无源传感装置及一种无源式无线传感系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及无源传感装置及一种无源式无线传感系统，无源传感装置包括：无源传感器，以从外部电磁信号获取电力的方式感测家居环境指标并转换为数字化参数数据；电磁耦接该无源传感器的传感器控制电路，用于向该无源传感器发射上述电磁信号以及接收上述数字化参数数据。解决了目前有源传感网络存在的一些弊端，提高了传感器的适用范围，特别是恶劣环境对传感网络的诉求。

Passive sensing device and passive wireless sensing system

The invention relates to a passive sensing device and a passive wireless sensing system, passive sensing device comprises a passive sensor to obtain power from the external electromagnetic signals by means of sensing Home Furnishing environmental indicators and converted into digital data; electromagnetic sensor control circuit coupled to the passive sensor, used to the passive sensor transmitting the electromagnetic signal and receives the digital data. It solves some disadvantages of active sensor network, and improves the application range of sensor, especially the request of hostile environment to sensor network.

【技术实现步骤摘要】
无源传感装置及一种无源式无线传感系统
本专利技术涉及智能家居领域，尤其涉及无源传感装置及一种无源式无线传感系统。
技术介绍
无线传感网络的兴起，使得传感器网络的研究和应用越来越广泛，而无源无线传感器作为一种新型的传感器，具有极端环境适应力强、自主能源供电、可靠性高等特点。在传统工业化生产中，为了实时保持正常的工业化生产，利用温室压传感器测试工业环境中的温度、湿度与气压，但在实际应用中高温高压的密闭环境因素改变了传统有源有线传感器的电学特性，导致测量数据不准确，影响了工业生产，易燃易爆强高电压等一些特殊应用场合，现场环境无法提供安全可靠的电源，导致传感器无法正常使用。因此，传感器的供电问题已在一定程度上阻碍其应用的步伐和大规模的推广。传感器采集信息是将被测数据信息转化为电信号进行传输，如果在采集数据信息的同时，将电信号同时作为传感器的能源供应，可以彻底解决系统的供电难题，进而实现传感器网络的无源化。
技术实现思路
为解决前述问题，本专利技术提出无源传感装置及一种无源式无线传感系统。所述的无线传感系统的传感部分采用无源方式，此外，无线传感系统中的传感器与控制电路采用分散式电磁耦合方式来进行电源能量的交换，减少了目前有源传感器的对电源要求的局限性，解决了一些恶劣环境对传感器的需求。为达到前述目的，本专利技术采用的方案为:无源传感装置，其特征在于包括：无源传感器，以从外部电磁信号获取电力的方式感测家居环境指标并转换为数字化参数数据；电磁耦接该无源传感器的传感器控制电路，用于向该无源传感器发射上述电磁信号以及接收上述数字化参数数据。可选的，无源传感器还包括：天线收发电路，用于预设频率发射和接收电磁信号；耦接该天线收发电路的第二数据调制电路，用于接收来自传感器控制电路的电磁信号或向传感器控制电路发送电磁信号，并设定该预设频率；耦接该天线收发电路的能量存储电路，用于接收电磁信号所传递的能量并加以存储；耦接该能量存储电路的能量管理电路，用于检测所传递能量的积累；以及用于感测家居环境指标并转换为数字化参数数据的传感电路，所述传感电路耦接上述的第二调制电路和能量存储电路，以在该能量管理电路设定的阈值下获得驱动电力。可选的，该第二数据调制电路包括了：容/频转换器，用于将无源传感器感知的物理信号转换成数字频率信号；耦接该容/频转换器的分频器，用于处理转换后的数字频率信号；可选的，该无线传感装置是嵌入式安装在建筑面内。可选的，上述的家居环境指标包含温度、湿度、压力值。另一种方案，一种无源式无线传感系统，包括：若干个按权利要求1所述的无源传感装置；耦接上述无线传感装置的数据采集装置，用于接收该无源传感装置发送的数字化参数数据；以及与该数据采集装置通讯的网关，用于对接收的数字化参数数据进行分析并可视化显示。可选的，所述的传感器控制电路包括：振荡器；用于产生载波信号；功率放大器；用于将振荡器产生的载波信号进行放大；天线；用于将放大的载波信号通过其进行发射；检波电路；从已调制的高频振荡中恢复出目标调制信号；第一数据调制电路；以及电源电路。可选的，所述的无源传感器与传感器控制电路之间通过分散式电磁耦合的方式来进行能量传输。可选的，所述的无源式无线传感系统基于MESH网络，所述的MESH网络采用平面距离矢量路由协议。可选的，数据采集装置可包括微处理器、电源电路、状态指示电路、射频收发电路、存储介质。本专利技术可达到如下技术效果：解决了目前有源传感网络存在的一些弊端，提高了传感器的适用范围，特别是恶劣环境对传感网络的诉求。本专利技术的这些特点和优点将会在下面的具体实施方式、附图中详细的揭露。本专利技术最佳的实施方式或手段将结合附图来详尽表现，但并非是对本专利技术技术方案的限制。另外，在每个下文和附图中出现的这些特征、要素和组件是具有多个，并且为了表示方便而标记了不同的符号或数字，但均表示相同或相似构造或功能的部件。【附图说明】下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。图1为本专利技术的一种无线传感网络的系统框图；附图标记说明：1-无源传感装置；11-传感器控制电路；12-无源传感器；111-电源电路；112-振荡器；113-功率放大器；114-第一数据调制电路；115-检波电路；116-天线；121-能量管理电路；122-能量存储电路；123-天线收发电路；124-传感电路；125-第二数据调制电路；2-数据采集装置；201-电源电路；202-状态指示电路；203-射频收发电路；204-微处理器；205-RAM；206-FLASH；3-网关。【具体实施方式】下面结合本专利技术实施例的附图对本专利技术实施例的技术方案进行解释和说明，但下述实施例仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。在本说明书中引用的“一个实施例”或“实例”或“例子”意指结合实施例本身描述的特定特征、结构或特性可被包括在本专利公开的至少一个实施例中。短语“在一个实施例中”在说明书中的各位置的出现不必都是指同一个实施例。在本说明书所附的附图中示出的处理步骤是由包括硬件(例如电路、专用逻辑单元等)、固件(诸如在通用计算装置或专用机器上运行)或这二者的组合的处理逻辑执行的。尽管以下各个实施例是依据一些顺序操作描述了处理，但应该理解的是，某些描述的步骤操作可按不同次序执行。此外，一些步骤操作可被并行地执行而非顺序地执行。实施例1。参看图1，一种无源式无线传感系统主要可包括无源传感装置1、数据采集装置2以及网关3。无源传感装置1可包括无源传感器12和传感器控制电路11。传感器控制电路11是通过外部电源供电进行工作的，主要包括电源电路111、振荡器112；功率放大器113；第一数据调制电路114；检波电路115；天线116。工作时，振荡器112产生的载波信号经过功率放大器113放大后，通过天线116发射，为无源传感器12提供能量。无源传感器12通过与传感器控制电路间11的非接触式电磁耦合方式来获取所需的能量，通过非直接供电，实现无源化。无源传感器12主要包括能量管理电路121；能量存储电路122；天线收发电路123；传感电路124；第二数据调制电路125。第二数据调制电路125包括容/频转换器和分频器。数据采集装置2可包括微处理器204、电源电路201、状态指示电路202、射频收发电路203、存储介质(例如RAM205、FLASH206)。射频收发电路203用于无线传感器节点之间进行无线通信，实现节点入网、数据收发以及智能自组网。网关3用于对接收的装置2的数据进行分析和显示。具体工作时：传感器控制电路11中的振荡器112产生的载波信号经过功率放大器113放大后，通过天线116发射，无源传感器12的天线收发电路123将载波信号所传递的能量通过能量存储电路122进行存储，当储存的能量满足使用阈值后，将驱动第二数据调制电路125对传感信息进行采集。第二数据调制电路125中的容/频转换器，将传感电路124感知的物理信号转换成数字频率信号；利用分频器，通过反向散射调制将数据帧加载到载波中。传感器控制电路11利用检波电路115、第一数据调制电路114，得到最终的传感器信息。传感器控制电路11将获取的数据通过外围接口电路传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
无源传感装置，其特征在于包括：无源传感器，以从外部电磁信号获取电力的方式感测家居环境指标并转换为数字化参数数据；电磁耦接该无源传感器的传感器控制电路，用于向该无源传感器发射上述电磁信号以及接收上述数字化参数数据。

【技术特征摘要】
1.无源传感装置，其特征在于包括：无源传感器，以从外部电磁信号获取电力的方式感测家居环境指标并转换为数字化参数数据；电磁耦接该无源传感器的传感器控制电路，用于向该无源传感器发射上述电磁信号以及接收上述数字化参数数据。2.根据权利要求1所述的无源传感装置，其特征在于，无源传感器还包括：天线收发电路，用于预设频率发射和接收电磁信号；耦接该天线收发电路的第二数据调制电路，用于接收来自传感器控制电路的电磁信号或向传感器控制电路发送电磁信号，并设定该预设频率；耦接该天线收发电路的能量存储电路，用于接收电磁信号所传递的能量并加以存储；耦接该能量存储电路的能量管理电路，用于检测所传递能量的积累；以及用于感测家居环境指标并转换为数字化参数数据的传感电路，所述传感电路耦接上述的第二调制电路和能量存储电路，以在该能量管理电路设定的阈值下获得驱动电力。3.根据权利要求2所述的无源传感装置，其特征在于，该第二数据调制电路包括了：容/频转换器，用于将无源传感器感知的物理信号转换成数字频率信号；耦接该容/频转换器的分频器，用于处理转换后的数字频率信号。4.根据前述权利要求之任一项所述的无源传感装置，其特征在于，该无线传感装置是嵌入式安装在建筑面内...

【专利技术属性】
技术研发人员：董森，郭启军，
申请(专利权)人：杭州鸿雁智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33