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高K介质包裹GaN环栅场效应管在IoT系统中的高频器件设计与分析
Design and Analysis of High-K Wrapped GaN GAA FET as High-Frequency Device in IOT Systems
Sneha Singh · Rudra Sankar Dhar · Amit Banerjee · Vinay Gupta · IEEE Access · 2025年4月
基于氮化镓GaN的栅堆叠GS环绕栅场效应管GAA FET因其卓越材料特性如高电子迁移率、宽禁带和优越热稳定性，成为下一代节能电子设备有前途候选。本研究聚焦GaN基GAA FET的直流和交流性能评估，结合高k介电间隔层和源漏欠覆盖工程。直流分析参数如亚阈值斜率、阈值电压、漏电流、泄漏电流和电流比。相比所提2nm技术节点IRDS2025，关态泄漏电流降低约95%、开关比提升约606%。此外，亚阈值摆幅优化约65mV/decade，表明卓越泄漏控制和开关性能。交流分析评估关键品质因数包括跨导、截止频率...
解读: 该GaN器件技术对阳光电源功率半导体研发具有重要参考价值。阳光在储能变流器和光伏逆变器中应用GaN器件追求更高开关频率和更低损耗。该研究的高k介质间隔层和欠覆盖设计可启发阳光GaN功率器件优化，降低寄生电容，提升开关速度103%。在高频应用中，该器件的低亚阈值摆幅（65mV/decade）和高开关比...
智能电网中使用状态观测器和物联网基础设施的高速孤岛检测
High-Speed Islanding Detection in Smart Grids Using a State Observer and IoT Infrastructure
Shahid Karim · Prajoona Valsalan · Faisal Alsaif · Haseeb Tahir 等5人 · IEEE Access · 2025年2月
本研究提出并网配电网创新孤岛检测方案，利用离散集合卡尔曼滤波器结合物联网设备实现实时监测和通信。通过IoT设备和MQTT协议采集公共连接点电压信号，DEKF在各种条件下准确估计PCC电压状态，IoT集成确保连续数据采集和与监测系统的快速通信。测量与估计信号之间的残差作为孤岛检测的可靠指标。MATLAB Simulink仿真显示检测准确率99.5%，响应时间1.5毫秒以内。该方案对非孤岛事件鲁棒，提供可靠高效的智能电网保护方案且计算开销最小。
解读: 该IoT孤岛检测技术与阳光电源智慧并网解决方案高度契合。阳光SG系列逆变器需要快速准确的孤岛检测以满足电网安全要求，该DEKF卡尔曼滤波方法可集成到阳光逆变器DSP控制算法中。结合阳光iSolarCloud云平台的IoT通信能力，可实现毫秒级孤岛检测和远程监控，提升分布式光伏并网安全性，满足IEEE...
基于物理超参数优化联邦多层深度学习模型的物联网入侵检测
Physics-Based HPO Federated Multi-Layered DL Model for IDS in IoT Networks
Chirag Jitendra Chandnani · Vedik Agarwal · Shlok Chetan Kulkarni · Aditya Aren 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
物联网正以其无处不在重塑我们生活。从健身手表到飞机的IoT设备无处不在性质突然上升导致网络攻击激增。AI驱动入侵检测系统IDS近期被用于对抗IoT环境中这一攻击激增。然而，现有解决方案缺乏分布式去中心化环境训练优化。去中心化环境训练模型的流行解决方案是联邦学习，多个客户端模型协作训练全局模型同时保持各客户端数据去中心化和私密。然而这存在各客户端数据泛化能力差的问题。本研究提出新型联邦多层深度学习Fed-MLDL模型，在分布式联邦学习环境中采用基于物理的超参数优化技术FedRIME用于CICIoT...
解读: 该联邦学习入侵检测技术对阳光电源分布式能源物联网安全具有重要应用。阳光管理全球数百万台光伏逆变器和储能设备，设备分布式部署和数据隐私保护是关键需求。该Fed-MLDL模型可应用于阳光iSolarCloud平台的分布式安全防护，在保护各电站数据隐私的同时实现全局入侵检测模型训练。在工商业储能场景下，该...
物联网应用的轻量级AES设计：FPGA和ASIC中的优化与DFA对抗策略
Lightweight AES Design for IoT Applications: Optimizations in FPGA and ASIC With DFA Countermeasure Strategies
Salman Ahmed · Nabihah Ahmad · Nasir Ali Shah · Ghulam E. Mustafa Abro 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
随着设备互联性增加，物联网IoT已革新工业和日常生活。然而IoT设备扩散也增加安全风险，需要对敏感数据和关键基础设施的强大保护机制。高级加密标准AES仍是保护IoT系统的基准，同时平衡低功耗、最小面积使用和适度吞吐量与高安全性。本文全面综述最新轻量级AES架构设计，包括S盒、SubBytes、ShiftRows、MixColumns和AddRoundKey步骤优化，评估其对FPGA和ASIC实现中门数、面积、最大频率、功耗和吞吐量的影响。研究还解决轻量级AES加密硬件对侧信道攻击SCA的脆弱性，...
解读: 该轻量级AES加密技术对阳光电源物联网设备和通信安全有重要参考价值。阳光iSolarCloud平台连接海量光伏储能设备，需要高效低功耗的数据加密方案。轻量级AES优化技术可应用于阳光边缘控制器和通信模块的安全芯片设计。FPGA和ASIC实现对比分析对阳光硬件安全方案选型有指导意义。DFA侧信道攻击防...
基于物联网多传感器融合的关键特征与混合迁移学习活动识别
IoT-Based Multisensors Fusion for Activity Recognition via Key Features and Hybrid Transfer Learning
Ahmad Jalal · Danyal Khan · Touseef Sadiq · Moneerah Alotaibi 等6人 · IEEE Access · 2024年12月
人类活动识别HAR在医疗保健、智能家居和人机交互等领域备受关注。本文提出使用RGB视频和IMU传感器数据的综合HAR系统。系统采用多阶段处理流程包括预处理、分割、特征提取和分类，实现高精度活动识别。预处理阶段从视频提取帧，IMU数据去噪。分割阶段对视频帧应用朴素贝叶斯分割，对传感器数据应用汉明窗。关键特征提取技术包括图像数据的ORB、MSER、DFT和KAZE，传感器数据的LPCC、PSD、AR系数和熵。使用线性判别分析LDA进行特征融合创建统一特征集，然后使用ResNet50分类识别如使用智能...
解读: 该多传感器融合识别技术可应用于阳光电源智能运维场景。阳光光伏电站和储能站需要工作人员行为识别和安全监控。该HAR系统的视频和传感器融合方法可部署在阳光电站巡检系统，识别运维人员操作行为，确保作业安全规范。结合阳光iSolarCloud平台的视频分析功能，该技术可实现电站人员活动智能监控，检测异常行为...
考虑储能和需求响应的物联网智慧能源枢纽能量管理
Energy Management Considering Energy Storage and Demand Response for Smart Energy Hub in Internet of Things
Jinyong Lei · Changcheng Zhou · Xiaolin Li · Andi Huang 等6人 · IEEE Access · 2020年2月
本文提出能源系统中智慧能源枢纽SEH与用户间交互的能源优化管理方法。系统中还考虑物联网IoT和储能。首先构建SEH和用户模型，然后讨论储能影响下的利润模型。接下来应用Stackelberg博弈模型，其中SEH作为领导者用户为跟随者。提出双层算法求解问题。最后研究案例验证方法正确性。结果表明该方法可用于综合能源系统的有效能量管理，IoT在信息交换中发挥重要作用。
解读: 该智慧能源枢纽管理技术对阳光电源综合能源服务解决方案有重要应用价值。阳光PowerTitan储能系统可作为能源枢纽核心设备，协调多能源供需。Stackelberg博弈模型的领导者-跟随者机制可应用于阳光虚拟电厂的分层优化控制。双层算法对阳光iSolarCloud平台的多目标优化有借鉴意义。IoT信息...
面向边缘–云连续体的开源AI即服务框架：支持联邦学习、高效性与漂移鲁棒性的持续学习
An Open-Source AI-as-a-Service Framework for Federated, Efficient, and Drift-Robust Learning in the Continuum Edge–Cloud
Sebastián Andrés Cajas Ordóñez · Jaydeep Samanta · Andrés L. Suárez-Cetrulo · Romila Ghosh 等7人 · IEEE Access · 2026年2月 · Vol.14
本文提出OASIS开源框架，支持边缘–云协同下的联邦学习、模型压缩与概念漂移检测，集成SHAP可解释性、MLFlow/NannyML监控，适用于资源受限场景的实时预测与自适应监测。
解读: 该框架对阳光电源iSolarCloud智能运维平台及PowerTitan/ST系列储能系统的AI升级具有直接价值：可部署于边缘侧逆变器或PCS中实现本地化故障预警、功率预测漂移自适应校准，并通过联邦学习在多电站间协同优化而保护数据隐私。建议在组串式逆变器嵌入轻量OASIS模块，结合MPPT动态调优；...
基于竞争深度Q网络的移动边缘计算部分卸载与资源分配深度强化学习
Deep Reinforcement Learning With Dueling DQN for Partial Computation Offloading
Ehzaz Mustafa · Junaid Shuja · Faisal Rehman · Abdallah Namoun 等6人 · IEEE Access · 2025年5月
计算卸载将IoT设备资源密集型任务转移到强大边缘服务器，最小化延迟并降低计算负载。深度强化学习广泛用于优化卸载决策，但现有研究存在两大不足：未全面优化状态空间，且Q学习和DQN在大动作空间中难以辨别最优动作。本文提出多分支竞争深度Q网络MBDDQN，解决高维状态-动作空间和动态环境长期成本优化挑战。竞争DQN缓解同步卸载和资源分配决策复杂性，每个分支独立控制决策变量子集，随IoT设备增加高效扩展，避免组合爆炸。实施LSTM网络和独特优势-价值层增强短期动作选择和长期成本估计，提升模型时序学习能力...
解读: 该多分支强化学习技术可应用于阳光电源储能系统的智能调度优化。阳光ST储能变流器在电网侧和工商业场景面临多目标优化挑战，需同时考虑能耗、响应延迟和功率分配。该MBDDQN算法的自适应权重机制可集成到阳光EMS能量管理系统，实现储能系统在削峰填谷、调频调峰和需求响应等多场景下的动态优化。结合阳光iSol...
基于DETR的视障人士辅助技术目标检测增强方法
Enhancing Object Detection in Assistive Technology for the Visually Impaired: A DETR-Based Approach
Sunnia Ikram · Imran Sarwar Bajwa · Sujan Gyawali · Amna Ikram 等5人 · IEEE Access · 2025年4月
本文提出实时障碍物检测识别系统，通过辅助技术增强视障人士导航。系统集成配备微型相机的移动应用实现实时图像采集，采用深度学习技术进行目标检测分类。对YOLOv8、Faster R-CNN和DETR进行比较评估。DETR表现最优，达到99%置信度、98%精度和40毫秒/帧处理速度。系统遵循结构化工作流程，包括实时采集、预处理、创新数据增强和TensorFlow Lite边缘设备优化。可分类80种障碍物类型如行人、车辆和交通信号，提供即时音频反馈确保安全导航。模型训练20轮达到98%准确率。该研究引入...
解读: 该目标检测技术可应用于阳光电源智能光伏电站巡检系统。阳光大型地面电站采用无人机和机器人巡检，需要高精度实时目标检测能力。该DETR方法的99%置信度和40毫秒处理速度可集成到阳光巡检设备，实现组件缺陷、热斑、遮挡物的自动识别。结合阳光SG逆变器的AI边缘计算能力和iSolarCloud云平台，该技术...
AI驱动的物联网：集成人工智能与物联网以增强安全、效率和智能应用综述
AI-Powered IoT: A Survey on Integrating Artificial Intelligence With IoT for Enhanced Security, Efficiency, and Smart Applications
Vivek Menon U · Vinoth Babu Kumaravelu · Vinoth Kumar C · Rammohan A 等6人 · IEEE Access · 2025年3月
物联网IoT和人工智能AI驱动的IoT是近年来激增至新高度的重要范式。IoT是智能技术，其中我们周围无处不在的物理对象或事物联网并连接到互联网以提供新服务和增强效率。IoT主要目标是在通用基础设施下连接世界所有物理对象或事物，允许人类控制它们并获得及时频繁的状态更新。这些连接到IoT的事物或设备生成、收集和处理海量二进制数据。来自这些设备的海量数据由AI算法和技术分析和学习，帮助为用户提供更好服务。因此AI驱动的IoT或人工物联网AIoT是融合AI与IoT的混合技术，能够轻松高效简化复杂繁重任务...
解读: 该AIoT综述对阳光电源iSolarCloud平台和智能设备发展有全面指导价值。阳光云平台连接海量光伏储能设备，AIoT技术可提升平台智能化水平和设备管理效率。机器学习和深度学习安全方法可应用于阳光平台的入侵检测和异常识别。联邦学习技术可实现阳光分布式设备的隐私保护协同训练。区块链技术对阳光能源交易...
基于AI驱动的低能耗物联网协议优化用于可扩展高效智慧医疗系统
AI-Driven Optimization of Low-Energy IoT Protocols for Scalable and Efficient Smart Healthcare Systems
Salma Rattal · Abdelmajid Badri · Mohamed Moughit · El Miloud Ar-Reyouchi 等5人 · IEEE Access · 2025年3月
物联网IoT承诺超连接世界，集成数十亿设备。低能耗通信协议对延长资源受限IoT设备电池寿命和确保高效数据交换至关重要。本文提出新型AI驱动优化框架，增强智慧医疗应用中协议的能效、可扩展性和适应性。与以往孤立优化协议的工作不同，本研究全面分析BLE、Zigbee、Thread、LoRa、Sigfox、NB-IoT、Wi-SUN和Weightless等协议，突出优缺点。该框架利用机器学习ML、强化学习RL和深度学习DL等先进AI技术优化传输距离、数据速率和功耗等关键指标。定量评估显示性能和权衡的显著...
解读: 该物联网协议优化技术对阳光电源分布式设备通信系统有应用价值。阳光户用光伏和储能系统中大量传感器和控制器需要低功耗长距离通信。AI优化的LoRa和NB-IoT协议可提升阳光监控设备的通信效率和电池寿命。强化学习自适应协议参数的方法可应用于阳光iSolarCloud平台的设备连接优化。该研究关注的功耗、...
基于物联网传感器的视障人士障碍物检测与警告系统
Obstacle Detection and Warning System for Visually Impaired Using IoT Sensors
Sunnia Ikram · Imran Sarwar Bajwa · Amna Ikram · Isabel de la Torre Díez 等6人 · IEEE Access · 2025年2月
视障人士的安全独立移动需要高效障碍物检测系统。本研究提出创新智能膝盖手套,集成机器学习技术实现实时障碍物检测和警报。系统配备超声波传感器、PIR传感器和蜂鸣器,Arduino Uno微控制器管理数据处理。为增强检测准确性,利用决策树DT、支持向量机SVM、K近邻KNN、随机森林RF和高斯朴素贝叶斯GNB等多种机器学习算法。提出新型投票分类器集成方法,有效结合这些分类器优势最大化性能。严格交叉验证确保不同条件下鲁棒评估。实验结果表明系统在4米范围内实现98.34%检测准确率,具有高精度、召回率和F...
解读: 该障碍物检测技术对阳光电源智能运维系统有借鉴意义。阳光iSolarCloud平台可借鉴集成多传感器和机器学习算法的思路,实现光伏电站设备异常检测和巡检机器人障碍物识别。投票分类器集成方法可应用于阳光故障诊断系统,提高检测准确性和鲁棒性。Arduino微控制器的边缘处理架构与阳光分布式智能设备理念一致...
边缘计算环境中基于分布式深度强化学习的多域物联网网络任务卸载优化
Optimized Task Offloading in Multi-Domain IoT Networks Using Distributed Deep Reinforcement Learning
Ojonukpe Sylvester Egwuche · Japie Greeff · Absalom El-Shamir Ezugwu · IEEE Access · 2025年1月
物联网网络中，传感器、网关和服务在不同层级互操作为终端用户提供服务。IoT设备数量增加且计算能力有限，需要资源高效的网络中间层任务处理。本研究利用深度强化学习智能建模卸载策略为马尔可夫决策过程，将IoT设备视为分布式决策代理，考虑环境动态进行卸载决策。为应对高维度问题实现最优策略，采用深度Q网络建模代理在动态环境中的交互。架构允许IoT边缘节点基于连接、资源可用性和邻近性向边缘服务器卸载任务进行本地决策。不同学习率、批次大小和内存大小的大量仿真显示，所提方案采用CNN近似器生成最优策略，相比传统...
解读: 该边缘计算卸载技术对阳光电源分布式能源物联网具有应用价值。阳光iSolarCloud平台管理大量光伏逆变器和储能设备，边缘侧需要智能决策任务分配。该研究的深度强化学习策略可应用于阳光SG逆变器的边缘AI单元，优化数据处理和上传策略。在大型光伏电站中，该技术可实现组串逆变器与汇流箱、边缘控制器的协同计...
轻量级认证加密算法ASCON在物联网设备上的实现与性能分析
Implementation and Performance of Lightweight Authentication Encryption ASCON on IoT Devices
Gabriela Cagua · Valérie Gauthier-Umaña · Carlos Lozano-Garzon · IEEE Access · 2025年1月
物联网快速发展使互联设备无缝通信和共享数据，但也带来设备通信安全的关键挑战。IoT设备通常在处理能力、内存和能耗方面受限，难以实施强健安全措施。轻量级加密算法应运而生，ASCON因其鲁棒性和效率获得认可，被选为NIST轻量级加密算法竞赛获胜者。ASCON通过针对资源受限环境定制的关联数据认证加密AEAD确保机密性和完整性。本文展示ASCON在IoT设备上的实现和性能分析。使用CupCarbon模拟器框架评估其在资源受限条件下的有效性，分析延迟、响应时间和资源利用率等性能指标。此外在树莓派设备上实...
解读: 该轻量级加密技术对阳光电源物联网设备安全至关重要。阳光iSolarCloud平台连接数百万台光伏逆变器和储能设备，需要高效安全的通信加密。该ASCON算法作为NIST标准获胜者，其低功耗和高效率特性可集成到阳光SG逆变器和ST储能变流器的嵌入式系统。在边缘设备资源受限的场景下，ASCON可保护设备与...
基于物联网的智能电能质量分析仪系统实验分析及远程数据访问和GSM告警机制
Experimental Analysis Using IoT-Based Smart Power Quality Analyzer System With Remote Data Access and GSM Alerting Mechanism
Balasubbareddy Mallala · Mohammad Faridun Naim Tajuddin · Sudhakar Babu Thanikanti · Rajasekhar Reddy Manyam · IEEE Access · 2025年1月
电能质量分析仪在监测和控制电气系统健康方面发挥重要作用，能报告现场测量波动及各种电能质量问题和负载变化。物联网是设计智能电能质量分析仪的潜力技术，可实现远程监测和现场信息在云平台的便捷集成。本文专注于使用低成本IoT硬件和软件设计方案开发智能电能质量分析仪系统。硬件采用Arduino Mega 2560微控制器结合ESP32 Wroom WiFi网关和SIM900A GSM网关。实时现场数据在ThingSpeak平台收集供未来分析，GSM设计确保电源重大波动时及时向终端用户告警。将所提低成本系统...
解读: 该低成本IoT电能质量监测技术对阳光电源分布式光伏监控具有实用价值。阳光户用和工商业光伏系统需要经济高效的电能质量监测方案，该Arduino+IoT方案可降低监测成本。阳光可将该技术集成到SG逆变器和智能网关产品中，实现低成本电能质量在线监测和云端分析，提升光伏系统并网质量，降低电网扰动风险，增强系...
智能建筑舒适度与能耗的技术分析：调度、智能传感器和物联网三级自动化
Technical Analysis of Comfort and Energy Consumption in Smart Buildings With Three Levels of Automation: Scheduling, Smart Sensors, and IoT
Rahmat Aazami · Mohammad Moradi · Mohammadamin Shirkhani · Ambe Harrison 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
能源消耗和效率以及居住者福祉是各行业特别是工业和住宅领域的关键全球挑战。多层次建筑自动化在应对这些挑战中发挥关键作用。本研究评估三种不同自动化层次——基于调度、基于传感器和物联网IoT控制，允许清晰对比各系统在管理能耗和增强居住者舒适度方面的有效性。该方法通过识别最优平衡能效与热舒适要求的控制层次简化决策过程，特别是在住宅环境。第四次工业革命标志的IoT集成到建筑控制系统进一步增强这些能力。建筑自动化和控制系统可分为标准和先进系统。传统控制方法无法满足智能建筑日益复杂的需求。然而在智能建筑设计中...
解读: 该智能建筑自动化技术对阳光电源户用和工商业光储系统的能量管理有借鉴意义。阳光户用光储解决方案可集成建筑能源管理功能，优化HVAC等负荷用电。IoT控制技术与阳光iSolarCloud平台理念一致。三级自动化对比分析方法可应用于阳光评估不同智能化方案的性价比。能效与舒适度平衡优化对阳光开发用户友好的能...
一种缓解基于RPL的物联网网络中新泛洪攻击的简单方法
A Simple Approach for Mitigating a New Flooding Attack in RPL-Based IoT Networks
Mehdi Rouissat · Ibrahim S. Alsukayti · Mohammed Belkheir · Mohammed Alreshoodi 等6人 · IEEE Access · 2025年1月
物联网设备在各类智能应用中的广泛部署使其网络安全成为关键需求。然而，即使对于标准化的低功耗有损网络IPv6路由协议（RPL），其安全支持仍面临挑战，尤其易受内部路由攻击。本文提出一种新型泛洪攻击——目标通告对象泛洪（DAOF）攻击，利用DAO消息制造冗余路由流量，导致控制消息过度传输。实验表明，DAOF可使网络开销增加逾65%，能耗平均上升36%，时延增加150%。为此，本文提出轻量级防御方案DAOF-SRPL，通过节点间简单协作和协议内修改有效抵御该攻击。相比受攻击的RPL，DAOF-SRPL...
解读: 该RPL网络安全防护技术对阳光电源分布式能源物联网系统具有重要应用价值。在PowerTitan大型储能系统和iSolarCloud云平台中，大量储能变流器、光伏逆变器通过低功耗物联网协议实现组网通信和数据采集。DAOF-SRPL的轻量级防御方案可直接应用于ST系列储能变流器和SG系列逆变器的通信模块...
通过并发多帧处理提升边缘设备实时目标检测性能
Improving Performance of Real-Time Object Detection in Edge Device Through Concurrent Multi-Frame Processing
Seunghwan Kim · Changjong Kim · Sunggon Kim · IEEE Access · 2024年12月
随着机器学习和AI算法性能和精度提升，采用计算机视觉技术解决自动驾驶和AI机器人等问题的需求增加。IoT和边缘设备因小巧且具有足够计算能力被广泛采用。然而，IoT和边缘环境相比传统服务器环境有严格限制，常受限于低计算和内存资源以及有限供电。本文提出实时目标检测算法的并发多帧处理方案。首先将视频分割为单独帧并根据设备核心数分组，然后为每个核心分配一组帧执行目标检测，实现多帧并行检测。在Nvidia Jetson Orin Nano边缘设备上实施该方案到YOLO算法，使用MS-COCO、ImageN...
解读: 该并行处理技术可应用于阳光电源智能巡检边缘设备。阳光无人机和巡检机器人需要实时处理大量视频流进行组件缺陷检测。该多帧并行方案可部署在阳光巡检设备的边缘计算单元，显著提升检测速度和能效。在大型光伏电站中，该技术可使单台巡检设备覆盖更大区域，缩短巡检周期。结合阳光SG逆变器的边缘AI能力，该并行处理方法...