闫宇博

E-mai：yuboyan@ustc.edu.cn

研究方向：物联网、移动计算、无源网络、智能感知

闫宇博，男，副研究员，硕士生导师。2018年10月加入中国科学技术大学计算机科学与技术学院。主要研究方向包括低功耗大规模智能物联网、智能感知、无源网络、移动计算等。在相关领域取得一系列原创性成果，相关科研成果主要发表在网络领域国际知名会议和期刊，包括ACM MobiCom, IEEE INFOCOM, ACM MobiSys，ACM SenSys, IEEE/ACM Transactions on Mobile Computing, ACM Transactions on Sensor Networks, IEEE Transactions on Wireless Communications等。主持国家自然科学基金面上项目、重点项目课题，科技部重点研发计划子课题和其他省市级及企业合作课题十余项。

导师选题：

基于加速度计的智能医疗输液监测系统研究与实现	在当前医疗环境中，静脉输液速度的重要性不可低估。恰当的输液速度直接影响药物吸收和疗效，过快可能导致药物浓度过高，而过慢则影响治疗效果。监测输液速度可确保患者安全，避免不良反应，提高治疗效果，是医疗过程中必不可少的环节。现有基于摄像头、专用传感器等方法面临受弱光影响、造价成本高、估计精度不准确等问题。因此，本课题研究目标旨在提出一种基于加速度计的持续性、高精度、低能耗的普适智能输液速度监测系统。研究挑战（1）液滴下落过程所产生的加速度极容易被人体行为噪声所掩盖，人体行为噪声和液滴加速度的频率分布存在严重重叠，噪声信号和目标信号的严重耦合为准确估计输液速度带来了极大的挑战。（2）输液过程一般会持续1-3小时，监测过程的数据采集、传输和处理所引起的能量消耗为持续性监测带来了极大挑战。
WiFi和ZigBee异构共存技术研究与实现	随着人工智能、大数据等新一代物联网技术的发展，在万物互联的大环境下，涉及生产、生活、社会运营的各个环节都朝着与网络互联技术相融合的方向发展。以WiFi和ZigBee为代表的物联网节点的大量部署也为可靠通信带来了极大挑战。这些设备技术体制各异，同时使用ISM频段造成了通信设备之间的互相干扰，网络联通性能剧下降。本研究指在探索WiFi和ZigBee同频相互干扰特性，研究同频异构信号的时间、空间、频谱、能量等维度的解耦特征，解决异构信号间的互干扰问题，实现同频段异构信号的高效共存。
WiFi和LoRa异构共存技术研究与实现	随着人工智能、大数据等新一代物联网技术的发展，在万物互联的大环境下，涉及生产、生活、社会运营的各个环节都朝着与网络互联技术相融合的方向发展。以WiFi和LoRa为代表的物联网节点的大量部署也为可靠通信带来了极大挑战。这些设备技术体制各异，同时使用ISM频段造成了通信设备之间的互相干扰，网络联通性能剧下降。本研究指在探索WiFi和LoRa同频相互干扰特性，研究同频异构信号的时间、空间、频谱、能量等维度的解耦特征，解决异构信号间的互干扰问题，实现同频段异构信号的高效共存。
基于毫米波雷达的精细含水量感知	物质的含水量感知在农业生产和食品加工过程中起着关键作用。现有的测量技术可以分为接触式和非接触式两大类，但都存在一定的缺陷。接触式方案（如电容式、RFID标签等）虽然能够直接测量，但传感器安装不便，且仅能反映特定位置的水分含量，属于局部测量。非接触式技术则通过射频信号，利用飞行时间（ToF）或地表土壤反射率来估算土壤湿度，然而这些技术依赖于对土壤均匀性的假设，且仅能检测表面湿度。为了解决这些局限，实现更精细的含水量感知，我们提出了一种基于毫米波雷达的方案。毫米波雷达利用高频电磁波对含水量变化敏感的特性，结合电磁场散射模型，通过麦克斯韦方程组描述物质的相对电介系数，并借助神经网络实现从相对电介系数到含水量的准确转换。这种方法能够提供更加全面、精准的湿度感知，适用于农业和食品产业的多种应用场景。
基于毫米波雷达的无源反射通信技术	毫米波FMCW雷达因其短波长和大带宽，具备高分辨率、精确距离测量和高速目标检测的优势，目前已广泛应用于自动驾驶和无人机定位等前沿领域。然而，在无人机的低空经济应用场景中，现有的FMCW雷达只能实现定位探测，尚无法进行身份识别。本研究的核心目标是在无人机上增加反射通信标签，同时解决反射通信在以毫米波为激励源场景下的波束对准与数据解调问题。通过这一创新，FMCW雷达不仅能够准确探测无人机的位置，还能够同步获取其身份信息，为无人机定位和身份验证提供全新的解决方案。
基于商用WiFi的无源反射通信技术	随着物联网（IoT）技术的迅猛发展，智能城市、智慧农业、智能工厂等前沿领域逐渐进入我们的生活视野。而要实现这些智能应用的广泛部署，海量的数据分析是关键，其中传感器的应用尤为重要。然而，传统传感器普遍存在高功耗、难以维护和部署等瓶颈，制约了智能系统的发展。本研究旨在引入无源反射通信技术，利用极低的功耗将数据通过现有的载波进行传输。选择了在现代生活中无处不在的Wi-Fi信号作为载波源，制作相关反射通信标签，探索其调制解调技术。该技术的目标是实现高吞吐量、长距离、低功耗的Wi-Fi反射通信网络，为智能系统的高效运行提供全新解决方案。