柔性压电声学贴片

一种单一柔性贴片即可实现呼吸监测、无线通信和水下定位，无需依赖传统射频信号。

Zhang, Qian · 王勇 · 李东升 · 谢金 · 陶凯 · 胡平安 · 周剑 · 常洪龙 · Fu, Richard Yongqing

Advanced Functional Materials 2023

参数信息

测距误差

3 cm

通信距离

2.8 m

通信距离

4.2 m

技术优势

水下也能用

采用声波而非射频信号进行通信与定位，因此在水下等射频信号难以传播的环境中仍能正常工作。

一个器件多功能

通过切换激励频率，同一贴片既能产生高频Lamb波监测呼吸，又能作为振动膜实现通信和定位，减少了系统复杂度。

测距误差小

在100 cm范围内基于相位差测距，最大误差仅3 cm，适用于室内定位。

同时监测与通信

传感与通信功能可同时工作，实现了呼吸监测与无线通信的实时同步。

应用场景

• 可穿戴传感网络：为可穿戴网络提供无需射频的声学通信与定位节点，摆脱对射频的依赖。
• 健康监测：直接贴附于皮肤监测呼吸，并可与通信功能同步工作，实现实时健康数据无线传输。
• 呼吸传感：高频激励下产生Lamb波，对呼吸进行无创实时监测。
• 农业监测：柔性贴片可贴附于植株表面，通过声波进行环境监测与数据传输。
• 室内定位：利用声波相位差实现3 cm级室内定位，精度高于传统射频方案。