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关键词： motor development   autism spectrum disorder   wearable sensors   quantitative measures  

摘要： Background: Motor dysfunction has been reported as one of the first signs of atypical development in infants at high familial risk for autism spectrum disorder (ASD) (HR infants). However, studies have shown inconsistent results regarding the nature of motor dysfunction and whether it can be predictive of later ASD diagnosis. This is likely because current standardized motor assessments may not identify subtle and specific motor impairments that precede clinically observable motor dysfunction. Quantitative measures of motor development may address these limitations by providing objective evaluation of subtle motor differences in infancy. Methods: We used Opal wearable sensors to longitudinally evaluate full day motor activity in HR infants, and develop a measure of motion complexity. We focus on complexity of motion because optimal motion complexity is crucial to normal motor development and less complex behaviors might represent repetitive motor behaviors, a core diagnostic symptom of ASD. As proof of concept, the relationship of the motion complexity measure to developmental outcomes was examined in a small set of HR infants. Results: HR infants with a later diagnosis of ASD show lower motion complexity compared to those that do not. There is a stronger correlation between motion complexity and ASD outcome compared to outcomes of cognitive ability and adaptive skills. Conclusions: Objective measures of motor development are needed to identify characteristics of atypical infant motor function that are sensitive and specific markers of later ASD risk. Motion complexity could be used to track early infant motor development and to discriminate HR infants that go on to develop ASD.

关键词： 传感器技术   “树莓派”   Python语言   教学改革  

摘要： 为了提高高职院校物联网专业学生的动手能力，适应社会对技术技能型人才的需求，有必要对传感器技术及应用这门课程的教学过程进行改革。根据高职院校学生的知识水平和专业培养目标，从教学设备选择、教学内容构建、教学效果考核三个方面对传感器技术及应用课程进行改革探究，经过三届学生的实践，取得了较好的效果。

关键词： 旅游景区   监控管理   传感器技术   系统构建   策略方法  

摘要： 监控管理系统作为旅游景区实现自我管理的有效举措,是现阶段提升景区运营能力与管理水平的重要路径。为持续提升监控管理系统的智能化水平,适应不同管理任务的开展需求,景区通过新技术的引入,针对性地完成监控管理系统的技术升级,强化监控管理系统自身的服务能力。文章从实践角度出发,以传感器技术为引导,积极探讨旅游景区监控管理系统的构建方法,打造成熟化、体系化的监控管理模式。

关键词： PBG结构   电磁波侦测技术   传感器技术  

摘要： 电力电缆,作为电力系统的重要组成部分之一,在不同电压等级的输电线路内,都被广泛应用,从低压到中压、高压,再到超高压。电缆线路会受到不同环境影响,一段电缆线路可能也会由多种不同结构形式的电缆分段组成。本文主要针对电缆头的在线监测,通过监测安装于10kV开关柜中的电缆终端接头,将10kV电缆捆绑安装UHFCT,所有监测地点的传感器与监控主机的距离最远为30米,提出了PBG结构的高阻抗表面型电磁波侦测技术（即UHFCT）在电缆在线监测的应用方案。本方案采用的UHFCT具有结构紧凑带隙性能好、可以集成等优点,避免了传统的微带天线频宽过窄的问题,使其灵敏度高,抗干扰能力强,能够更好地检测电缆的局部放电缺陷。

关键词： 电位型传感器   分子迹记聚合物   传感器污损   环境污染物  

摘要： 聚合物膜电位型传感器具有成本低、能耗小、操作简单、不受样品颜色及浊度影响等特点，在环境污染物及环境要素检测领域有着广阔的应用前景。这类传感器的选择性识别材料主要包括有机配体化合物（即离子载体）以及分子印迹聚合物(MIP)，它们能够对无机离子、有机离子、有机分子等各类物质进行特异性识别。目前，聚合物膜电位型传感器在环境分析中的应用面临两个问题:(1)分子印迹聚合物与目标分子之间有强的亲和作用，二者结合后难以分离，导致电极检测电中性有机分子的可逆性较差;(2)聚合物膜基体具有强憎水性，极易吸附环境样品中微生物和油污等亲脂性物质而导致电极污损，严重影响传感器的响应性能和使用寿命。本文采用功能化技术，从膜内识别载体的功能化设计和膜表面的功能化修饰两个方面入手，分别构建具有高可逆性和防污性能的聚合物膜电位型传感器。具体研究内容如下:　　1.基于pH刺激响应的分子印迹聚合物膜电位型传感器可逆检测邻苯二酚　　目前，以MIP为识别材料的聚合物膜电位型传感器已经被成功应用于电中性有机分子的检测。然而，由于目标分子与MIP之间具有很强的亲和作用，导致目标分子向电极膜相中的萃取过程不可逆，因而电极使用后难以更新。本研究中，我们通过对MIP进行功能化设计，利用外界条件刺激，调控MIP与目标分子的结合能力，从而解决MIP聚合物膜电位型传感器可逆性差的问题。我们以乙烯基苯硼酸为功能单体、邻苯二酚为模板分子，合成了pH刺激响应MIP，并成功构建了检测邻苯二酚的聚合物膜电位型传感器。传感器对邻苯二酚的检出限达到0.12μM，线性范围为1-80μM，电极对邻苯二酚的结构类似物具有良好的选择性。采用pH刺激(10mMHCl)更新电极，反复测试5次后电极的电位变化未见明显衰减，电极展现出良好的可逆性。基于其它条件刺激，可进一步拓展高可逆性分子印迹聚合物膜电位型传感器的类型。　　2.基于纳米银表面修饰的防生物污损聚合物膜钾离子传感器　　聚合物膜离子选择电极作为一种有效的分析检测手段，已经被广泛应用于环境监测中。然而，在复杂的样品环境中，聚合物敏感膜易吸附微生物，造成生物污损，从而影响电极的响应性能和使用寿命下降。本研究提出了一种基于纳米银的表面功能化方法，用于改善传感器的防生物污损能力。我们以聚合物膜钾离子选择性电极为研究对象，将亲水性的聚多巴胺修饰于电极表面，并在聚多巴胺表面原位形成具有杀菌功能的银纳米颗粒。研究结果表明:经纳米银修饰的聚合物膜钾离子选择性电极的响应性能未产生明显影响，电极的线性范围为1.0×10-5-1.0×10-2M，斜率为52.5±1.8mVdec-1，检出限为1.0×10-5.4M;修饰电极表面的细菌粘附数量降低了31.5％，杀菌率提高到了93.3％，电极显示了良好的防粘附和杀菌的功能。实验发现，在含有细菌的模拟污水中，修饰电极具有较高的稳定性，污损7天后电极的响应斜率仅下降了2.0％;电极表面释放的银离子浓度极低(约10-8M);不会对钾离子的测定产生干扰。该方法可用于构建其他聚合物膜电化学传感器，可有效提高传感器的防生物污损能力。　　3.基于两性离子聚合物表面修饰的防油类污损聚合物膜钙离子传感器　　由于海洋溢油及含油污水排放等事件频发，油污对聚合物膜离子选择电极在环境中的应用带来了巨大的挑战。本章中我们以聚合膜钙离子选择性电极(Ca2+-ISE)为例，首次研究了油污对离子选择性膜电极的影响，并提出了一种基于两性离子聚合物的表面功能化方法，用于提高电极的防油污性能。采用多巴胺辅助共沉积的方法，将两性离子聚合物聚甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯(PSBMA)修饰到Ca2+-ISE表面。研究结果表明:经PSBMA表面修饰的Ca2+-ISE电极的性能未产生明显影响，所制备的电极线性范围为1.0×10-6-1.0×10-2M，斜率为28.7±0.9mVdec-1，检出限为5.5×10-7M;PSBMA修饰显著提高了电极表面的水下疏油角（达到141.5°），赋予了电极表面优异的自清洁性能。实验发现，在含有柴油和原油的模拟水样中，原始Ca2+-ISE污损严重;而PSBMA修饰的Ca2+-ISE仍然展现出良好的稳定性，经油污处理后电极的响应斜率没有明显降低。该方法适用于各种聚合物膜电化学传感器，能够有效防止环境中油污对传感器的污损现象。　　4.基于两性离子聚合物和铜离子表面修饰的防污损聚合物膜电位型传感器检测双酚A　　在前面的研究中，我们采用表面功能化方法分别构建了防生物及油类污损的聚合物膜电位型传感器。然而，这些方法仍然存在修饰时间长，无法同时有效应对传感器在环境中的生物及油类污损问题。本研究中，我们以铜离子和过氧化氢为氧化剂，促进多巴胺和甲基丙烯酸二甲基丙基磺酸胺乙酯(SBMA)的共聚反应，将PSBMA和铜离子修饰到电极表面，同时改善传感器的防生物污

关键词： RFID传感器   射频能量回收   无线传输   电源管理  

摘要： 随着传感器、物联网及人工智能技术的持续进步及其在工业应用领域的快速发展,射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)成为工业过程物品识别与数据集成的关键技术。集成超低功耗传感器的无源RFID传感器标签可通过射频能量回收供电同时完成物品身份识别和参数感知的功能,因其小型化、无线供电、柔性可粘贴、非视距传输等独特优势具有广泛的应用前景。论文针对物品供应链识别与检测过程分离和工业现场感知数据与终端用户无法有效共享的难题,提出了一种集成高频(13.56 MHz)和超高频(860～960 MHz)的双频无源RFID传感器设计方法。运用该方法设计的传感器标签体积小且同时支持高频和超高频两种模式,可满足工业现场和终端用户两种应用场合的便捷测量与数据共享。论文主要研究工作总结如下:首先,集成既可完成射频数据收发又可输出直流电压的射频模块,使传感器标签同时支持高频和超高频数据通信与传感器参数感知,并通过合理安排天线和电路布局实现了双频RFID传感器集成和标签的小型化设计。其次,针对射频芯片供电带负载能力有限问题,采用电荷泵与射频芯片配合完成射频能量回收和管理然后给感知处理模块供电的方法,提高标签在超高频模式下读取距离;同时为提高标签工作性能、减少能量损失、降低高频和超高频模块通信之间的相互影响,在射频收发模块和感知处理模块之间设计了通信及电源判断电路。然后,通过将传感器数据集成到超高频EPC C1G2(Electronic Product Code Class-1Generation-2)用户数据区和高频NDEF(NFC Data Exchange Format)数据格式中,利用通用RFID读写设备即可方便地完成测量与读取,可增强传感器标签在供应链检测中的通用性。最后,搭建了双频无源RFID传感器标签实验平台测试了其在高频以及超高频模式下的性能。实验结果表明,集成双频RFID传感器可同时支持高频和超高频射频接口读写,通过对射频读写器天线的能量回收产生直流电压供电完成测量和通信任务,并验证了利用电荷泵来提高射频能量使用效率,进而增大传感器标签读取距离的可行性。论文研究双频无源RFID传感器标签作为快速便携的识别与测量方法,对未来“智能产品”和智能化工业网络数据集成与融合具有重要理论意义和实际应用价值。

关键词： SPR芯片   传感器技术   技术原理   应用策略  

摘要： 为构建完备化的技术体系,成熟的产业方案,实现等离子共振传感器的科学化应用,更好地满足生物工程、医药开发以及环境监测等各项工作的开展要求,促SPR技术模式的全面构建.文章从实际出发,着眼于使用需求,子通过技术应用方案的调整,打造完备的技术应用机制,确保相关技术产品质量的实用性.

关键词： Sugar   Diabetes   Blood   Monitoring   Ions   Biomedical measurement   Sociology   Non-invasive   diabetes   biosensors   biomarkers   breath   acetone levels  

摘要： Diabetes mellitus, commonly measured through an invasive process which although is accurate, has manifold drawbacks especially when multiple reading are required at regular intervals. Accordingly, there is a need to develop a dependable non-invasive diabetes detection technique. Recent studies have observed that other human serums such as tears, saliva, urine and breath indicate the presence of glucose in them. These parameters open quite a few ways for non-invasive blood glucose level prediction. The analysis of a persons breath poses as a good non-invasive technique to monitor the glucose levels. It is seen that in breath, there are many bio-markers and monitoring the levels of these bio-markers indicate the possibility of various chronic diseases. Among these bio-markers, acetone a volatile organic compound found in breath has shown a good correlation to the glucose levels present in blood. Therefore, by evaluating the acetone levels in breath samples it is possible to monitor diabetes non-invasively. This paper reviews the various approaches and sensory techniques used to monitor diabetes though human breath samples.

关键词： Biosensors   Wearable technology   Medical electronics   Body area networks (Electronics)   Patient monitoring  

ISBN: (数字)9781119683292;9781119683278 ISBN: (纸本)9781119683308

摘要： A guide to the theory and recent development in the medical use of antenna technology Antenna and Sensor Technologies in Modern Medical Applications offers a comprehensive review of the theoretical background, design, and the latest developments in the application of antenna technology. Written by two experts in the field, the book presents the most recent research in the burgeoning field of wireless medical telemetry and sensing that covers both wearable and implantable antenna and sensor technologies. The authors review the integrated devices that include various types of sensors wired within a wearable garment that can be paired with external devices. The text covers important developments in sensor-integrated clothing that are synonymous with athletic apparel with built-in electronics. Information on implantable devices is also covered. The book explores technologies that utilize both inductive coupling and far field propagation. These include minimally invasive microwave ablation antennas, wireless targeted drug delivery, and much more. This important book:

• Covers recent developments in wireless medical telemetry
• Reviews the theory and design of in vitro/in vivo testing
• Explores emerging technologies in 2D and 3D printing of antenna/sensor fabrication
• Includes a chapter with an annotated list of the most comprehensive and important references in the field

Written for students of engineering and antenna and sensor engineers, Antenna and Sensor Technologies in Modern Medical Applications is an essential guide to understanding human body interaction with antennas and sensors.

关键词： 温室环境参数   嵌入式技术   传感器技术   ZigBee通信   NB-IoT窄带通信  

摘要： 我国淮河以北的地区冬季气温较低,为了满足种植物生长对环境的需要,建设了很多温室。近几年,伴随着农业生产方式的改变,农村经济不断发展,渐渐从粗放型发展为集约型,在一些农村经济发展较快的地区,建设了一部分示范区,重点发展科技、生态产业,成为行业的标杆。这些变化都得益于信息技术的进步,为高科技智能化温室创造了便利条件。提高了温室的智能化,不仅使农作物产量和质量得到提升,还改变了温室作物的生长周期,使反季节瓜果蔬菜种类增多,满足了人们的需求。利用信息技术可以实现远程监测和控制,进而减轻生产人员的劳动强度,降低对从业人员种植水平的要求。目前应用中的监测装置结构简单,仅仅实现监测数据的传输,未在系统内部建立种植物实际生长环境参数模型,也未实现根据导入的参数模型对环境因子进行自动调控,占用了很多人力和财力,却没有收到很好的效果。尤其是单个种植户管理的温室数量越来越多,管理难度增大,他们需要一种可以远程管理的自动控制设备作为辅助。结合已有问题和实际需要,本文应用STM32作为总控制器处理器,STC单片机作为采集部分的处理器,选用可以检测温室空气参数的传感器作为输入,每个温室里装有一个ZigBee设备和总控制器传送数据,园区内所有ZigBee设备组成内部网,总控制器装有一个运用NB-IoT技术的无线模块,将园区状态传到手持终端。这样设计的目的是利用局域网的稳定可靠优势,一个园区一个远程传输模块,既节省成本又保证通信的可靠性。在移动终端利用有人透传云平台接收总控制器传输的数据,并显示出来,将采集到的数据与设置的阈值比较,超过阈值显示报警信息。将常见温室种植农作物生长过程中的适宜环境参数加载到软件中,供生产人员参考,降低生产人员的工作难度。设备运用的技术涵盖嵌入式系统、传感器技术、短距离窄带远程通信等内容,设备测试结果表明传输数据准确,响应迅速,数据传输效果稳定可靠,克服了传统监测设备的弊端,达到了预期目标。系统较之前的监测设备,具有监测结果误差小,响应快,监测范围大、智能化程度高等优点。主要创新点是可以实时保存种植物生长过程中的环境参数,建立实际生长参数模型,还可以导入生长参数模型实现环境因子的自动调控,将多个温室组成局域网,提高农业生产的先进性,在农业经济发展理论及应用研究方面都具有重要意义。