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基于声表面波技术的无源无线温度传感监测系统
基于声表面波技术的无源无线温度传感监测系统
摘要：
近年来，随着物联网技术的快速发展，无线传感器网络在工业自动化领域得到广泛应用。无线温度传感监测系统作为其中的重要应用，对于工业生产过程的温度监测和控制有着重要意义。传统的无线温度传感系统存在传输距离短、能耗高的问题。本文研究了基于声表面波技术的无源无线温度传感监测系统，通过无源无线传感节点和基站构成的网络，实现了远距离、低功耗的温度监测。
关键词：无线传感器网络，声表面波技术，温度传感，无源无线传感节点，基站
1.引言
无线传感器网络（WSN）是一种由大量分布在监测区域的无线传感节点组成的系统，用于感知、采集、处理环境信息，并将信息传输给用户。WSN在工业自动化、环境监测、医疗健康等领域有着重要的应用。其中，温度传感监测系统是WSN的重要组成部分，对于工业生产过程中的温度监测和控制起着关键作用。
2.无线温度传感监测系统的问题
传统的无线温度传感监测系统通常由传感节点和基站组成，传感节点通过感测器采集环境温度信息，然后通过无线通信发送给基站进行处理。然而，传统系统存在一些问题，例如传输距离短、能耗高等。另外，由于传感器所需的能量来自传感节点的电池，电池寿命往往限制了传感器的使用寿命。
3.基于声表面波技术的无源无线温度传感监测系统
为了解决传统无线温度传感监测系统的问题，本文研究了基于声表面波（SAW）技术的无源无线温度传感监测系统。SAW技术利用声表面波在固体表面的传播特性，在无线传感器网络中进行能量传输和信息传输。通过将能量传输节点和传感节点集成在一起，形成无源无线传感节点，可以实现无需电池的低功耗温度传感。
4.系统设计与实现
无源无线温度传感监测系统由传感节点和基站两部分组成。传感节点包括温度传感器、能量传输接收器等功能单元，并通过SAW技术接收来自基站的能量传输。传感节点将温度信息采集并转换为电信号，然后通过SAW技术实现远距离的无线传输。基站负责接收传感节点发送的温度信息，并进行处理和存储。
5.性能评估
为了评估无源无线温度传感监测系统的性能，进行了实验并进行了一系列性能指标的测试。实验结果表明，基于SAW技术的无源无线温度传感监测系统具有较远的传输距离、低功耗、可靠性好的特点。
6.应用前景与挑战
基于SAW技术的无源无线温度传感监测系统具有广阔的应用前景。例如，在工业自动化领域，可以实现对于生产过程中温度变化的实时监测与控制。另外，还可以应用于环境监测、城市智能化等领域。然而，该系统也面临一些挑战，如传感器和SAW芯片的集成、能量传输的效率等问题。
7.结论
本文研究了基于声表面波技术的无源无线温度传感监测系统，通过无源无线传感节点和基站构成的网络，实现了远距离、低功耗的温度监测。实验结果表明，该系统具有较好的性能指标，具有广阔的应用前景。
参考文献：
[1]LiX,HuangC,YangZ,etal.Wirelesssensornetwork-basedairtemperaturemonitoringsystemforenvironmentalmonitoringapplications.Sensors,2013,13(6):8204-8222.
[2]KaoHT,OliverJG.AwirelesspassiveSAW-basedtemperaturesensorforharshenvironmentapplications.IEEESensorsJournal,2013,13(12):4670-4677.
[3]AbdelwahedS,LosadaJM,TajM,etal.ACMOS-MEMSacousticdelaylineasasensorplatformforwirelesstemperaturedetection.SensorsandActuatorsA:Physical,2017,272:156-163.