无线传感设备制造技术

本公开涉及无线传感设备。描述了无线传感器节点。无线传感器节点可以包括唤醒电路，该唤醒电路被配置成在收到请求时唤醒传感器。传感器可以置于休眠模式，从而节省电池使用量，直到收到请求使用传感器的唤醒信号。唤醒电路的供电可以通过使用能量采集器捕获的能量供应。在一个例子中，唤醒电路供电的能量是从用于唤醒传感器的相同信号中提取的。无线传感器模式可以以无源模式操作，其中唤醒电路供电的能量被采集，或者以电源辅助模式操作，其中一些电力由电源提供。高质量因子滤波器可以用来提高唤醒信号的信噪比，从而提高节点识别激活请求的能力。

【技术实现步骤摘要】
无线传感设备
本申请涉及无线传感器节点。
技术介绍
无线传感器节点往往部署在远程位置，以监测环境或物理条件，如温度或压力。无线传感器节点装备有用于将测量数据传输到基站的无线收发器。
技术实现思路
根据本技术的一个方面，提供一种无线传感设备，包括：传感器单元；唤醒电路，连接到天线并被配置为在接收到来自所述天线的唤醒信号后从休眠模式激活所述传感器单元，所述唤醒电路具有输入电力端子；能量采集器，连接到所述天线并被配置为捕获从所述天线接收的电磁能量；和连接到所述唤醒电路的输入电力端子、所述能量采集器和电源的开关，所述开关被配置为由用户控制以选择所述电源和所述能量采集器之间的唤醒电路的电源。在一种实施方式中，所述能量采集器被配置为通过从所述天线接收的唤醒信号提取功率来捕获所述电磁能量。在一种实施方式中，所述天线连接到所述传感器单元，并被配置为传送指示所述传感器单元在所述无线传感设备外部传感的信息的数据。在一种实施方式中，所述无线传感设备还包括设置在所述天线和所述唤醒电路之间的带通滤波器，所述带通滤波器的质量因子(Q)在1000到10000之间。在一种实施方式中，所述无线传感设备还包括被配置为在其中存储唤醒代码的存储器单元，其中所述唤醒电路被配置为将所述唤醒信号的信息包与所述唤醒代码进行比较，并且如果确定所述信息包与所述唤醒代码基本匹配，则从所述休眠模式激活所述传感器单元。在一种实施方式中，所述能量采集器包括Dickson乘法器或二极管电容器电路。根据本技术的另一方面，提供一种无线传感设备，包括：传感器单元；唤醒电路，连接到天线并被配置为在接收到来自所述天线的唤醒信号后从休眠模式激活所述传感器单元，连接到所述天线的能量采集器，所述能量采集器被配置为捕获从所述天线接收的电磁能量并使用所捕获的电磁能量至少部分为唤醒电路供电；和带通滤波器，设置在所述天线和所述唤醒电路之间并被配置为对所述唤醒信号进行滤波，所述带通滤波器的质量因子(Q)在1000到10000之间。在一种实施方式中，所述带通滤波器和所述唤醒电路设置在分离的集成电路上。在一种实施方式中，所述带通滤波器包括表面声波SAW滤波器。在一种实施方式中，所述SAW滤波器包括设置在基板上的氮化铝层。在一种实施方式中，所述带通滤波器包括石英晶体滤波器。在一种实施方式中，所述能量采集器包括Dickson乘法器或二极管电容器电路。在一种实施方式中，所述天线连接到所述传感器单元，并被配置为传送指示所述传感器单元在所述无线传感设备外部传感的信息的数据。在一种实施方式中，所述无线传感设备还包括被配置为在其中存储唤醒代码的存储器单元，其中所述唤醒电路被配置为将所述唤醒信号的信息包与所述唤醒代码进行比较，并且如果确定所述信息包与所述唤醒代码基本匹配，则从所述休眠模式激活所述传感器单元。附图说明将参考以下附图描述本公开的各个方面和实施例。应该理解的是，附图不一定按比例绘制。出现在多个图中的项目在它们出现的所有图中用相同的参考数字表示。图1A是根据一些非限制性实施方案描述代表性无线传感设备的框图。图1B是根据一些非限制性实施方案描述选择供电模式的代表性方法的流程图。图1C是根据一些非限制性实施方案描述操作图1A的无线传感设备的代表性方法的流程图。图2A是根据一些非限制性实施方案描述唤醒电路的可能实施方式的框图。图2B是根据一些非限制性实施方案描述唤醒电路的可能多通道实施方式的框图。图3是根据一些非限制性实施方案描述图2A的唤醒电路的操作的示意图。图4是根据一些非限制性实施方案描述工业、科学和医疗(ISM)无线电频带中的一部分电磁频谱的图。图5是根据一些非限制性实施方案描述可以结合图2A的唤醒电路使用的代表性通带滤波器的频谱响应的图。图6A-6B分别是根据一些非限制性实施方案的俯视图和侧视图，描述可以结合图2A的唤醒电路使用的表面声波(SAW)滤波器。图7是根据一些非限制性实施方案描述包括本文所述类型的无线传感设备的起搏器的示意图。具体实施方式相关申请的交叉引用本申请根据35U.S.C.§119(e)要求于2016年11月14日提交的名称为“唤醒无线传感器节点”的美国临时专利申请序列号No.62/421，728的权益，其全部内容通过引用合并于本文。本申请的一些方面涉及无线传感器节点。本文所述类型的无线传感器节点可包括唤醒电路，被配置为在接收到请求时唤醒传感器。传感器可以置于休眠模式，从而节省电池使用量，直到收到请求使用传感器的唤醒信号。唤醒电路的供电可以通过使用能量采集器捕获的能量供应。在一个例子中，唤醒电路供电的能量是从用于唤醒传感器的相同信号中提取的。无线传感器模式可以以无源模式操作，其中唤醒电路供电的能量被采集，或者以电源辅助模式操作，其中一些电力由电源提供。高质量因子滤波器可以用来衰减相邻信道造成的高度干扰，提高唤醒信号的信噪比，从而提高节点识别激活请求的能力。根据本公开的一个方面，提供无线传感设备。无线传感设备可包括：传感器单元；唤醒电路，连接天线并被配置为在接收到来自所述天线的唤醒信号后从休眠模式激活所述传感器单元，所述唤醒电路具有输入电力端子；能量采集器，连接到所述天线并被配置为捕获从所述天线接收的电磁能量；和连接到所述唤醒电路的输入电力端子、所述能量采集器和所述电源的开关，所述开关被配置为由用户控制以选择所述电源和所述能量采集器之间的唤醒电路的电源。根据本公开的另一方面，提供一种操作无线传感设备的方法。该方法可包括：通过天线接收唤醒信号，并且确定接收到的唤醒信号的信息包是否与存储器单元中存储的唤醒代码基本匹配；使用唤醒电路，根据所述信息包是否基本匹配所述唤醒代码，从休眠模式激活所述无线传感设备的传感器单元；和在无源模式和电源辅助模式之间选择一个电力模式从用户接收输入；其中：在所述电源辅助模式下，所述唤醒电路被配置为至少部分地由电源供电；和在所述无源模式下，所述唤醒电路被配置为使用能量采集器提取的电磁能量供电。根据本公开的又一方面，提供无线传感设备。无线传感设备可包括：传感器单元；唤醒电路，连接天线并被配置为在接收到来自所述天线的唤醒信号后从休眠模式激活所述传感器单元，连接到所述天线的能量采集器，所述能量采集器被配置为捕获从所述天线接收的电磁能量并使用所捕获的电磁能量至少部分为唤醒电路供电；和带通滤波器，设置在所述天线和所述唤醒电路之间并被配置为对所述唤醒信号进行滤波，所述带通滤波器的质量因子(Q)在1000到10000之间。申请人已经意识到，当没有监测活动被执行时，通过将无线传感器保持在“休眠模式”中，并且通过按需“唤醒”无线传感器节点，可以减少无线传感器的功耗。这里描述的类型的无线传感器(也简称为“节点”)可以包括无线收发器或耦合到无线收发器。这样的无线收发器可以被配置为向基站发送/接收信号，诸如由传感器节点收集的传感器数据。在一些实施方案中，无线收发器可以处于休眠模式，而节点的传感器部分可以是活动的。例如，传感器节点可能正在处理传感器数据和/或将传感器数据存储到存储器单元中，但收发器部分可能处于休眠模式。在其他实施方案中，当收发器处于休眠模式时，传感器节点也可以处于休眠模式。在一些实施方案中，可以通过向节点施加功率和/或断言唤醒信号来执行从休眠模式中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无线传感设备，包括：传感器单元；唤醒电路，连接到天线并被配置为在接收到来自所述天线的唤醒信号后从休眠模式激活所述传感器单元，所述唤醒电路具有输入电力端子；能量采集器，连接到所述天线并被配置为捕获从所述天线接收的电磁能量；和连接到所述唤醒电路的输入电力端子、所述能量采集器和电源的开关，所述开关被配置为由用户控制以选择所述电源和所述能量采集器之间的唤醒电路的电源。

【技术特征摘要】
2016.11.14 US 62/421,728;2017.11.10 US 15/809,5201.一种无线传感设备，包括：传感器单元；唤醒电路，连接到天线并被配置为在接收到来自所述天线的唤醒信号后从休眠模式激活所述传感器单元，所述唤醒电路具有输入电力端子；能量采集器，连接到所述天线并被配置为捕获从所述天线接收的电磁能量；和连接到所述唤醒电路的输入电力端子、所述能量采集器和电源的开关，所述开关被配置为由用户控制以选择所述电源和所述能量采集器之间的唤醒电路的电源。2.如权利要求1所述的无线传感设备，其中所述能量采集器被配置为通过从所述天线接收的唤醒信号提取功率来捕获所述电磁能量。3.如权利要求1所述的无线传感设备，其中所述天线连接到所述传感器单元，并被配置为传送指示所述传感器单元在所述无线传感设备外部传感的信息的数据。4.如权利要求1所述的无线传感设备，还包括设置在所述天线和所述唤醒电路之间的带通滤波器，所述带通滤波器的质量因子(Q)在1000到10000之间。5.如权利要求1所述的无线传感设备，还包括被配置为在其中存储唤醒代码的存储器单元，其中所述唤醒电路被配置为将所述唤醒信号的信息包与所述唤醒代码进行比较，并且如果确定所述信息包与所述唤醒代码基本匹配，则从所述休眠模式激活所述传感器单元。6.如权利要求1所述的无线传感设备，其中所述能量采...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·PE·昆兰，P·拉姆博肯，
申请(专利权)人：亚德诺半导体集团，
类型：新型
国别省市：百慕大群岛,BM