祝贺孙馨茹同学的论文在Nano Energy发表！
**全文总结**
本文介绍了一种基于自充电泵浦摩擦纳米发电机（SCP--TENG）和LC振荡器电路的三层物理隔离无线无源开关（WPSS）。随着物联网时代对数据需求的增加，无线传感器网络（WSNs）成为研究热点，而能量供应是其面临的主要挑战。现有电池方案成本高且污染环境，基于太阳能等的能量收集技术易受天气限制且会污染环境。摩擦纳米发电机（TENG）具有可持续发电和低成本的优势，可用于构建自供电的WSNs。WPSS集成了自供电信号发射器、弱电流接收系统和强电应用，实现了强弱电的物理隔离，提高了电气安全性。
**重要亮点**
- **无线无源传感系统的结构**：WPSS由自供电信号发射器、信号接收系统和电力应用三部分组成，实现了三层物理隔离以提高电气安全。自供电信号发射器包括SCP-TENG、气体放电管（GDT）和LC谐振器，能产生稳定的衰减振荡信号。信号接收系统由LC谐振器、信号处理电路和微控制器单元（MCU）组成。
- **SCP-TENG的特性**：为解决TENG与LC电路阻抗不匹配的问题，采用基于GDT的开关提高能量收集效率和TENG的输出稳定性。SCP-TENG在尺寸和电压幅度上进行了平衡设计，其输出电压与接触分离TENG（CS-TENG）相当，体积与商业无线开关相当。Eco-flex封装可提高SCP-TENG在高湿度环境下的稳定性。
- **无线无源传感系统的原理和分析**：基于SCP-TENG的WPSS的传输和接收信号是衰减振荡正弦信号，但接收信号中存在额外频率成分。接收信号强度受收发线圈的传输距离和偏转角度等因素影响，通过掌握线圈耦合规律可设计最佳耦合效果。
- **信号处理电路**：为使信号与传统电子系统兼容，采用二阶低通滤波器去除接收信号中的无关频率成分，增强信号识别度。MCU通过测量方波信号的频率获取传感信息，实现无线控制。
- **无线无源传感系统的应用**：WPSS被设计为家用安全开关，实现了自供电发射器、弱电信号处理模块和强电设备的三层物理隔离。此外，WPSS还可作为接近传感器，通过可变电容实现距离传感，拓宽了应用范围。