[發明專利]基于標準化模塊及磁學式互連的自由可重構系統

在審

• 申請號: 202010758940.2
• 申請日: 2020-07-31
• 公開（公告）號: CN111898174A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 張海霞;王浩彬;陳學先;萬基;宋宇
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: G06F30/12
• 分類號: G06F30/12;G06F111/20
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

1.一種基于標準化模塊及磁學式互連的自由可重構系統，其特征在于，包括：標準傳感模塊、標準供能模塊和標準底板處理電路，所述標準傳感模塊分別與標準供能模塊和標準底板處理電路利用磁力輔助實現互連自對準，所述標準傳感模塊用戶按需從標準傳感模塊庫中自由選取，所述標準供能模塊根據用戶需求從標準供能模塊庫中自由選取，整個系統實現基于磁學互連的自由可重構。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，在所述標準底板處理電路的背面設置共用的底板互連線，所述標準傳感模塊和所述標準供能模塊的引腳利用磁力輔助的互連模式與所述底板互連線之間進行自對準連接。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述標準傳感模塊、標準供能模塊和標準底板處理電路采用平面多邊形或者正投影為多邊形的密排布構型，所述標準傳感模塊和所述標準供能模塊的正面加工有源區圖形，背面加工引出電極。

4.根據權利要求1或者2或者3所述的系統，其特征在于，所述標準傳感模塊根據用戶的需求，通過磁學互連的方式從基于單套可控工藝的標準傳感模塊庫中自由選取，所述標準傳感模塊庫包括：物理傳感模塊和電化學傳感模塊以及兩者的耦合模塊，所述標準傳感模塊庫實時根據用戶反饋進行更新與完善。

5.根據權利要求1或者2或者3所述的系統，其特征在于，所述標準供能模塊根據用戶的需求，通過磁學互連的方式從基于摩擦-電磁復合發電機及超級電容器的標準能量模塊庫中自由選取，所述標準供能模塊庫包括用于復合采能的摩擦發電機和電磁發電機，以及用于儲能的微型超級電容器，所述標準能量模塊庫實時根據用戶反饋進行更新與完善。

6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，所述標準供能模塊包括微型超級電容器、摩擦發電機和電磁發電機，利用能量管理電路提高供能模塊之間的能量匹配度，并將標準傳感模塊的耗能和標準供能模塊提供的能量進行量化。

7.根據權利要求1或2或者3所述的系統，其特征在于，所述標準底板電路包括引出電極、處理電路及無線傳輸模塊，所述引出電極包括物理類傳感器、采能模塊、儲能模塊和電化學類傳感器的雙電極引出，以及電化學類傳感器的三電極引出，所述處理電路包括能量管理模塊、穩壓器、兩個低功率運算放大器以及具有藍牙低功耗功能的可編程化系統芯片。

8.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述標準傳感模塊基于單套工藝制取材料本身參數化可控的電導率，及材料結構網絡對多種物理參量敏感的屬性，實現物理類傳感器；或者，所述標準傳感模塊基于材料微納結構具備高比表面積及親疏水性可調的特性，在其表面淀積電化學敏感材料，實現電化學類傳感器；或者，所述標準傳感模塊結合物理和化學兩種傳感機制，實現耦合類傳感器。

9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，利用雙面材料加工工藝實現所述系統的磁學互連可重構，具體包括：

標準傳感模塊使用雙面材料加工工藝：在已有基底正面加工電極圖形，根據傳感機制選取外加敏感材料實現傳感功能；在基底背面加工引出電極，并通過調節功率實現與正面的工作電極穿通；

在各標準模塊背面及底板電路引線面分別淀積柔性復合磁材料，按規定取向充磁，通過控制充磁場強使模塊單元與底座間形成磁力吸引，實現界面處的電學接觸。

10.根據權利要求9所述的系統，利用磁學材料復合的方式實現所述系統的磁學互連可重構，具體包括：

在材料預先合成階段摻入磁性材料顆粒，在材料后處理完畢后，對標準模塊和底板電路進行取向充磁，使系統各組成單元本征具備磁性，實現系統磁學輔助互連。