可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进——毕设论文

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1、可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进SHANGHAIJIAOTONGUNIVERSITY学士学位论文THESISOFBACHELOR论文题目：可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进学生姓名:学生学号:专业:微电子学指导教师:学院(系):微电子可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进毕业设计（论文）基本内容和要求：随着医疗技术的不断发展，医用植入装置已经得到广泛的临床应用。医用植入装置主要由植入体和体外部分组成。体外部分通过电磁波向植入体提供工作能量，并与植入体之间进行双向数据通信。探索生物医疗植入体中无线双向数

2、据传输的方式，实现数据高效能量传输将有助于医用植入装置获得更广泛的应用。本毕业设计是在上一届本科毕业设计和当前科创项目基础上的扩展。至之前的研究活动中，已经实现了较低效率的无线能量传输和较低速率的无线数据传输系统的理论研究，并实现了一个包括两对线圈、ClassE功率放大器、数据调制解调、能量时钟恢复的传输系统，能够在4mm的范围内传输最大约100mW的能量，上行数据速率为828kbps，下行数据速率为20kbps。本毕业设计将继承了该项目相关研究的理论基础和技术成果。本毕业设计的主要目标为完成一个可植入式的实现无线能量与双向数据传输的硬件系统。主要内容如下：l完成CPLD的控

3、制电路，完成下行数据解调和上行数据的闭环连接；l优化次级电路的板级设计，提高可靠性，使之成为一个封闭的可植入式电路的一部分；l优化初级电路，使其能与电脑通讯，用电脑控制输入信号和观察实验结果；l对可植入式传输系统进行简单实验，验证可靠性。可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进本毕业设计拟达到的技术指标和要求如下：l无线传输距离0.7–2.5cm；l植入部分体积小于6mm*30mm*30mm；l申请设计专利1项。可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进毕业设计（论文）进度安排：序号毕业设计（论文）各阶段内容时间安排备注1学习现有系统20

4、12.11-122熟悉并调试现有系统2013.1-23设计CPLD程序并进行调试2012.34硬件系统模块整合，包括线圈2012.45系统联合调试2012.56撰写论文，申请专利2012.6课题信息：课题性质：设计√论文课题来源*：国家级√省部级校级横向预研项目编号其他指导教师签名：年月日学院（系）意见：院长（系主任）签名：年月日学生签名：年月日可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进摘要随着科技的发展与科学研究的不断深入，如今有很多可植入医疗设备在临床医学中已经被使用，比如心脏起搏

5、器、人工耳蜗、视网膜假体等。这些设备帮助人们维持生命、恢复丧失的生理功能等。可植入医疗设备的研究发展至今，比较普遍的使用无线传输来实现能量的供给以及数据的交互。本文介绍了完成一个完整的可植入体内的闭环系统的过程，并设计与改进了各个模块：ASK调制模块、E类功率放大模块、能量恢复模块、时钟恢复与ASK数据解调模块、OOK调制模块、OOK解调模块、线圈组传输模块以及数字电路模块。实现了体外部分与体内植入部分的无线能量与双向数据的传输，并在体内部分使用可编程逻辑器件构成的数字模块将接收到的数据与发射出去的数据相连接，形成一个闭环的无线能量与数据传输系统。本毕业设计的主要作用是完成一

6、个系统雏形，为后续研究中进一步实现高效的可植入医疗设备打下基础。关键词：无线能量传输，无线数据传输，线圈的优化设计，可编程逻辑器件可植入的无线能量和双向数据传输硬件系统的模块整合和可靠性改进MODULEINTEGRATIONANDRELIABILITYIMPROVEMENTOFANIMPLANTABLEWIRELESSPOWERANDBI-DIRECTIONALDATATELEMETRYSYSTEMABSTRACTWiththedevelopmentofscienceandtechnology,increasingimplantablemicroelectronicdevic

7、esareappliedclinically,suchasheartpacemakers,artificialcochlea,retinalprosthesis,etc.Thesedeviceshelppeoplemaintainlife,andrestorephysiologicalfunction,etc.Itistheuseofthewirelesstransmissionthatismoregenerallytoachievepowersupplyanddatainteraction.Thisp