[發明專利]一種基于移動終端的用于生化檢測的NFC標簽傳感器系統及其應用

有效

• 申請號: 201710104112.5
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106970124B
• 公開（公告）日: 2019-04-19
• 發明（設計）人: 劉清君;許剛;盧妍利;劉磊
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N27/26
• 分類號: G01N27/26;G01N27/02;G06K17/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種基于移動終端的用于生化檢測的NFC(進場通信)標簽傳感器系統及其應用，該系統由NFC標簽傳感器和具有NFC功能的移動終端組成，NFC標簽傳感器和移動終端相互通信，所述NFC標簽傳感器包括天線、貼片電容、NFC集成電路芯片、PET基底、滑動變阻器和電極；所述天線、貼片電容和NFC集成電路芯片封裝在PET基底上，天線的一端與貼片電容的一端相連，貼片電容的另一端與滑動變阻器的滑動端相連，滑動變阻器的線圈的一端與電極的一端相連，電極的另一端與NFC集成電路芯片的一端相連，天線的另一端與NFC集成電路芯片的另一端相連。該NFC標簽傳感器系統可以實現對不同目標物的半定量檢測。本發明具有無線、無源、體積小、成本低、方便攜帶等特點，可以用于環境監測、健康診斷以及物聯網等領域。

技術領域

本發明涉及電化學阻抗檢測技術，尤其涉及一種基于移動終端的用于生化檢測的NFC標簽傳感器系統及其應用。

背景技術

近年來，智能手機在全球范圍內普及。由于智能手機強大的內置功能，比如各種不同的接口和傳感器，聯網能力，優秀的數據處理能力，顯示功能，使得以手機為主的移動終端在便攜式的傳感器系統中起到重要作用。這些便攜的傳感系統可用于環境監測和健康追蹤等領域，它們通常由一個附加傳感裝置和一個手機組成，附加裝置可以是便攜的電化學檢測裝置、熒光檢測裝置等等，手機往往起到一個控制檢測流程，接收和處理實驗數據，顯示檢測結果的功能。手機和附加裝置通過藍牙、USB接口、攝像頭、音頻口等接口進行有線或無線的數據傳輸，附加裝置通過音頻口等接口從手機獲取能量來工作，或者由外部電源提供能量。

無源的標簽傳感器和電子紋身是最近的研究熱點，這種新型傳感器的優勢在于無源、無線、體積小巧、柔性可貼附等，可以用于監測環境污染物和一些健康指標。它們的設計主要基于射頻識別(RFID)技術。雖說這種傳感器有很多優勢，但是通常都需要一臺笨重的網絡分析儀或阻抗分析儀來接收和處理實驗數據，而不能和一些移動終端如手機結合。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種基于移動終端的用于生化檢測的NFC標簽傳感器系統及其應用。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：一種基于移動終端的用于生化檢測的NFC標簽傳感器系統，該系統由NFC標簽傳感器和具有NFC功能的移動終端組成，NFC標簽傳感器和移動終端相互通信，NFC標簽傳感器包括天線、貼片電容、NFC集成電路芯片、PET基底、滑動變阻器和電極；天線、貼片電容和NFC集成電路芯片封裝在PET基底上，天線的一端與貼片電容的一端相連，貼片電容的另一端與滑動變阻器的滑動端相連，滑動變阻器的線圈的一端與電極的一端相連，電極的另一端與NFC集成電路芯片的一端相連，天線的另一端與NFC集成電路芯片的另一端相連。

進一步的，所述電極為經CVD生長的單層石墨烯修飾的碳叉指電極。

進一步的，所述電極由金電極和鉑電極組成。

本發明的另一目的是提供一種一種基于移動終端的用于生化檢測的NFC標簽傳感器系統在氣體濃度半定量檢測中的應用，包括如下步驟：

(1)測量NFC標簽傳感器的通斷閾值；

短接電極，由小到大調節滑動變阻器的阻值，再用具有NFC功能的移動終端靠近天線，當NFC標簽傳感器從可讀狀態變成不可讀狀態時，滑動變阻器的阻值為NFC標簽傳感器的通斷閾值。

(2)閾值梯度分布的確定

配置至少五種不同濃度的乙醇氣體，將碳叉指電極放置在恒溫恒濕的氣室中，電化學工作站連接到電極的兩個引腳上，用于檢測電極的阻抗變化；將不同濃度的乙醇氣體依次通入到氣室中，每次通入乙醇氣體后需通入等時長的空氣，通過電化學工作站記錄阻抗變化曲線，根據阻抗變化曲線，設計至少五個成梯度分布的閾值；

(3)氣體濃度的半定量檢測