集成微系统科学工程与应用重点实验室
The Key Laboratory of Integrated Microsystems

科研进展

实验室目前开展科研项目共10项:

 1、国家自然科学基金:低功耗自适应极简人体通信收发机

随着微电子技术的发展,通过人与健康便携设备的无缝连接,对人体健康和运动进行实时监测和管理,已成为一种趋势。将人体作为信道的通信方式,传输稳定、抗干扰、信号不易被遮挡,并且其功耗远低于其他无线方式。1

 

研究方向:

1、ADPLL及其构成的收发机

2、Phase-Coupled Oscillator(提高相位噪声)

3、片上时钟

4、可综合比较器

项目组学生成员:邵海滨、李克之、漆淼、王晗昱、张辉2

 

 2、技术攻关:柔性可粘贴体表信号实时采集芯片关键技术研发

柔性可粘贴体表信号实时采集芯片关键技术研发项目组致力于人体体表生理信号连续监测的研究,并力图解放繁重的线缆对人体的束缚。该项目分为人体体表通信先进 传输协议研究模块、人体体表通信系统与电路设计研究模块、人体体表电生理信号采集与处理研究模块、柔性体表电极研究模块。2014年12月底,新近成立了连续血压监测仪器研究小组。目前取得的阶段性成果为申请专利5项(其中2项PCT国际申请),发表论文2篇:

专利:

  1. 1、PCT国际申请:可粘贴体表电信号采集设备及其装配方法,PCT/CN2014/095821
  2. 2、PCT国际申请:一次性皮肤表面干电极及其制作方法,PCT/CN2014/095266
  3. 3、发明专利:一种基于锁相环的收发机及通信方法,CN201410218670.0
  4. 4、发明专利:一种体表生理信号监测系统与方法,CN2014051900839020
  5. 5、发明专利:一种基于挠性PCB的一次性皮肤表面干电极及其制作方法,CN201410225298

论文:

  1. 1、Analysis of a compact BCC transceiver based onPLL FSK modulator/demodulator, APCCAS, Japan 2014.
  2. 2、A low power low niose AFE withcontinuous time self-calibration filters for ECG monitor and heart beatdetection, ICSICT,China2014

项目组学生成员:林科、郭朝阳、李宁、黄枫、郑征、陈啸飞、陈晨、邵海滨、吴希凯、张轩玮3

 

 3、重大基础研究:极低功耗新器件与工艺关键技术研究

随着集成电路集成度越来越高,电路静态功耗占比越来越大,低功耗的需求日益明显。TFET器件具有陡峭的亚阈值斜率(超越了CMOS器件60mV/dec的热力学限制),可实现超低的静态功耗,且与CMOS工艺兼容性良好,是国际学界和产业界研究的热点。项目组拟开发与验证一套极低功耗的130nm TFET数字标准单元库,并进行一定的ASIC设计实现,进而让该单元库服务于产业界设计公司。4
项目组学生成员:黄继攀、高方、苏杭、王一文、林楚君、鲁海芳、黄宇谦、杨志强5

 

 4、重点实验室提升:极低功耗长距离无线传感网组网技术研究

本项目基于最新的LoRa无线信号调制技术进行组网技术研究,并且针对无线传感器网络的应用场景进行通信协议的设计和优化。目标包括:1、研究无线传感器网络的应用特点,设计适用于长距离无线传输的通信协议;2、基于LoRa无线信号调制技术的组网方案,实现无线传感器节点与无线传感器网基站的设计方案。3、建立一个样本应用,将组网方案和通信协议应用于一个应用系统,实现远程数据采集功能。

5、基础研究:大地震临震监测传感芯片集成系统研究

我国是个大地震多发的国家,地震对我国经济社会建设造成极大的破坏,给人民生命财产造成巨大损失。我们认为地震的不可重复性是地表土壤的特性不同导致大 地震在不同地点的表现不同,其实本质应该是一致的,所以大地震可以被监测。本项目针对如何实现高密度、低成本的实时监测系统开展研究,对地震的孕育和发生 进行监测,并从积累的数据中研究大地震临震机理。本项目目前已完成多元传感采集探头样机、数据处理和通讯终端功能样机,并建立了数据中心,可实时显示和进 行数据分析。同时,与国家、广东、四川、云南、青海地震局取得联系,并获得他们的支持,将在云南、四川、青海等地震频发地区建立监测点,搭建实时捕捉地震 前后异常信号的采集和分析系统,开展地震数据的分析研究,发掘地震孕育和发生的规律。6

 

图1 微观前兆综合监测系统AETA

 

7图2 微观前兆综合监测系统AETA构成的监测网络和安装方式

项目组成员:雍珊珊、韩朝相、曾敬武、金秀如、庞瑞涛

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项目成果:

专利:

  1. 1、一种大地震断裂区域前兆数据的采集和分析方法201310251286.6
  2. 2、一种适用于大地震临震监测的综合传感装置201320361059.4
  3. 3、一种适用于大地震临震监测的电磁传感系统201320361103.1
  4. 4、地震前兆信号处理系统及方法 201410829024.8
  5. 5、地震前兆信号处理系统及方法 201410829318.0
  6. 6、一种基于多传感器的地震临震监测探头 201410836651.4
  7. 7、一种基于多传感器的地震临震监测探头结构201410829943.5

论文:

  1. 1、一种适用于大地震临震预测的地声监测系统  华南地震
  2. 2、一种地温传感器及其在大地震临震前兆监测中的应用  华南地震
  3. 3、基于FPGA的大地震前兆传感信号采集模块   计算机技术与发展
  4. 4、适用于大地震临震预测的地声传感单元  计算机技术与发展

 6、基础研究:异步电路处理单元关键技术研究

本项目主要研究:1、异步电路标准单元的设计方法研究;2、一种异步电路标准单元库的研究;3、一种异步电路宏单元库的研究;4、针对特定领域的算法的一部电路设计实现

 7、基础研究:助行机器人中的人体动作意图识别关键技术研究

可 穿戴外骨骼机器人项目组致力于辅助助力机器人及康复机器人的研发与产业化,旨在解决老年人等行动不便群体的日常出行问题,为脑卒中等患者的行走康复训练提 供一种全新的解决方案。项目组在肌电信号的采集与动作模式识别、人体步态信息采集与分析、电机控制等方面进行了深入研究,目前已完成两版机械结构的加工调 试。

项目组成员:谢峥、王墨、黄武龙、田玉成、李璟

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8、无创血糖检测

打破传统的有创血糖检测,使用近红外光电技术实现无创、高精度的血糖检测。结合国内外前沿研究,使用先进算法,打造方便、低成本、广泛适用的无创血糖仪。

项目成员:雍珊珊,郭到鑫,商亚洲,彭然

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项目成果:

  1. 1、一种人体体表电特性检测装置及系统,201410321661.4
  2. 2、一种人体体表电特性分布的检测装置和方法,201410320528.7
  3. 3、人体体表电特性检测装置及检测装置,201410321640.2
  4. 4、人体体表电特性分布的测量装置、数据终端及方法,201410320580.2
  5. 5、一种血糖浓度检测仪及检测系统,201410321639.X
  6. 6、一种用于测量人体体表电特性的电极及测量系统,201410321638.5

 9、助力马桶垫EASIT

针对膝关节力量衰弱的老年人、残疾人、孕妇、手术后的病人如厕时坐下起立困难的问题,LUPI项目组研发一款助力马桶垫EASIT,能够让用户自主如厕,保护个人隐私,重获生活信心。EASIT内置压力传感器,自动识别家庭成员;深入分析如厕习惯,评价健康状态;APP智能指导,饮食运动调理;社区分享交流,cloud同步管理,让您生活更美好!

项目阶段性成果:EASIT目前已经完成功能样机,并申请了2项专利:

1、一种助力马桶垫, 201520226800.5 (实用新型)

2、多电动推杆的马桶座椅运动控制器和运动控制算法 ,201510177834.4

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项目组学生成员:覃元元、何想、苏明亮

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10、基于RRAM的神经形态计算电路的关键技术研究

RRAM项目组成立于2015年初,致力于运用北京大学具有国际领先水平的RRAM相关技术,实现一种高速度、低功耗的、具有一定智能识别功能的基于阻变器件的神经形态计算电路。神经形态计算技术有助于提高计算机效率和降低能耗,是一个充满潜力的热门研究方向。

项目组学生成员:黄继攀、江宇宁、郭纪家、汤跃、宋博扬、刘记朋。

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