[發明專利]可任意組網的射頻識別無源無線諧振傳感器結構及系統

有效

• 申請號: 201610438735.1
• 申請日: 2016-06-17
• 公開（公告）號: CN107516054B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 卞雷祥;文玉梅;李平
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06K7/10
• 分類號: G06K7/10
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 孟睿

1.一種可任意組網的射頻識別無源無線諧振傳感器標簽，其特征在于，包括傳感器端天線、射頻前端、電源電路、振蕩電路、敏感元件、編碼器、存儲器以及調制器；所述振蕩電路與敏感元件組成振蕩器；

所述射頻前端包括匹配阻抗和負載調制開關；所述負載調制開關控制所述匹配阻抗與天線阻抗的匹配與失配；

所述電源電路對耦合信號進行整流和存儲，當電源電路存儲的能量超過閾值時，觸發振蕩器、編碼器以及調制器工作；

所述敏感元件感應待測參量；

所述振蕩電路將攜帶待測參量信息的振蕩信號送至編碼器作為編碼時鐘信號；

所述編碼器從存儲器中讀取預先存儲的傳感器標簽地址或ID信息，并在編碼時鐘信號的控制下產生編碼信號，控制調制器工作；所述編碼信號包含傳感器地址或ID信息以及振蕩信號的頻率信息；

所述調制器將編碼信號調制后，在負載調制開關的控制下通過傳感器端天線發射出去。

2.如權利要求1所述可任意組網的射頻識別無源無線諧振傳感器標簽，其特征在于，工作周期包含查詢充電周期T1和傳感輸出周期T2；傳感器標簽在查詢充電周期T1接收上游查詢器發射的射頻查詢信號進行充電，并在傳感輸出周期T2反射無線傳感信號給上游查詢器；查詢充電周期T1和傳感輸出周期T2之間無間隔。

3.如權利要求2所述可任意組網的射頻識別無源無線諧振傳感器標簽，其特征在于，所述電源電路由二極管電壓倍增電路、整流電路、存儲電容以及電源管理電路組成；在查詢充電周期T1內，電源電路將接收的射頻查詢信號轉換為直流電能并存儲到存儲電容中，當存儲電容兩端的電壓達到一定數值時，觸發振蕩電路工作并為振蕩電路、分頻器、編碼器、調制器以及存儲器供電。

4.如權利要求2所述可任意組網的射頻識別無源無線諧振傳感器標簽，其特征在于，當負載調制開關斷開時，傳感器端天線阻抗與查詢器的輸入阻抗匹配；當負載調制開關閉合時，傳感器端天線阻抗與查詢器的輸入阻抗失配。

5.如權利要求2所述可任意組網的射頻識別無源無線諧振傳感器標簽，其特征在于，所述振蕩電路為門振蕩電路、皮爾斯振蕩電路、米勒振蕩電路或者RLC振蕩電路中的一種。

6.如權利要求2所述可任意組網的射頻識別無源無線諧振傳感器標簽，其特征在于，還包括分頻器，振蕩器輸出的振蕩信號經過分頻后作為編碼時鐘信號。

7.一種使用權利要求1-6任一所述傳感器標簽組網的傳感器系統，其特征在于，包括查詢器和所述傳感器標簽；在查詢充電周期T1內，查詢器發射射頻查詢信號，傳感器標簽接收查詢器發射的射頻查詢信號并在阻抗匹配狀態下最大化耦合射頻查詢信號的能量；在傳感輸出周期T2內，傳感器標簽內的調制器控制調制開關按照編碼信號的變化規律進行斷開和閉合，從而反射信號強度按照編碼信號規律進行變化的無線傳感信號，查詢器接收所述無線傳感信號。

8.如權利要求7所述傳感器系統，其特征在于，所述查詢器由DSP、微波源、查詢器端天線、收發隔離器、接收通道、振蕩器、時鐘以及對外接口組成；所述收發隔離器用于射頻查詢信號和無線傳感信號的收發隔離；所述微波源在DSP控制下產生微波信號，通過收發隔離器后經查詢器端天線對外發射出去；無線傳感信號經收發隔離器和接收通道送至DSP，DSP進行信息處理后獲得帶有傳感器標簽信息以及振蕩信號的頻率值。

9.如權利要求8所述傳感器系統，其特征在于，所述接收通道包含濾波電路、放大電路、檢波電路以及解調和解碼電路。