著录项信息
专利名称 | 一种无线传感器节点 |
申请号 | CN201610820893.3 | 申请日期 | 2016-09-13 |
法律状态 | 授权 | 申报国家 | 中国 |
公开/公告日 | 2017-01-04 | 公开/公告号 | CN106292370A |
优先权 | 暂无 | 优先权号 | 暂无 |
主分类号 | G05B19/04 | IPC分类号 | G;0;5;B;1;9;/;0;4;;;G;0;1;D;2;1;/;0;2查看分类表>
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申请人 | 广东工业大学 | 申请人地址 | 广东省广州市越秀区东风东路729号大院
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专利地址、主体等相关变化,请及时变更,防止失效 |
权利人 | 广东工业大学 | 当前权利人 | 广东工业大学 |
发明人 | 李贵柯;李京波 |
代理机构 | 北京集佳知识产权代理有限公司 | 代理人 | 王宝筠 |
摘要
本申请提供了一种无线传感器节点,能量采集天线采集第二射频能量,射频能量采集电路将所述第二射频能量转换为电能并存储在所述片外印刷式电容中,所述片外印刷式电容与所述射频与模拟前端电路连接,将所述电能传送给所述射频与模拟前端电路,所述射频与模拟前端电路可以为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电,所述温度传感器和所述湿度传感器可以采集数据,不再是通信天线接收第一射频能量后,才能采集传感器信息,解决了不能主动采集传感器信息的问题。
1.一种无线传感器节点,其特征在于,所述无线传感器节点包括:
通信天线、能量采集天线、射频与模拟前端电路、处理电路、电可擦可编程只读存储器、温度传感器、湿度传感器、湿度传感器接口电路、片外印刷式电容和射频能量采集电路;所述射频与模拟前端电路、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路和所述射频能量采集电路设置在同一芯片上,所述通信天线、所述能量采集天线、所述湿度传感器和所述片外印刷式电容设置在标签上;所述通信天线、所述片外印刷式电容、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述湿度传感器接口电路、所述温度传感器和所述射频能量采集电路分别与所述射频与模拟前端电路连接;所述射频与模拟前端电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器和所述湿度传感器接口电路分别与所述处理电路连接;所述能量采集天线和所述片外印刷式电容分别与所述射频能量采集电路连接;所述湿度传感器与所述湿度传感器接口电路连接;
所述通信天线,用于接收第一射频能量和射频信号;
所述能量采集天线,用于采集第二射频能量;
所述射频能量采集电路,用于将所述第二射频能量转换为电能,并将所述电能传输给所述片外印刷式电容;
所述片外印刷式电容,用于存储所述电能,并将所述电能传输到所述射频与模拟前端电路;
所述射频与模拟前端电路,用于将所述第一射频能量转换为直流电源、利用所述直流电源或所述电能为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电;将所述射频信号解调为低频数字信号、并将所述低频数字信号发送给所述处理电路;产生时钟信号和复位信号、并将所述时钟信号和所述复位信号发送给所述处理电路;其中,当片外印刷式电容中存储的电能能够保证所述芯片正常工作时,使用片外印刷式电容中存储的电能为所述芯片供电,当片外印刷式电容中存储的电能不能保证所述芯片正常工作时,此时需要射频与模拟前端电路转化的直流电源和片外印刷式电容中存储的电能同时为所述芯片供电;
所述温度传感器,用于测量标签的温度信息,将温度信息转换成数字信号,并将所述数字信号发送给所述处理电路;
所述湿度传感器,用于将标签的湿度信息转换成电容值;
所述湿度传感器接口电路,用于读取所述电容值,并将所述电容值发送给所述处理电路;
所述处理电路,用于接收所述数字信号和所述电容值、读取所述数字信号中的温度值、并将所述温度值和所述电容值存储在所述电可擦可编程只读存储器中;读取所述电可擦可编程只读存储器中的所述温度值和所述电容值、将所述电容值转换为相对湿度值、并对所述相对湿度值和所述温度值进行温度补偿,得到校正后的相对湿度值和校正后的温度值、并将所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值存储在所述电可擦可编程只读存储器中;接收所述低频数字信号、并进行读与写信息操作;接收所述时钟信号和所述复位信号;
所述电可擦可编程只读存储器,用于存储所述温度值、所述电容值、所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值。
2.根据权利要求1所述的无线传感器节点,其特征在于,所述射频与模拟前端电路,包括:
偏置电路、射频匹配网络电路、时钟与复位控制信号产生电路、射频整流电路和无线数据收发电路;
所述射频整流电路、所述无线数据收发电路分别与所述射频匹配网络电路连接;所述偏置电路与所述射频匹配网络电路、所述时钟与复位控制信号产生电路、所述射频整流电路、所述无线数据收发电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述处理电路、所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述射频能量采集电路分别连接;所述无线数据收发电路、所述时钟与复位控制信号产生电路分别与所述处理电路连接;
所述射频匹配网络电路,用于与所述通信天线连接,接收所述第一射频能量和所述射频信号;
所述射频整流电路,用于接收所述射频匹配网络电路输出的所述第一射频能量并将所述第一射频能量转化为直流电源,并将所述直流电源传输给所述偏置电路;
所述偏置电路,用于接收所述直流电源,并为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电;
所述无线数据收发电路,用于接收所述射频匹配网络电路输出的所述射频信号、将所述射频信号解调为低频数字信号,并将所述低频数字信号发送给所述处理电路;
所述时钟与复位控制信号产生电路,用于产生时钟信号和复位信号,并将所述时钟信号和所述复位信号发送给所述处理电路。
3.根据权利要求1所述的无线传感器节点,其特征在于,所述能量采集天线包括片外印刷GSM-900频段天线。
4.根据权利要求3所述的无线传感器节点,其特征在于,所述射频能量采集电路,包括:
GSM-900频段射频匹配网络电路和整流升压充电电路;所述GSM-900频段射频匹配网络电路与所述整流升压充电电路连接;
所述GSM-900频段射频匹配网络电路,用于与片外印刷GSM-900频段天线连接,接收所述第二射频能量,并发送给所述整流升压充电电路;
所述整流升压充电电路,用于与所述片外印刷式电容连接,接收所述第二射频能量,并将所述第二射频能量转化为电能,并将所述电能发送给所述片外印刷式电容。
5.根据权利要求1所述的无线传感器节点,其特征在于,所述处理电路,还用于:
控制所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器和所述湿度传感器启动。
6.根据权利要求5所述的无线传感器节点,其特征在于,所述处理电路控制所述电可擦可编程只读存储器启动,具体用于:
向所述电可擦可编程只读存储器发送读存储器命令或写存储器命令。
7.根据权利要求5所述的无线传感器节点,其特征在于,所述处理电路控制所述温度传感器和所述湿度传感器启动,具体用于:
向所述温度传感器和所述湿度传感器发送启动信号。
8.根据权利要求1所述的无线传感器节点,其特征在于,所述处理电路包括数字通讯协议与数据处理电路。
9.根据权利要求1所述的无线传感器节点,其特征在于,所述湿度传感器包括片外印刷式湿度传感器。
10.根据权利要求1所述的无线传感器节点,其特征在于,所述通信天线包括片外印刷超高频通信天线。
一种无线传感器节点\n技术领域\n[0001] 本发明涉及传感器控制领域,更具体的说,涉及一种无线传感器节点。\n背景技术\n[0002] 无源超高频射频识别技术具有成本低、识别距离远、识别速度快等优点,近几年被广泛应用在服装、资产管理、物流、温度、湿度测量等领域,应用在温度、湿度测量领域时,将无源超高频识别标签芯片和传感器结合起来,在一个芯片上集成传感器和无源超高频识别标签电路。工作过程中,需要天线接收阅读器的射频能量之后,才能采集传感器信息和发射射频信号,不能主动采集传感器信息。因此,亟需一种能够主动采集传感器信息的装置。\n发明内容\n[0003] 有鉴于此,本发明提供一种无线传感器节点,以解决不能主动采集传感器信息的问题。\n[0004] 为解决上述技术问题,本发明采用了如下技术方案:\n[0005] 一种无线传感器节点,所述无线传感器节点包括:\n[0006] 通信天线、能量采集天线、射频与模拟前端电路、处理电路、电可擦可编程只读存储器、温度传感器、湿度传感器、湿度传感器接口电路、片外印刷式电容和射频能量采集电路;所述射频与模拟前端电路、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路和所述射频能量采集电路设置在同一芯片上,所述通信天线、所述能量采集天线、所述湿度传感器和所述片外印刷式电容设置在标签上;所述通信天线、所述片外印刷式电容、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述湿度传感器接口电路、所述温度传感器和所述射频能量采集电路分别与所述射频与模拟前端电路连接;所述射频与模拟前端电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器和所述湿度传感器接口电路分别与所述处理电路连接;所述能量采集天线和所述片外印刷式电容分别与所述射频能量采集电路连接;所述湿度传感器与所述湿度传感器接口电路连接;\n[0007] 所述通信天线,用于接收第一射频能量和射频信号;\n[0008] 所述能量采集天线,用于采集第二射频能量;\n[0009] 所述射频能量采集电路,用于将所述第二射频能量转换为电能,并将所述电能传输给所述片外印刷式电容;\n[0010] 所述片外印刷式电容,用于存储所述电能,并将所述电能传输到所述射频与模拟前端电路;\n[0011] 所述射频与模拟前端电路,用于将所述第一射频能量转换为直流电源、利用所述直流电源或所述电能为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电;将所述射频信号解调为低频数字信号、并将所述低频数字信号发送给所述处理电路;产生时钟信号和复位信号、并将所述时钟信号和所述复位信号发送给所述处理电路;\n[0012] 所述温度传感器,用于测量标签的温度信息,将温度信息转换成数字信号,并将所述数字信号发送给所述处理电路;\n[0013] 所述湿度传感器,用于将标签的湿度信息转换成电容值;\n[0014] 所述湿度传感器接口电路,用于读取所述电容值,并将所述电容值发送给所述处理电路;\n[0015] 所述处理电路,用于接收所述数字信号和所述电容值、读取所述数字信号中的温度值、并将所述温度值和所述电容值存储在所述电可擦可编程只读存储器中;读取所述电可擦可编程只读存储器中的所述温度值和所述电容值、将所述电容值转换为相对湿度值、并对所述相对湿度值和所述温度值进行温度补偿,得到校正后的相对湿度值和校正后的温度值、并将所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值存储在所述电可擦可编程只读存储器中;接收所述低频数字信号、并进行读与写信息操作;接收所述时钟信号和所述复位信号;\n[0016] 所述电可擦可编程只读存储器,用于存储所述温度值、所述电容值、所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值。\n[0017] 优选地,所述射频与模拟前端电路,包括:\n[0018] 偏置电路、射频匹配网络电路、时钟与复位控制信号产生电路、射频整流电路和无线数据收发电路;\n[0019] 所述射频整流电路、所述无线数据收发电路分别与所述射频匹配网络电路连接;\n所述偏置电路与所述射频匹配网络电路、所述时钟与复位控制信号产生电路、所述射频整流电路、所述无线数据收发电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述处理电路、所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述射频能量采集电路分别连接;所述无线数据收发电路、所述时钟与复位控制信号产生电路分别与所述处理电路连接;\n[0020] 所述射频匹配网络电路,用于与所述通信天线连接,接收所述第一射频能量和所述射频信号;\n[0021] 所述射频整流电路,用于接收所述射频匹配网络电路输出的所述第一射频能量并将所述第一射频能量转化为直流电源,并将所述直流电源传输给所述偏置电路;\n[0022] 所述偏置电路,用于接收所述直流电源,并为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电;\n[0023] 所述无线数据收发电路,用于接收所述射频匹配网络电路输出的所述射频信号、将所述射频信号解调为低频数字信号,并将所述低频数字信号发送给所述处理电路;\n[0024] 所述时钟与复位控制信号产生电路,用于产生时钟信号和复位信号,并将所述时钟信号和所述复位信号发送给所述处理电路。\n[0025] 优选地,所述能量采集天线包括片外印刷GSM-900频段天线。\n[0026] 优选地,所述射频能量采集电路,包括:\n[0027] GSM-900频段射频匹配网络电路和整流升压充电电路;所述GSM-900频段射频匹配网络电路与所述整流升压充电电路连接;\n[0028] 所述GSM-900频段射频匹配网络电路,用于与片外印刷GSM-900频段天线连接,接收所述第二射频能量,并发送给所述整流升压充电电路;\n[0029] 所述整流升压充电电路,用于与所述片外印刷式电容连接,接收所述第二射频能量,并将所述第二射频能量转化为电能,并将所述电能发送给所述片外印刷式电容。\n[0030] 优选地,所述处理电路,还用于:\n[0031] 控制所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器和所述湿度传感器启动。\n[0032] 优选地,所述处理电路控制所述电可擦可编程只读存储器启动,具体用于:\n[0033] 向所述电可擦可编程只读存储器发送读存储器命令或写存储器命令。\n[0034] 优选地,所述处理电路控制所述温度传感器和所述湿度传感器启动,具体用于:\n[0035] 向所述温度传感器和所述湿度传感器发送启动信号。\n[0036] 优选地,所述处理电路包括数字通讯协议与数据处理电路。\n[0037] 优选地,所述湿度传感器包括片外印刷式湿度传感器。\n[0038] 优选地,所述通信天线包括片外印刷超高频通信天线。\n[0039] 相较于现有技术,本发明具有以下有益效果:\n[0040] 本发明提供了一种无线传感器节点,能量采集天线采集第二射频能量,射频能量采集电路将所述第二射频能量转换为电能并存储在所述片外印刷式电容中,所述片外印刷式电容与所述射频与模拟前端电路连接,将所述电能传送给所述射频与模拟前端电路,所述射频与模拟前端电路可以为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电,所述温度传感器和所述湿度传感器可以采集数据,不再是通信天线接收第一射频能量后,才能采集传感器信息,解决了不能主动采集传感器信息的问题。\n附图说明\n[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据提供的附图获得其他的附图。\n[0042] 图1为本发明实施例一提供的无线传感器节点的结构示意图;\n[0043] 图2为本发明提供的射频与模拟前端电路的结构示意图;\n[0044] 图3为本发明实施例二提供的无线传感器节点的结构示意图。\n具体实施方式\n[0045] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。\n[0046] 本发明提供了一种无线传感器节点,参照图1,无线传感器节点包括:\n[0047] 通信天线106、能量采集天线107、射频与模拟前端电路105、处理电路104、电可擦可编程只读存储器103、温度传感器102、湿度传感器101、湿度传感器接口电路110、片外印刷式电容109和射频能量采集电路108;射频与模拟前端电路105、处理电路104、电可擦可编程只读存储器103、温度传感器102、湿度传感器接口电路110和射频能量采集电路108设置在同一芯片1上,通信天线106、能量采集天线107、湿度传感器101和片外印刷式电容109设置在标签上。\n[0048] 需要说明的是,芯片1的工作频率与超高频射频识别国际标准ISO18000-6C及EPC Class-1Generation-2相兼容。\n[0049] 通信天线106、片外印刷式电容109、处理电路104、电可擦可编程只读存储器103、湿度传感器接口电路110、温度传感器102和射频能量采集电路108分别与射频与模拟前端电路105连接;射频与模拟前端电路105、电可擦可编程只读存储器103、温度传感器102和湿度传感器接口电路110分别与处理电路104连接;能量采集天线107和片外印刷式电容109分别与射频能量采集电路108连接;湿度传感器101与湿度传感器接口电路110连接;\n[0050] 通信天线106,用于接收第一射频能量和射频信号;\n[0051] 需要说明的是,通信天线106与芯片1通过倒装焊的方式相连,通信天线106接收阅读器发送的第一射频能量和射频信号。\n[0052] 可选的,本发明的另一实施例中,通信天线106包括片外印刷超高频通信天线。\n[0053] 具体的,通信天线106包括印刷式915MHZ超高频天线。\n[0054] 能量采集天线107,用于采集第二射频能量;\n[0055] 可选的,本发明的另一实施例中,能量采集天线107包括片外印刷GSM-900频段天线。\n[0056] 具体的,能量采集天线107可以采集频段为GSM-900的射频能量。能量采集天线107通过倒装焊的方式与芯片1连接。\n[0057] 射频能量采集电路108,用于将所述第二射频能量转换为电能,并将所述电能传输给片外印刷式电容109;\n[0058] 片外印刷式电容109,用于存储所述电能,并将所述电能传输到射频与模拟前端电路105;\n[0059] 需要说明的是,片外印刷式电容109是由印刷天线工艺制作,电容值可以根据具体需求进行加工,片外印刷式电容109通过倒装焊的方式与芯片1连接。\n[0060] 射频与模拟前端电路105,用于将所述第一射频能量转换为直流电源、利用所述直流电源或所述电能为温度传感器102、湿度传感器接口电路110、电可擦可编程只读存储器\n103、射频与模拟前端电路105、处理电路104和射频能量采集电路108供电;将所述射频信号解调为低频数字信号、并将所述低频数字信号发送给处理电路104;产生时钟信号和复位信号、并将所述时钟信号和所述复位信号发送给处理电路104;\n[0061] 温度传感器102,用于测量标签的温度信息,将温度信息转换成数字信号,并将所述数字信号发送给处理电路104;\n[0062] 需要说明的是,温度传感器102是在硅片中设计制作完成的,温度传感器102与处理电路104通过接口电路进行连接。\n[0063] 湿度传感器101,用于将标签的湿度信息转换成电容值;\n[0064] 湿度传感器接口电路110,用于读取所述电容值,并将所述电容值发送给处理电路\n104;\n[0065] 可选的,本发明的另一实施例中,湿度传感器101包括片外印刷式湿度传感器。\n[0066] 需要说明的是,湿度传感器101通过倒装焊的方式与芯片1连接,湿度传感器101与处理电路104通过湿度传感器接口电路110进行连接。湿度传感器101部分开孔,以方便空气流通,保障湿度传感器101测量数据的准确性。\n[0067] 具体的,湿度传感器101为金属叉指电容,湿度传感器101的介质层为聚酰亚胺湿度敏感薄膜材料。外界环境湿度的变化可以改变介质层的介电常数,从而改变湿度传感器\n101的电容值。\n[0068] 温度传感器102和湿度传感器101分别包括:印刷电容下极板、印刷叉指型电容上极板和聚酰亚胺湿度敏感薄膜介质层。\n[0069] 处理电路104,用于接收所述数字信号和所述电容值、读取所述数字信号中的温度值、并将所述温度值和所述电容值存储在电可擦可编程只读存储器103中;读取电可擦可编程只读存储器103中的所述温度值和所述电容值、将所述电容值转换为相对湿度值、并对所述相对湿度值和所述温度值进行温度补偿,得到校正后的相对湿度值和校正后的温度值、并将所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值存储在电可擦可编程只读存储器103中;接收所述低频数字信号、并进行读与写信息操作;接收所述时钟信号和所述复位信号;\n[0070] 可选的,本发明的另一实施例中,处理电路104包括数字通讯协议与数据处理电路。\n[0071] 需要说明的是,处理电路104可以实现防碰撞机制。\n[0072] 电可擦可编程只读存储器103,用于存储所述温度值、所述电容值、所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值。\n[0073] 需要说明的是,电可擦可编程只读存储器103可以在断电后对数据进行保存,以免丢失。电可擦可编程只读存储器103的存储容量根据实际应用的需求进行配置。电可擦可编程只读存储器103与处理电路104通过接口电路进行连接。\n[0074] 其中,温度传感器102、湿度传感器101和电可擦可编程只读存储器103采用交替的方式进行工作,以此来减少芯片的损耗。\n[0075] 本实施例中各个电路的工作过程如下:\n[0076] 能量采集天线107采集第二射频能量,射频能量采集电路108将所述第二射频能量转换为电能,并将电能传输给片外印刷式电容109,片外印刷式电容109存储所述电能,并将所述电能传输到射频与模拟前端电路105。通信天线106接收第一射频能量和射频信号后,射频与模拟前端电路105将所述第一射频能量转换为直流电源、利用所述直流电源或所述电能为温度传感器102、所述湿度传感器接口电路110、电可擦可编程只读存储器103、射频与模拟前端电路105、处理电路104和射频能量采集电路108供电;将所述射频信号解调为低频数字信号、并将所述低频数字信号发送给处理电路104;产生时钟信号和复位信号、并将所述时钟信号和所述复位信号发送给处理电路104。\n[0077] 温度传感器102测量标签的温度信息,将温度信息转换成数字信号,并将数字信号发送给处理电路104;湿度传感器接口电路110读取所述电容值,并将所述电容值发送给处理电路104;处理电路104接收所述数字信号和所述电容值、读取所述数字信号中的温度值、并将所述温度值和所述电容值存储在电可擦可编程只读存储器103中;读取电可擦可编程只读存储器103中的所述温度值和所述电容值、将所述电容值转换为相对湿度值、并对所述相对湿度值和所述温度值进行温度补偿,得到校正后的相对湿度值和校正后的温度值、并将所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值存储在电可擦可编程只读存储器103中;处理电路104还能够接收所述低频数字信号、并进行读与写信息操作;接收所述时钟信号和所述复位信号。\n[0078] 需要说明的是,处理电路104接收低频数字信号,主要是为了阅读接收的信息以及写信息后再发送到通信天线106上,通过通信天线106发送到阅读器。射频与模拟前端电路\n105为处理电路104提供时钟信号和复位信号,能够保证处理电路104正常工作。\n[0079] 本实施例中,当片外印刷式电容109中存储的电能足够保证芯片1正常工作时,优先使用片外印刷式电容109中存储的电能进行供电,当片外印刷式电容109中存储的电能不能保证芯片1正常工作时,此时也需要射频与模拟前端电路105转化的直流电源为芯片1供电。\n[0080] 本实施例中能量采集天线107采集第二射频能量,射频能量采集电路108将所述第二射频能量转换为电能并存储在片外印刷式电容109中,片外印刷式电容109与射频与模拟前端电路105连接,将所述电能传送给射频与模拟前端电路105,射频与模拟前端电路105可以为温度传感器102、所述湿度传感器接口电路110、电可擦可编程只读存储器103、射频与模拟前端电路105、处理电路104和射频能量采集电路108供电,温度传感器102和湿度传感器101可以采集数据,不再是通信天线106接收第一射频能量后,才能采集传感器信息,解决了不能主动采集传感器信息的问题。\n[0081] 此外,当片外印刷式电容109中的电能使芯片1上的各个模块工作后,处理电路104还能够将需要发送的信息发送到通信天线106上,进而传输到阅读器上,实现主动发射信号的功能。\n[0082] 可选的,本发明的另一实施例中,参照图2,射频与模拟前端电路105,包括:\n[0083] 偏置电路1054、射频匹配网络电路1051、时钟与复位控制信号产生电路1055、射频整流电路1052和无线数据收发电路1053;\n[0084] 射频整流电路1052、无线数据收发电路1053分别与射频匹配网络电路1051连接;\n偏置电路1054与射频匹配网络电路1051、时钟与复位控制信号产生电路1055、射频整流电路1052、无线数据收发电路1053、电可擦可编程只读存储器103、处理电路104、温度传感器\n102、湿度传感器接口电路110和射频能量采集电路108分别连接;无线数据收发电路1053、时钟与复位控制信号产生电路1055分别与处理电路104连接;\n[0085] 射频匹配网络电路1051,用于与通信天线106连接,接收所述第一射频能量和所述射频信号;\n[0086] 需要说明的是,射频匹配网络电路1051可以最大限度的接收所述第一射频能量和所述射频信号。同时,只有在射频匹配网络电路1051接收足够的射频能量的时候,芯片1才能开始工作。\n[0087] 射频整流电路1052,用于接收射频匹配网络电路1051输出的所述第一射频能量并将所述第一射频能量转化为直流电源,并将所述直流电源传输给偏置电路1054;\n[0088] 偏置电路1054,用于接收所述直流电源,并为温度传感器102、湿度传感器接口电路110、电可擦可编程只读存储器103、射频与模拟前端电路105、处理电路104和射频能量采集电路108供电;\n[0089] 需要说明的是,不同的电路工作的电压可能不一样,此时就需要偏置电路1054进行升压或者降压操作,来满足不同的电路的工作电压的要求。\n[0090] 无线数据收发电路1053,用于接收射频匹配网络电路1051输出的所述射频信号、将所述射频信号解调为低频数字信号,并将所述低频数字信号发送给处理电路104;\n[0091] 时钟与复位控制信号产生电路1055,用于产生时钟信号和复位信号,并将所述时钟信号和所述复位信号发送给处理电路104。\n[0092] 本实施例中各个电路的具体工作过程如下:\n[0093] 射频匹配网络电路1051接收通信天线106发送的第一射频能量和射频信号,射频整流电路1052接收射频匹配网络电路1051输出的所述第一射频能量并将所述第一射频能量转化为直流电源,并将所述直流电源传输给偏置电路1054;偏置电路1054接收所述直流电源,并为温度传感器102、湿度传感器接口电路110、电可擦可编程只读存储器103、射频与模拟前端电路105、处理电路104和射频能量采集电路108供电;无线数据收发电路1053接收射频匹配网络电路1051输出的所述射频信号、将所述射频信号解调为低频数字信号,并将低频数字信号发送给处理电路104。时钟与复位控制信号产生电路1055产生时钟信号和复位信号,并将所述时钟信号和所述复位信号发送给处理电路104。\n[0094] 本实施例中,通过射频匹配网络电路1051接收通信天线106发送的所述射频能量和所述射频信号,射频整流电路1052将所述射频能量转化为直流电源,并通过偏置电路\n1054为温度传感器102、湿度传感器接口电路110、电可擦可编程只读存储器103、射频与模拟前端电路105、处理电路104和射频能量采集电路108供电,可以做到不使用电池来进行供电,节省成本。\n[0095] 可选的,本发明的另一实施例中,参照图3,射频能量采集电路108,包括:\n[0096] GSM-900频段射频匹配网络电路1081和整流升压充电电路1082;GSM-900频段射频匹配网络电路1081与整流升压充电电路1082连接;\n[0097] GSM-900频段射频匹配网络电路1081,用于与片外印刷GSM-900频段天线连接,接收所述第二射频能量,并发送给整流升压充电电路1082;\n[0098] 整流升压充电电路1082,用于与片外印刷式电容109连接,接收所述第二射频能量,并将所述第二射频能量转化为电能,并将所述电能发送给片外印刷式电容109。\n[0099] 本实施例中,各个电路的工作过程如下:\n[0100] GSM-900频段射频匹配网络电路1081接收片外印刷GSM-900频段天线发送的所述第二射频能量,并发送给整流升压充电电路1082,整流升压充电电路1082接收所述第二射频能量,并将所述第二射频能量转化为电能,并将所述电能存储在片外印刷式电容109中。\n[0101] 本实施例中,整流升压充电电路1082将第二射频能量转化为电能,并将所述电能存储在片外印刷式电容109,当片外印刷式电容109中的电量足够时,就可以实现主动采集传感器信息和发射射频信号的功能。\n[0102] 可选的,本发明的另一实施例中,处理电路104,还用于:\n[0103] 控制电可擦可编程只读存储器103、温度传感器102和湿度传感器101启动。\n[0104] 处理电路104控制电可擦可编程只读存储器103启动,具体用于:\n[0105] 向电可擦可编程只读存储器103发送读存储器命令或写存储器命令。\n[0106] 具体的,根据电可擦可编程只读存储器103的时序性的要求,处理电路104会产生读存储器命令或写存储器命令,并将读存储器命令或写存储器命令发送给电可擦可编程只读存储器103。\n[0107] 处理电路104控制温度传感器102和湿度传感器101启动,具体用于:\n[0108] 向温度传感器102和湿度传感器101发送启动信号。\n[0109] 需要说明的是,温度传感器102和湿度传感器101均为互补金属氧化物半导体CMOS低功耗传感器,利用写指令可以启动温度传感器102和湿度传感器101,温度传感器102和湿度传感器101的控制字存储在电可擦可编程只读存储器103中的用户数据区的第一个字节中,所述控制字包括需要启动的传感器的类型和测量精度等信息,当需要启动温度传感器\n102和湿度传感器101时,芯片1接收到写指令信号,向电可擦可编程只读存储器103电路中的用户区第二字节中写入指定的数据,当处理电路104接收到所述写指令信号时,向温度传感器102和湿度传感器101发送启动信号,然后发送控制字,控制温度传感器102和湿度传感器101工作。\n[0110] 本实施例中,处理电路104可以控制电可擦可编程只读存储器103、温度传感器102和湿度传感器101启动,进而控制上述三个电路进行工作。\n[0111] 对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。\n对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
法律信息
- 2020-08-28
未缴年费专利权终止
IPC(主分类): G05B 19/04
专利号: ZL 201610820893.3
申请日: 2016.09.13
授权公告日: 2018.12.14
- 2018-12-14
- 2017-02-01
实质审查的生效
IPC(主分类): G05B 19/04
专利申请号: 201610820893.3
申请日: 2016.09.13
- 2017-01-04
引用专利(该专利引用了哪些专利)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 |
1
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2013-01-16
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2011-07-14
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2
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2014-02-26
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2013-10-21
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3
| | 暂无 |
2015-04-15
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被引用专利(该专利被哪些专利引用)
序号 | 公开(公告)号 | 公开(公告)日 | 申请日 | 专利名称 | 申请人 | 该专利没有被任何外部专利所引用! |