键词 宇称时间对称 移相全桥控制 无线电能传输
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无线传感器网络数据传输及融合技术 被引量:4
20
作者 章书勤 郭迪 肖明波 《现代电子技术》 2009年第18期188-191,共4页
多跳传输原始测量数据的能耗较大,将数据进行分布式网内压缩后再传输的节能方案逐渐为人们所关注。在此从数据融合的角度,对无线传感器网络中各种数据传输技术进行了较全面的考察,着重介绍网内分布式小波变换算法(DWT_IRR)。最后,列表... 多跳传输原始测量数据的能耗较大,将数据进行分布式网内压缩后再传输的节能方案逐渐为人们所关注。在此从数据融合的角度,对无线传感器网络中各种数据传输技术进行了较全面的考察,着重介绍网内分布式小波变换算法(DWT_IRR)。最后,列表分析比较了几种常见的数据融合技术,并对该领域的进一步发展提出了一些思路。 展开更多
关键词 无线传感器网络 节能 分布式 数据传输 数据融合
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