一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置。本实用新型专利技术包括能够发射无线射频信号的数据终端系统、通过所述无线射频信号激活并产生感应电流的RFID标签和收集汇聚电能的电荷存储电容；所述数据终端系统与所述RFID标签无线连接，并通过射频信号传递能量到RFID标签；所述RFID标签连接所述电荷存储电容，所述RFID标签产生的感应电流存储于所述电荷存储电容；所述电荷存储电容连接传感器中的供电分配控制系统。本实用新型专利技术的传感器不需要配置自备电池，能够缩小传感器的体积和重量，同时，传感器的工作与否由数据终端系统直接控制，消减了传感器的非工作状态耗能，减少了传感器冗余工作周期。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置
本技术涉及无源RFID标签和低功耗传感器
，具体的说是一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置。
技术介绍
射频识别(RFID)系统和传感器系统是物联网的重要支撑系统。RFID系统主要应用于目标对象的标识、定位和跟踪等，也具有数据采集和传输的功能。传感器系统应用于负责温度、湿度、光照、运动、压力、应力、失真、位置、流速和气体等各种环境感知和信息采集。由于应用环境的越来越复杂，数据越来越多元，对精度的要求也越来越高，传感器的数量不断增加，对环境监控的周期也越来越长。传感器的能耗和供电问题，成为制约传感器部署和应用的关键问题。传感器系统一般都采用自备电池进行供电，但电池的寿命是有限的，电池的寿命也是制约传感器工作寿命的关键因素。通常采用更换电池的方式，延长传感器的工作寿命。目前也采用一些其它的能量采集技术，如太阳能电池、热电元件、压电元件等，将光、热、振动等转化为电能，但传感器的成本和体积显著增加。特别是对于地埋、水下和置入感知对象内部的传感器，能量的供给和消耗成为制约关键，一旦电池能量耗尽，就需要重新部署传感器。在传感器的实际应用工作要求中，有效数据的采集是不连续的。但传感器耗电是持续的，即使传感器处于数据采集间歇期(非工作状态)，传感器仍然需要耗费电池能量，以维持传感器基础部件的等待状态。虽然非工作状态的能耗远低于数据采集和传输状态(工作状态)，但非工作状态持续时间较长长，累积能耗也会占很大的比重。由于传感器能够配备的电池能量有限，传感器的单次工作电流和能耗被设计得很小，大量的低功耗传感器也被广泛应用。射频识别技术利用射频信号通过空间耦合(交变电磁场)实现无接触信息传递并通过所传递的信息实现目标识别和定位。无源RFID标签没有内部供电电源，其内部集成电路通过接收阅读器发出的电磁波，产生电流驱动并满足其工作。因此，RFID标签的工作寿命很长，可达几十年之久。通过调整RFID标签内部天线的长度和盘绕方式，以及阅读器发出的射频信号的频率和强度，RFID标签可以获得不同大小和强度的电流，以满足不同应用环境的需要。
技术实现思路
针对现有技术中存在的上述不足之处，本技术要解决的技术问题是提供一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置，为低功耗传感器的工作系统提供能量。本技术为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置，包括能够发射无线射频信号的数据终端系统、通过所述无线射频信号激活并产生感应电流的RFID标签和收集汇聚电能的电荷存储电容；所述数据终端系统与所述RFID标签无线连接，并通过射频信号传递能量到RFID标签；所述RFID标签连接所述电荷存储电容，所述RFID标签产生的感应电流存储于所述电荷存储电容；所述电荷存储电容连接传感器中的供电分配控制系统。所述供电分配控制系统接传感器功能单元并为传感器功能单元提供能量，包括为供电分配控制器和传感器工作单元提供基准电压参考的基准电压控制器、供电分配控制器和用于控制电荷存储电容中的电能的电荷振荡控制器，所述供电分配控制器连接传感器功能单元为其提供电能。本技术具有以下优点及有益效果：1、本技术通过数据终端系统(阅读器)提供电磁波形式的能量，采用无源RFID标签对电磁波进行能量转换，产生感应电流，为供电管理单元提供能量，使传感器完成环境感知和数据采集，传感器不需要配置自备电池，能够缩小传感器的体积，同时，传感器的工作由数据终端系统(阅读器)直接控制，并控制传感器进入工作状态和非工作状态，消减了传感器的非工作状态耗能，减少冗余工作周期。2、本技术通过RFID标签的标识、定位功能，实现对传感器的标识、定位和跟踪管理(标识、定位、跟踪是RFID的基本功能，集成RFID标签后的传感器系统也继承具有这些功能)。3、本技术通过消除传感器自备电池，使传感器工作寿命不受限于电池的寿命，有利用增加传感器的工作寿命。附图说明图1为本技术的整体结构图。具体实施方式下面结合附图及实施例对本技术做进一步的详细说明。如图1所示，一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置，包括能够发射无线射频信号的数据终端系统和通过无线射频信号激活并产生感应电流的RFID标签，所述数据终端系统与所述RFID标签无线连接，所述RFID标签通过电磁感应产生电能，并将电能储存于电荷存储电容，所述电荷存储电容连接供电分配控制系统(供电分配控制器、基准电压控制器、电荷振荡控制器)，所述供电分配系统与传感器的功能单元连接为其提供能量。数据终端系统(阅读器)在需要传感器的数据时(这是系统采集数据的需要，由上层应用系统发出指令)，通过发送无线射频信号激活RFID标签。RFID标签中的天线通过电磁感应，产生感应电流并存储于电荷存储电容，再通过供电分配控制系统为传感器功能单元提供能量，传感器进入工作状态。供电分配控制系统进行RFID标签转换电流的管理分配，将能量分配给传感器中的相关功能单元，完成传感信息采集、模数转换、数据传输等。数据终端系统(阅读器)接收到传感器的采集数据后，撤销无线射频信号，RFID标签不再转换产生电能，传感器停止工作，进入非工作状态，传感器功能模块停止工作，不再消耗电能。数据终端系统可以智能终端系统，可以理解为就是RFID阅读器，是现有技术设备。供电分配控制系统，包括：基准电压控制器、供电分配控制器、电荷振荡控制器，主要控制RFID标签产生的存储于电荷存储电容中能量的分配使用。基准电压控制器为供电分配控制器和传感器工作单元提供基准电压参考，供电分配控制器连接传感器功能单元为其提供电能，电荷振荡控制器控制电荷存储电容中的电能通过供电分配控制器传送到传感器功能单元。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置，其特征在于，包括能够发射无线射频信号的数据终端系统、通过所述无线射频信号激活并产生感应电流的RFID标签和收集汇聚电能的电荷存储电容；所述数据终端系统与所述RFID标签无线连接，并通过射频信号传递能量到RFID标签；所述RFID标签连接所述电荷存储电容，所述RFID标签产生的感应电流存储于所述电荷存储电容；所述电荷存储电容连接传感器中的供电分配控制系统。

【技术特征摘要】
1.一种基于无源RFID标签的低功耗传感器供能装置，其特征在于，包括能够发射无线射频信号的数据终端系统、通过所述无线射频信号激活并产生感应电流的RFID标签和收集汇聚电能的电荷存储电容；所述数据终端系统与所述RFID标签无线连接，并通过射频信号传递能量到RFID标签；所述RFID标签连接所述电荷存储电容，所述RFID标签产生的感应电流存储于所述电荷存储电容；所述电荷...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾小林，顾娅军，贺晓霞，贾越，
申请(专利权)人：西南科技大学，
类型：新型
国别省市：四川,51