一种无线传感器节点制造技术

本申请提供了一种无线传感器节点，能量采集天线采集第二射频能量，射频能量采集电路将所述第二射频能量转换为电能并存储在所述片外印刷式电容中，所述片外印刷式电容与所述射频与模拟前端电路连接，将所述电能传送给所述射频与模拟前端电路，所述射频与模拟前端电路可以为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电，所述温度传感器和所述湿度传感器可以采集数据，不再是通信天线接收第一射频能量后，才能采集传感器信息，解决了不能主动采集传感器信息的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器控制领域，更具体的说，涉及一种无线传感器节点。
技术介绍
无源超高频射频识别技术具有成本低、识别距离远、识别速度快等优点，近几年被广泛应用在服装、资产管理、物流、温度、湿度测量等领域，应用在温度、湿度测量领域时，将无源超高频识别标签芯片和传感器结合起来，在一个芯片上集成传感器和无源超高频识别标签电路。工作过程中，需要天线接收阅读器的射频能量之后，才能采集传感器信息和发射射频信号，不能主动采集传感器信息。因此，亟需一种能够主动采集传感器信息的装置。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种无线传感器节点，以解决不能主动采集传感器信息的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：一种无线传感器节点，所述无线传感器节点包括：通信天线、能量采集天线、射频与模拟前端电路、处理电路、电可擦可编程只读存储器、温度传感器、湿度传感器、湿度传感器接口电路、片外印刷式电容和射频能量采集电路；所述射频与模拟前端电路、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路和所述射频能量采集电路设置在同一芯片上，所述通信天线、所述能量采集天线、所述湿度传感器和所述片外印刷式电容设置在标签上；所述通信天线、所述片外印刷式电容、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述湿度传感器接口电路、所述温度传感器和所述射频能量采集电路分别与所述射频与模拟前端电路连接；所述射频与模拟前端电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器和所述湿度传感器接口电路分别与所述处理电路连接；所述能量采集天线和所述片外印刷式电容分别与所述射频能量采集电路连接；所述湿度传感器与所述湿度传感器接口电路连接；所述通信天线，用于接收第一射频能量和射频信号；所述能量采集天线，用于采集第二射频能量；所述射频能量采集电路，用于将所述第二射频能量转换为电能，并将所述电能传输给所述片外印刷式电容；所述片外印刷式电容，用于存储所述电能，并将所述电能传输到所述射频与模拟前端电路；所述射频与模拟前端电路，用于将所述第一射频能量转换为直流电源、利用所述直流电源或所述电能为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电；将所述射频信号解调为低频数字信号、并将所述低频数字信号发送给所述处理电路；产生时钟信号和复位信号、并将所述时钟信号和所述复位信号发送给所述处理电路；所述温度传感器，用于测量标签的温度信息，将温度信息转换成数字信号，并将所述数字信号发送给所述处理电路；所述湿度传感器，用于将标签的湿度信息转换成电容值；所述湿度传感器接口电路，用于读取所述电容值，并将所述电容值发送给所述处理电路；所述处理电路，用于接收所述数字信号和所述电容值、读取所述数字信号中的温度值、并将所述温度值和所述电容值存储在所述电可擦可编程只读存储器中；读取所述电可擦可编程只读存储器中的所述温度值和所述电容值、将所述电容值转换为相对湿度值、并对所述相对湿度值和所述温度值进行温度补偿，得到校正后的相对湿度值和校正后的温度值、并将所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值存储在所述电可擦可编程只读存储器中；接收所述低频数字信号、并进行读与写信息操作；接收所述时钟信号和所述复位信号；所述电可擦可编程只读存储器，用于存储所述温度值、所述电容值、所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值。优选地，所述射频与模拟前端电路，包括：偏置电路、射频匹配网络电路、时钟与复位控制信号产生电路、射频整流电路和无线数据收发电路；所述射频整流电路、所述无线数据收发电路分别与所述射频匹配网络电路连接；所述偏置电路与所述射频匹配网络电路、所述时钟与复位控制信号产生电路、所述射频整流电路、所述无线数据收发电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述处理电路、所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述射频能量采集电路分别连接；所述无线数据收发电路、所述时钟与复位控制信号产生电路分别与所述处理电路连接；所述射频匹配网络电路，用于与所述通信天线连接，接收所述第一射频能量和所述射频信号；所述射频整流电路，用于接收所述射频匹配网络电路输出的所述第一射频能量并将所述第一射频能量转化为直流电源，并将所述直流电源传输给所述偏置电路；所述偏置电路，用于接收所述直流电源，并为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电；所述无线数据收发电路，用于接收所述射频匹配网络电路输出的所述射频信号、将所述射频信号解调为低频数字信号，并将所述低频数字信号发送给所述处理电路；所述时钟与复位控制信号产生电路，用于产生时钟信号和复位信号，并将所述时钟信号和所述复位信号发送给所述处理电路。优选地，所述能量采集天线包括片外印刷GSM-900频段天线。优选地，所述射频能量采集电路，包括：GSM-900频段射频匹配网络电路和整流升压充电电路；所述GSM-900频段射频匹配网络电路与所述整流升压充电电路连接；所述GSM-900频段射频匹配网络电路，用于与片外印刷GSM-900频段天线连接，接收所述第二射频能量，并发送给所述整流升压充电电路；所述整流升压充电电路，用于与所述片外印刷式电容连接，接收所述第二射频能量，并将所述第二射频能量转化为电能，并将所述电能发送给所述片外印刷式电容。优选地，所述处理电路，还用于：控制所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器和所述湿度传感器启动。优选地，所述处理电路控制所述电可擦可编程只读存储器启动，具体用于：向所述电可擦可编程只读存储器发送读存储器命令或写存储器命令。优选地，所述处理电路控制所述温度传感器和所述湿度传感器启动，具体用于：向所述温度传感器和所述湿度传感器发送启动信号。优选地，所述处理电路包括数字通讯协议与数据处理电路。优选地，所述湿度传感器包括片外印刷式湿度传感器。优选地，所述通信天线包括片外印刷超高频通信天线。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种无线传感器节点，能量采集天线采集第二射频能量，射频能量采集电路将所述第二射频能量转换为电能并存储在所述片外印刷式电容中，所述片外印刷式电容与所述射频与模拟前端电路连接，将所述电能传送给所述射频与模拟前端电路，所述射频与模拟前端电路可以为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电，所述温度传感器和所述湿度传感器可以采集数据，不再是通信天线接收第一射频能量后，才能采集传感器信息，解决了不能主动采集传感器信息的问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例一提供的无线传感器节点的结构示意图；图2为本专利技术提供的射频与模拟前端电路的结构示意图；图3为本专利技术实施例二提供的无线传感器节点的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无线传感器节点，其特征在于，所述无线传感器节点包括：通信天线、能量采集天线、射频与模拟前端电路、处理电路、电可擦可编程只读存储器、温度传感器、湿度传感器、湿度传感器接口电路、片外印刷式电容和射频能量采集电路；所述射频与模拟前端电路、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路和所述射频能量采集电路设置在同一芯片上，所述通信天线、所述能量采集天线、所述湿度传感器和所述片外印刷式电容设置在标签上；所述通信天线、所述片外印刷式电容、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述湿度传感器接口电路、所述温度传感器和所述射频能量采集电路分别与所述射频与模拟前端电路连接；所述射频与模拟前端电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器和所述湿度传感器接口电路分别与所述处理电路连接；所述能量采集天线和所述片外印刷式电容分别与所述射频能量采集电路连接；所述湿度传感器与所述湿度传感器接口电路连接；所述通信天线，用于接收第一射频能量和射频信号；所述能量采集天线，用于采集第二射频能量；所述射频能量采集电路，用于将所述第二射频能量转换为电能，并将所述电能传输给所述片外印刷式电容；所述片外印刷式电容，用于存储所述电能，并将所述电能传输到所述射频与模拟前端电路；所述射频与模拟前端电路，用于将所述第一射频能量转换为直流电源、利用所述直流电源或所述电能为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电；将所述射频信号解调为低频数字信号、并将所述低频数字信号发送给所述处理电路；产生时钟信号和复位信号、并将所述时钟信号和所述复位信号发送给所述处理电路；所述温度传感器，用于测量标签的温度信息，将温度信息转换成数字信号，并将所述数字信号发送给所述处理电路；所述湿度传感器，用于将标签的湿度信息转换成电容值；所述湿度传感器接口电路，用于读取所述电容值，并将所述电容值发送给所述处理电路；所述处理电路，用于接收所述数字信号和所述电容值、读取所述数字信号中的温度值、并将所述温度值和所述电容值存储在所述电可擦可编程只读存储器中；读取所述电可擦可编程只读存储器中的所述温度值和所述电容值、将所述电容值转换为相对湿度值、并对所述相对湿度值和所述温度值进行温度补偿，得到校正后的相对湿度值和校正后的温度值、并将所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值存储在所述电可擦可编程只读存储器中；接收所述低频数字信号、并进行读与写信息操作；接收所述时钟信号和所述复位信号；所述电可擦可编程只读存储器，用于存储所述温度值、所述电容值、所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值。...

【技术特征摘要】
1.一种无线传感器节点，其特征在于，所述无线传感器节点包括：通信天线、能量采集天线、射频与模拟前端电路、处理电路、电可擦可编程只读存储器、温度传感器、湿度传感器、湿度传感器接口电路、片外印刷式电容和射频能量采集电路；所述射频与模拟前端电路、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路和所述射频能量采集电路设置在同一芯片上，所述通信天线、所述能量采集天线、所述湿度传感器和所述片外印刷式电容设置在标签上；所述通信天线、所述片外印刷式电容、所述处理电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述湿度传感器接口电路、所述温度传感器和所述射频能量采集电路分别与所述射频与模拟前端电路连接；所述射频与模拟前端电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述温度传感器和所述湿度传感器接口电路分别与所述处理电路连接；所述能量采集天线和所述片外印刷式电容分别与所述射频能量采集电路连接；所述湿度传感器与所述湿度传感器接口电路连接；所述通信天线，用于接收第一射频能量和射频信号；所述能量采集天线，用于采集第二射频能量；所述射频能量采集电路，用于将所述第二射频能量转换为电能，并将所述电能传输给所述片外印刷式电容；所述片外印刷式电容，用于存储所述电能，并将所述电能传输到所述射频与模拟前端电路；所述射频与模拟前端电路，用于将所述第一射频能量转换为直流电源、利用所述直流电源或所述电能为所述温度传感器、所述湿度传感器接口电路、所述电可擦可编程只读存储器、所述射频与模拟前端电路、所述处理电路和所述射频能量采集电路供电；将所述射频信号解调为低频数字信号、并将所述低频数字信号发送给所述处理电路；产生时钟信号和复位信号、并将所述时钟信号和所述复位信号发送给所述处理电路；所述温度传感器，用于测量标签的温度信息，将温度信息转换成数字信号，并将所述数字信号发送给所述处理电路；所述湿度传感器，用于将标签的湿度信息转换成电容值；所述湿度传感器接口电路，用于读取所述电容值，并将所述电容值发送给所述处理电路；所述处理电路，用于接收所述数字信号和所述电容值、读取所述数字信号中的温度值、并将所述温度值和所述电容值存储在所述电可擦可编程只读存储器中；读取所述电可擦可编程只读存储器中的所述温度值和所述电容值、将所述电容值转换为相对湿度值、并对所述相对湿度值和所述温度值进行温度补偿，得到校正后的相对湿度值和校正后的温度值、并将所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值存储在所述电可擦可编程只读存储器中；接收所述低频数字信号、并进行读与写信息操作；接收所述时钟信号和所述复位信号；所述电可擦可编程只读存储器，用于存储所述温度值、所述电容值、所述校正后的相对湿度值和所述校正后的温度值。2.根据权利要求1所述的无线传感器节点，其特征在于，所述射频与模拟前端电路，包括：偏置电路、射频匹配网络电路、时钟与复位控制信...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贵柯，李京波，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44