短距离超低功耗无线唤醒接收机制造技术

一种短距离超低功耗无线唤醒接收机，包括天线、级联的射频信号匹配网络、N级倍压整流电路以及比较电路；所述天线用于接收特定频率电磁脉冲信号；所述射频信号匹配网络用于实现后级信号放大处理电路与天线之间的阻抗匹配；所述N级倍压整流电路用于将从天线接收下来的电磁脉冲信号倍压至可供比较器处理的信号；所述比较电路用于比较前级倍压整流电路的输出信号与比较器的参考信号，并将比较结果输入至主芯片，触发主芯片由待机状态进入工作状态。采用本发明专利技术的无线唤醒接收机通过无线唤醒机制能够有效的降低节点无用功耗，延长了节点电池使用寿命，提高了能源利用率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于无线唤醒接收机的
，具体涉及一种短距离超低功耗无线唤醒接收机。
技术介绍
物联网应用涉及国民经济和国家安全的方方面面，并越来越深入的影响着经济发展(比如金融、物流、商业等方面)、社会生活(比如健康医疗、多媒体娱乐等方面)及国家安全(比如灾害监控、预警等)。而组成物联网的最基本单元是无线网络节点，在某些特殊应用场景中，无线网络节点不易更换电池或根本无法更换，因此高效利用物联网无线网络节点的能量源，尽可能的降低其无用功耗，延长其电池寿命就显得格外重要，目前，各芯片厂商及高校科研机构都在作积极努力。以TI公司推出的方案为例，其他公司也积极推出了相应的方案，方案都很类似，TI公司最新推出的适用于作无线网络节点主控芯片的CC2541超低功耗蓝牙芯片，其发射/接收功耗只有54.6mff/53.7mW，其有三种待机模式，功耗都很低，分别为810uW、3uW、1.5uff ；模式1、2、3的工作原理为:模式I和模式2在无需通信的情况也会被定时唤醒，这两种模式如果在无需通信时被唤醒，则浪费节点的能量，缩短了无线网络节点电池的工作时间；而模式3虽然能够满足在需要时被唤醒的要求，但其不具有无线唤醒功能，只能通过按键唤醒，对于人无法接触的无线网络节点的应用，仍不是最好的选择方案。
技术实现思路
本专利技术的目的提供一种短距离超低功耗无线唤醒接收机，包括天线、级联的射频信号匹配网络、N级倍压整流电路以及比较电路；所述天线用于接收特定频率电磁脉冲信号；所述射频信号匹配网络用于实现后级信号放大处理电路与天线之间的阻抗匹配；所述N级倍压整流电路用于将从天线接收下来的电磁脉冲信号倍压至可供比较器处理的信号；所述比较电路用于比较前级倍压整流电路的输出信号与比较器的参考信号，并将比较结果输入至主芯片，触发主芯片由待机状态进入工作状态。采用本专利技术的无线唤醒接收机通过无线唤醒机制能够有效的降低节点无用功耗，延长了节点电池使用寿命，提高了能源利用率。为了克服现有技术中的不足，本专利技术提供了一种短距离超低功耗无线唤醒接收机的解决方案，具体如下: 一种短距离超低功耗无线唤醒接收机，包括天线、级联的射频信号匹配网络、N级倍压整流电路以及比较电路； 所述天线用于接收特定频率电磁脉冲信号； 所述射频信号匹配网络用于实现后级信号放大处理电路与天线之间的阻抗匹配； 所述N级倍压整流电路用于将从天线接收下来的电磁脉冲信号倍压至可供比较器处理的信号； 所述比较电路用于比较前级倍压整流电路的输出信号与比较器的参考信号，并将比较结果输入至主芯片，触发主芯片由待机状态进入工作状态。所述主芯片还同传感器、电源管理模块以及电池相连接，所述电源管理模块还同比较电路以及传感器相连接。所述电源管理模块包括连接在电池的阳极与阴极间的恒压器以及模拟开关电路，还有连接于模拟开关电路输出端的振荡器，所述振荡器的输出端带有电子倍增器，所述振荡器还连有整流滤波电路。 本专利技术的优点如下: 1.射频信号匹配电路采用LC匹配电路实现； 2.N级倍压整流电路为无源电路结构，不消耗能量； 3.比较电路的功耗为nw级； 4.上述方案借鉴无源标签获取能量的原理，但对其进行了改进； 5.将上述方案提出的无线唤醒接收机加入到类似TI公司提出的主芯片电路中，可实现应用在需要进行通信时进行无线唤醒，从而弥补了现有方案的不足。通过对上述方案的射频信号链路调试结果和节点功耗测试结果分析及与其他方案的对比，采用上述方案的无线唤醒接收机通过无线唤醒机制能够有效的降低节点无用功耗，延长了节点电池使用寿命，提高了能源利用率。【附图说明】图1为本专利技术的结构示意图。图2为现有技术产生的信号波形。图3为本专利技术产生的信号波形。图4为本专利技术的实施例的工作原理示意图。【具体实施方式】为了便于说明本专利技术中短距离超低功耗无线唤醒接收机，以下给出了相关定义: 无线唤醒:无线节点的主要功耗来自无线收发工作的功耗，要进一步减少 功耗，只有通过减少无用工作时间，优化节点工作流程。一个节点的理想状态应该是这样的:当有通信需要时，该节点处于收发工作状态，其他时间该节点总是处于睡眠状态，而实际上，节点不知道主设备何时有通信需求，何时醒来，无线唤醒的概念就是为了实现这一目标而提出的，它的特点是采用无线的方式唤醒节点，其优点是可以唤醒人无法接触的节点。输出稳态响应时间:是指唤醒接收机接收到一个电磁脉冲信号，经过一段时间后，其输出一个稳定的触发信号，这段时间即为输出稳态响应时间。唤醒时间:是指无线网络节点由睡眠状态切换到工作状态所需要的时间， 该时间可以理解为节点对唤醒信号的反应时间。短距离超低功耗无线唤醒接收机，包括天线、级联的射频信号匹配网络、N级倍压整流电路以及比较电路； 所述天线用于接收特定频率电磁脉冲信号； 所述射频信号匹配网络用于实现后级信号放大处理电路与天线之间的阻抗匹配； 所述N级倍压整流电路用于将从天线接收下来的电磁脉冲信号倍压至可供比较器处理的信号； 所述比较电路用于比较前级倍压整流电路的输出信号与比较器的参考信号，并将比较结果输入至主芯片，触发主芯片由待机状态进入工作状态。所述主芯片还同传感器、电源管理模块以及电池相连接，所述电源管理模块还同比较电路以及传感器相连接。所述电源管理模块包括连接在电池的阳极与阴极间的恒压器以及模拟开关电路，还有连接于模拟开关电路输出端的振荡器，所述振荡器的输出端带有电子倍增器，所述振荡器还连有整流滤波电路。通过电池的作用，电源管理模块发出信号流，通过电池的阳极和阴极反冲到电池中，产生同电池内的电解质单位时间振荡次数一样的恒流信号，就能使得电池中的电解质发生振荡同电池的阳极和阴极尾部发生分离，对电池起到防护效果。本专利技术的优点如下: 与申请号为103023522A的专利相比，唤醒接收机自身功耗低，只有nW级； 与申请号为103023522A的专利中的唤醒信号采用OOK调制方式调制在载波上，其信号波形如图2所示，采用本专利技术的信号时间波形如图3所示，与申请号为103023522A的专利不同的是只采用Ibit的命令(其中T应大于唤醒接收机的输出稳态响应时间，相邻两个唤醒信号的间隔时间应大于节点唤醒时间)而申请号为103023522当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种短距离超低功耗无线唤醒接收机，其特征在于，包括天线、级联的射频信号匹配网络、N级倍压整流电路以及比较电路；所述天线用于接收特定频率电磁脉冲信号；所述射频信号匹配网络用于实现后级信号放大处理电路与天线之间的阻抗匹配；所述N级倍压整流电路用于将从天线接收下来的电磁脉冲信号倍压至可供比较器处理的信号；所述比较电路用于比较前级倍压整流电路的输出信号与比较器的参考信号，并将比较结果输入至主芯片，触发主芯片由待机状态进入工作状态。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张君，赵安兵，卢国辉，严秀晨，徐伟，
申请(专利权)人：江苏军一物联网股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32