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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...
一种基于GAN隐写术的物联网轻量级图像伪造防护方案
A Lightweight Image Forgery Prevention Scheme for IoT Using GAN-Based Steganography
Xiao Li · Liquan Chen · Ju Jia · Zhongyuan Qin 等5人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年10月
计算机视觉（CV）应用赋能了各种物联网（IoT）场景。然而，图像生成和处理工具的发展使得制作极具欺骗性的伪造图像变得越来越容易，从而加剧了图像伪造的风险。基于密码学的方法可以保障图像安全，但由于会损害图像的视觉清晰度，无法直接支持计算机视觉应用。现有的基于生成对抗网络（GAN）的隐写方法能够有效促进计算机视觉应用和图像伪造防范，且隐写图像与原始图像之间具有很高的不可区分性。然而，在资源受限的物联网场景中，这些方法效率低下。因此，我们提出了一种基于生成对抗网络隐写技术的轻量级物联网图像伪造防范方案...
解读: 从阳光电源的业务场景来看，这项基于GAN的轻量级图像防伪技术具有重要的潜在应用价值。在光伏电站运维、储能系统监控等场景中，我们大量依赖物联网设备采集的图像数据进行设备状态诊断、故障检测和运维决策。随着AI视觉技术的普及，图像篡改风险日益增加，可能导致误判设备状态、影响运维决策准确性，甚至引发安全事故...
集成后量子密码学与区块链以保护低成本物联网设备
Integrating Post-Quantum Cryptography and Blockchain to Secure Low-Cost IoT Devices
Aniello Castiglione · Jacopo Gennaro Esposito · Vincenzo Loia · Michele Nappi 等6人 · IEEE Transactions on Industrial Informatics · 2024年11月
当前，全球物联网（IoT）设备数量已超过150亿，广泛应用于可穿戴设备、智能电网监控等领域，常涉及敏感数据处理。为保障安全性，区块链技术被引入IoT网络。然而，现有加密机制难以抵御量子计算对区块链系统的威胁，尤其是私钥泄露风险。本文提出一种基于后量子数字签名算法Dilithium-5的优化实现方案，具备抗量子攻击能力，并适配ESP32等低功耗、低成本微控制器。通过血氧与心率监测设备的案例研究，验证了该方案在实际IoT应用中的有效性与可行性，兼具安全性与运行效率。
解读: 该后量子密码学与区块链融合技术对阳光电源储能及光伏产品的安全防护具有前瞻价值。在PowerTitan大型储能系统和iSolarCloud云平台中，海量分布式设备（如ST系列储能变流器、SG逆变器）的数据传输与身份认证面临量子计算威胁。Dilithium-5算法可集成至设备端MCU固件，为智能运维系统...
一种用于物联网应用的高轻载效率低纹波电压PFM降压转换器
A High-Light-Load-Efficiency Low-Ripple-Voltage PFM Buck Converter for IoT Applications
Jong-Seok Kim · Jin-O Yoon · Byong-Deok Choi · IEEE Transactions on Power Electronics · 2022年5月
本文提出了一种适用于物联网应用的高轻载效率、低纹波电压脉冲频率调制（PFM）降压转换器。PFM转换器虽在轻载下具有高效率优势，但通常伴随较高的电压纹波。本文针对该问题进行了优化设计，旨在平衡轻载能效与输出电压稳定性。
解读: 该研究聚焦于小功率DC-DC转换器的轻载效率优化与纹波抑制，属于芯片级电源管理技术。对于阳光电源而言，该技术主要应用于iSolarCloud智能运维平台中的传感器节点、通信模块或户用储能系统中的辅助电源电路。虽然该技术不直接涉及光伏逆变器或大功率储能PCS的核心功率拓扑，但其在提升辅助电源待机效率、...
一种用于物联网应用的具有超低静态电流和快速瞬态响应的TM-APSM SIMO Buck变换器
A TM-APSM SIMO Buck Converter With Ultralow Quiescent Current and Fast-Transient Response for IoT Applications
Zhuo Gao · Hongjian Tan · Tianze Ma · Yong Lian 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文提出了一种用于物联网（IoT）应用的单电感多输出（SIMO）Buck变换器，采用时间复用自适应脉冲跳跃调制（TM-APSM）技术。该变换器可从2.4–4.2V电池输入产生0.8V、1.2V和1.8V的独立电源电压。所提出的逐次逼近频率调制器（SAFM）在不增加静态电流的前提下，显著提升了瞬态响应速度。
解读: 该技术主要针对低功耗物联网（IoT）芯片供电，与阳光电源现有的光伏逆变器、储能系统及充电桩等大功率电力电子产品线存在一定差异。然而，其核心的SIMO（单电感多输出）拓扑和超低静态电流控制策略，对于阳光电源iSolarCloud智能运维平台中的传感器节点、无线通信模块及微型控制单元的电源管理具有参考价...
一种具有低功耗保持模式和自适应零电流检测器的92.4%效率三模控制DC-DC降压转换器
A Design of a 92.4% Efficiency Triple Mode Control DC–DC Buck Converter With Low Power Retention Mode and Adaptive Zero Current Detector for IoT/Wearable Applications
Young-Jun Park · Ju-Hyun Park · Hong-Jin Kim · Hocheol Ryu 等10人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2017年9月
本文提出了一种用于物联网/可穿戴系统的三模（保持/PFM/PWM）DC-DC降压转换器。通过集成自适应零电流检测器（AZCD）和扩频时钟生成（SSCG）技术，该转换器在10μA至20mA的负载范围内实现了高效率，有效优化了微功耗场景下的电源管理性能。
解读: 该技术主要针对微瓦级至毫瓦级的物联网与可穿戴设备，与阳光电源目前聚焦的兆瓦级光伏逆变器、大功率储能PCS及充电桩业务在功率等级上存在显著差异。然而，其核心的“三模控制策略”及“自适应零电流检测（AZCD）”在提升轻载效率方面的思路，可为阳光电源iSolarCloud智能运维平台中的传感器节点、无线通...
一种用于物联网能量收集系统、具有最优导通时间控制和混合零电流开关的高峰值输出功率与高效率SIMIMO变换器
A High Peak Output Power and High Power Conversion Efficiency SIMIMO Converter Using Optimal on-Time Control and Hybrid Zero Current Switching for Energy Harvesting Systems in IoT Applications
Jae-Hyung Jung · Young-Ho Jung · Seong-Kwan Hong · Oh-Kyong Kwon · IEEE Transactions on Power Electronics · 2020年8月
本文提出了一种用于物联网能量收集系统的单电感多输入多输出（SIMIMO）变换器。该系统集成四个能量收集源及电池输入，并提供1.8V、3.3V及电池充电输出。通过采用最优导通时间控制方法和混合零电流开关技术，显著提升了峰值输出功率与转换效率。
解读: 该研究聚焦于微功率级的多输入多输出DC-DC变换技术，主要应用于物联网传感器节点。虽然阳光电源目前的产品线（如PowerTitan、组串式逆变器等）主要面向大功率电力电子变换，但该文提出的多输入管理与最优导通时间控制策略，在未来户用储能系统或iSolarCloud智能运维平台的边缘传感器供电、微型能...
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、...
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...
一种用于物联网应用的高效率两步数字PWM与低功耗自跟踪零电流检测DC-DC降压转换器设计
Design of a High Efficiency DC–DC Buck Converter With Two-Step Digital PWM and Low Power Self-Tracking Zero Current Detector for IoT Applications
Sang-Yun Kim · Keum Cheol Hwang · Youngoo Yang · Kang-Yoon Lee 等12人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2018年2月
本文提出了一种用于物联网及超低功耗应用的高效率DC-DC降压转换器。该设计采用两步数字脉宽调制（DPWM）技术，在保证高线性度的同时降低了功耗。此外，集成的自跟踪零电流检测（ST-ZCD）电路进一步提升了轻载条件下的转换效率。
解读: 该文献聚焦于微瓦级物联网应用的超低功耗DC-DC转换技术，与阳光电源目前主营的大功率光伏逆变器和储能系统（如PowerTitan、PowerStack）在功率等级上存在显著差异。然而，该研究中提出的两步数字PWM控制策略及自跟踪零电流检测技术，对阳光电源iSolarCloud智能运维平台中的传感器节...
一种采用标准5P0 MOSFET实现36倍升压、50mV输入电压及84倍输入电压范围的自启动混合结构升压转换器
A Two-Step Self-Startup Hybrid Structure Step-Up Converter Using Standard 5P0 MOSFETs Achieving 36 × Voltage Boosting With 50 mV Input Voltage and 84 × Input Voltage Range for Self-Powered IoT Applications
Shiquan Fan · Weiqing Ma · Zheng Lu · Chuanyu Han 等7人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2023年12月
本文提出了一种混合结构升压转换器，旨在实现超低输入电压下的自启动及极宽的输入电压范围。通过设计两步自启动策略（包含电荷泵自启动、混合模式及Boost工作三个阶段），有效降低了启动电压并提升了驱动能力，适用于自供电物联网应用。
解读: 该技术主要针对微瓦级超低压自供电场景，与阳光电源现有的光伏逆变器及大功率储能系统（如PowerTitan）在功率等级上存在巨大差异。然而，其“两步自启动”策略和对超低压启动的优化，对于阳光电源iSolarCloud智能运维平台中的无线传感器节点（WSN）供电、以及未来分布式能源系统中微型能量采集模块...
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...
用于先进物联网设备微型化高频隔离LLC变换器的PFM-PWM数字控制器
PFM-PWM Digital Controller for Miniaturized High-Frequency Isolated LLC Converters Integrated in Advanced IoT Devices
Tom Urkin · Mor Mordechai Peretz · IEEE Transactions on Power Electronics · 2024年1月
本文介绍了一种适用于先进物联网设备的高度微型化软开关电源。该电源集成了兆赫兹频率范围内的HB-LLC谐振变换器，并采用了一种新型PFM-PWM数字控制器。该控制器通过简单的电压环路硬件，实现了精确的输出电压调节。
解读: 该研究关注兆赫兹高频LLC拓扑及混合调制策略，对阳光电源的户用光伏逆变器及储能系统（如PowerStack）中的辅助电源设计具有参考价值。随着功率密度要求的提升，高频化是减小系统体积的关键。建议研发团队关注该PFM-PWM混合控制策略在小功率辅助电源模块中的应用，以优化iSolarCloud智能运维...
低功耗、低电压能量收集无线传感器电源转换与能量管理综述
Review of Power Conversion and Energy Management for Low-Power, Low-Voltage Energy Harvesting Powered Wireless Sensors
David Newell · Maeve Duffy · IEEE Transactions on Power Electronics · 2019年10月
本文综述了物联网应用中低功耗（<5 mW）、低电压（<3 V）能量收集无线传感器的电力电子与能量管理方案。文章全面分析了能量收集源的挑战及能量管理系统的各方面技术，旨在为微功率电源转换提供参考。
解读: 该文章聚焦于微瓦级（mW）的超低功耗能量收集与管理，与阳光电源目前主营的兆瓦级（MW）光伏逆变器、储能系统（PowerTitan/PowerStack）及大功率风电变流器在功率等级上存在巨大差异。虽然其涉及的DC-DC拓扑优化和能量管理逻辑在基础理论上有参考价值，但对阳光电源现有的工业级产品线直接应...
具有P&O最大功率点跟踪电路和新型脉冲乘法器的光伏能量采集芯片
Photovoltaic Energy Harvesting Chip With P&O Maximum Power Point Tracking Circuit and Novel Pulse-Based Multiplier
Jian-Zhou Yan · Wei-Han Pan · Hung-Hsien Wu · Tien Hsu 等5人 · IEEE Transactions on Power Electronics · 2021年11月
本文提出了一种用于物联网应用的光伏能量采集芯片，集成了一种基于新型脉冲乘法器的扰动观察法（P&O）MPPT电路。该设计无需高功耗微控制器或低精度模拟乘法器，仅依靠小型光伏组件即可供电，实现了高效、高精度的最大功率点跟踪。
解读: 该研究提出的低功耗MPPT控制电路及脉冲乘法器技术，对阳光电源的户用光伏及微型逆变器产品线具有参考价值。在追求极致轻量化和低待机功耗的物联网（IoT）光伏应用场景中，该芯片级集成方案有助于进一步提升小型光伏系统的转换效率。建议研发团队关注其脉冲乘法器在降低控制电路静态功耗方面的潜力，探索将其集成至新...
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；...
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...
用于电动汽车应用的三电平NPC中IGBT功率模块非侵入式状态监测
预故障
R. Manikandan · R. Raja Singh · IEEE Transactions on Industry Applications · 2025年5月
功率半导体模块通常包含多个芯片，以满足电动汽车和工业应用对电流和电压额定值的要求。绝缘栅双极型晶体管（IGBT）模块底板上的焊点疲劳是功率转换器中的一种重要失效模式。这些失效在涉及常规驾驶、再生制动和加速的电动汽车应用中尤为突出。本研究引入了一种新方法，通过关注外壳的温度差异来评估IGBT模块在底板焊点疲劳过程中的健康状况。本文提出了一种精确的电热模型，可有效确定IGBT模块的结温。所设计的电热模型通过考虑器件级和模块级热参数的影响，精确估算了结温。在ANSYS和PLECS环境中，为IGBT模块...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项针对三电平NPC拓扑中IGBT模块的非侵入式状态监测技术具有重要的应用价值。尽管该研究聚焦于电动汽车领域，但其核心技术完全适用于我们的光伏逆变器和储能变流器产品线。 IGBT模块的底板焊层疲劳是功率变换器的主要失效模式，这一问题在光伏和储能系统中同样突出。光伏逆变器面...
用于室内光伏的全聚合物有机太阳能电池中的融合咔唑受体
All-polymer organic solar cells with fused carbazole acceptors for indoor photovoltaics
Yue Zhang · Bo Wang · Xin Li · Chengyi Xiao 等5人 · Applied Physics Letters · 2025年9月 · Vol.127
物联网的快速发展亟需高效、免维护的能源解决方案。有机太阳能电池因其与室内光源光谱的良好匹配性，在室内能量采集方面展现出巨大潜力。本研究设计了一种基于融合咔唑的聚合物受体（PCzT），具有可调光学带隙、刚性平面骨架及优异的电子传输性能。基于该受体的器件在AM1.5G光照下效率达8.15%，在3000 K、1000 lux室内照明下高达11.63%，优于当前最先进的聚合物受体。通过关联纳米形貌与器件性能，发现优化的界面堆积结构可有效提升电荷提取并抑制复合，为高性能聚合物受体的设计提供了明确指导。
解读: 该全聚合物有机太阳能电池技术对阳光电源室内物联网供电方案具有重要应用价值。其11.63%的室内光伏效率可为iSolarCloud云平台的分布式传感器节点、智能运维监测设备提供免维护电源解决方案。融合咔唑受体的宽带隙特性与室内光谱匹配，可集成到储能系统ST系列的室内监控模块，替代传统电池供电。该技术的...
一种用于最大化无人机辅助移动边缘计算中计算速率的动态优化框架
A Dynamic Optimization Framework for Computation Rate Maximization in UAV-Assisted Mobile Edge Computing
Yang Chen · Dechang Pi · Shengxiang Yang · Yue Xu 等6人 · IEEE Transactions on Vehicular Technology · 2025年3月
移动边缘计算（MEC）显著提升了物联网（IoT）设备的计算能力并降低了其能耗，是云计算的重要补充。将无人机（UAV）应用于MEC系统可有效缓解偏远地区通信设施不足或损坏的问题，进一步拓展MEC的应用范围。本文针对动态环境下的无人机辅助无线供能MEC系统提出了一个系统模型，目标是最大化用户设备的计算速率。由于动态环境下优化目标的复杂性，我们提出了一种基于群体智能的优化框架，并配备应对环境变化的机制，旨在增强静态和动态环境下的种群多样性，以克服过早收敛问题。我们将粒子群优化算法和和声搜索算法集成到所...
解读: 从阳光电源的业务视角来看，这项无人机辅助移动边缘计算（UAV-MEC）技术为分布式新能源系统的智能化管理提供了创新思路。当前，阳光电源在光伏电站、储能系统及综合能源解决方案中面临着偏远地区通信基础设施不足、实时数据处理能力受限等挑战，该技术恰好针对这些痛点提供了解决方案。 该论文提出的动态优化框架...
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