[實(shí)用新型]基于能量收集式高靈敏度物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721008596.5
• 申請(qǐng)日: 2017-08-14
• 公開（公告）號(hào): CN207337446U
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 文光俊;李建;李鋼;李鎮(zhèn)兵;周潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06K19/077
• 分類號(hào): G06K19/077
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 周永宏

本實(shí)用新型公開一種基于能量收集式高靈敏度物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽，應(yīng)用于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，包括：能量收集模塊、收發(fā)前端模塊、基帶處理模塊以及功能指示模塊；能量收集模塊用于收集環(huán)境中的電磁波能量和光能，并產(chǎn)生直流供電電壓，為收發(fā)前端模塊、基帶處理模塊以及功能指示模塊提供電源；收發(fā)前端模塊用于接收天線信號(hào)，并將接收到的天線信號(hào)解調(diào)為基帶信號(hào)，然后將基帶信號(hào)發(fā)送給基帶處理模塊；功能指示模塊用于對(duì)成功收發(fā)進(jìn)行提示；本申請(qǐng)標(biāo)簽具有低能量密度條件下能量收集效率高、標(biāo)簽靈敏度高、整體功耗低的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，特別涉及一種物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽。

背景技術(shù)

近年來，射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)在全球范圍內(nèi)飛速發(fā)展，其優(yōu)點(diǎn)在于快速、準(zhǔn)確，且無需與目標(biāo)物體接觸。傳統(tǒng)RFID標(biāo)簽與微控制器，傳感器相結(jié)合之后，除了具備物品識(shí)別功能之外，還可以組建無線傳感網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)溫度檢測(cè)、生物體征監(jiān)控和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)監(jiān)控等各種各樣的功能。但傳感器與微控制器大大提升了標(biāo)簽功耗，有限的電池能量嚴(yán)重的制約了RFID系統(tǒng)的工作壽命并增加了很高的維護(hù)成本。因此在智能傳感標(biāo)簽中設(shè)計(jì)無線能量收集系統(tǒng)提供標(biāo)簽?zāi)芰匡@得尤為重要。

能量收集(Energy Harvester,EH)式的物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽是指將大自然的一些能源收集起來轉(zhuǎn)化為電能給系統(tǒng)供電，將這樣的標(biāo)簽置于無線空間中，會(huì)自動(dòng)收集空間中的電磁能量并且當(dāng)其需要通信的時(shí)候，收集并存儲(chǔ)的電能會(huì)給標(biāo)簽與讀寫器通信過程中提供能量，采用能量收集式的無源標(biāo)簽可使標(biāo)簽體積減小、便攜性增加、并且擺脫定期更換電池帶來的麻煩。

收集無線空間中的電磁能量將其存儲(chǔ)并為MCU提供工作電壓存在如下的問題：無線空間的電磁能量非常微弱，一般為μW級(jí)別，如此低的能量功率為MCU供電是不可能的。并且在μW級(jí)別的輸入功率下，能量收集效率較低，這對(duì)能量收集型的傳感標(biāo)簽設(shè)置了很多限制。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題，提出了一種基于能量收集式高靈敏度物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽，綜合采用光能、GSM900/GSM1800/基站電磁波能量收集技術(shù)，提升能量收集效率。

本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：基于能量收集式高靈敏度物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)簽，包括：能量收集模塊、收發(fā)前端模塊、基帶處理模塊以及功能指示模塊，所述能量收集模塊用于收集環(huán)境中的電磁波能量和光能，并產(chǎn)生直流供電電壓，為收發(fā)前端模塊、基帶處理模塊以及功能指示模塊提供電源；所述收發(fā)前端模塊用于接收天線信號(hào)，并將接收到的天線信號(hào)解調(diào)為基帶信號(hào)，然后將基帶信號(hào)發(fā)送給基帶處理模塊；所述功能指示模塊用于對(duì)成功收發(fā)進(jìn)行提示。

進(jìn)一步地，所述能量收集模塊包括：第一整流單元、第二整流單元、太陽能電池板、第一DC-DC升壓控制管理電路、第二DC-DC升壓控制管理電路、第三DC-DC升壓控制管理電路、超級(jí)電容、能量收集天線端口以及太陽能電池端口；所述第一整流單元第一端接能量收集天線端口，第一整流單元第二端接第一DC-DC升壓控制管理電路第一端；所述第二整流單元第一端接能量收集天線端口，第二整流單元第二端接第二DC-DC升壓控制管理電路第一端；所述第三DC-DC升壓控制管理電路第一端接太陽能電池端口；所述第一DC-DC升壓控制管理電路第二端、第二DC-DC升壓控制管理電路第二端、第三DC-DC升壓控制管理電路第二端共同作為能量收集模塊的輸出端，所述超級(jí)電容第一端與能量收集模塊的輸出端相連，超級(jí)電容第二端接地。

更進(jìn)一步地，所述第一整流單元包括：第一濾波分配電路、第一阻抗匹配電路、第一整流電路以及第一穩(wěn)壓電路；所述第一濾波分配電路第一端作為第一整流單元的第一端，第一濾波分配電路第二端接第一阻抗匹配電路第一端，第一阻抗匹配電路第二端接第一整流電路第一端，第一整流電路第二端接第一穩(wěn)壓電路第一端，第一穩(wěn)壓電路第二端作為第一整流單元第二端。