一种无源传感系统的工作方法及应用该方法的系统技术方案

本发明专利技术涉及一种无源传感系统的工作方法，对于相互耦合的传感卡片与读卡器，在进行传感器单元信号的读取前，首先通过读卡器输出不同频率的频率驱动信号，以进行传感卡片的自调谐工作，同时获取读卡器的谐振电路中谐振电容上的电压达到最大时对应的驱动信号频率F，进而将F作为最佳工作频率；相互耦合的传感卡片与读卡器采用最佳工作频率作为谐振频率进行传感信号的传送。该无源传感系统的工作方法，能够采用非固定谐振频率进行数据传输以解决长期使用过程中器件参数变化的问题，并且能够使得系统工作频率最大化接近读卡器谐振电路的谐振频率的基础上获取最大发射功率及通讯灵敏度。本发明专利技术还涉及应用该工作方法的无源传感系统。系统。系统。

【技术实现步骤摘要】
一种无源传感系统的工作方法及应用该方法的系统


[0001]本专利技术涉及一种无源传感系统的工作方法，本专利技术还涉及应用该工作方法的无源传感系统。

技术介绍

[0002]随着智能化电器的不断发展，各种传感器应用在电器中以用以实现电器工作过程中各种参数的检测，但是现有的传感器通常采用信号线与控制器之间连接的方式实现与控制器之间的通信，如电水壶中，采用插针的方式实现温度传感器与控制器之间的之间电连接。这种结构在使用过程中，由于插针存在污染的情况，则会出现无法检测信号或者检测信号不可靠的问题。
[0003]授权公告号为CN201612505U(申请号为200920295246.0)的中国技术专利《一种可实现无线控制的电水壶》，以及授权公告号为CN201612491U(申请号为200920295245.6)的中国技术专利《一种可实现无线控制的烹饪锅具》，其中公开的方案中均设置了信号采样模块和无线数据接收模块，无线数据接收模块与信号采集模块通过耦合线圈传输信号。其中信号采集模块包含：至少一个用于信号采集的传感器、至少一个谐振电容、一个信号处理的编码电路，一个线圈驱动电路和一个第一电感线圈，至少一个第一电感线圈并联至少一个谐振电容，传感器的输出接信号处理的编码电路，信号处理的编码电路的输出端接线圈驱动电路，线圈驱动电路驱动第一电感线圈发送编码信号。无线数据接收模块包含：一个经由耦合获得第一电感线圈数据信号并经该耦合提供给信号采集模块工作所需电能的第二电感线圈、至少一个谐振电容、一个第二线圈驱动电路，一个解调电路、一个信号整形电路，第二线圈驱动电路驱动第二电感线圈，至少一个第二电感线圈串联至少一个谐振电容，第二电感线圈的信号输出端接解调电路，解调电路的输出接整形电路，整形电路将信号输出到控制电路板。这种结构的无源传感系统，通常采用固定的谐振频率，相应对谐振电容的精度要求也高，但是在使用过程中，谐振电容必然会随着使用而发生变化，但是谐振频率却无法跟随谐振电容的变化而改变，影响传感器信号的准确性。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的第一个技术问题是针对上述现有技术提供一种无源传感系统的工作方法，能够采用非固定谐振频率进行数据传输以解决长期使用过程中器件参数变化的问题，并且能够使得系统工作频率最大化接近读卡器谐振电路的谐振频率的基础上获取最大发射功率及通讯灵敏度。
[0005]本专利技术所要解决的第二个技术问题是针对上述现有技术提供一种能够应用和实现前述工作方法的无源传感系统。
[0006]本专利技术解决上述第一个技术问题所采用的技术方案为：一种无源传感系统的工作方法，其特征在于：对于相互耦合的传感卡片与读卡器，在进行传感器单元信号的读取前，首先通过读卡器输出不同频率的频率驱动信号，以进行传感卡片的自调谐工作，同时获取
读卡器的谐振电路中谐振电容上的电压达到最大时对应的驱动信号频率F，进而将F作为最佳工作频率；
[0007]相互耦合的传感卡片与读卡器采用最佳工作频率作为谐振频率进行传感信号的传送。
[0008]可选择地，对于相互耦合的传感卡片与读卡器，在系统上电初期，按照自高向低的方向，自设定的最高谐振频率调整读卡器输出的频率驱动信号的频率；
[0009]对于一个频率点f
i
，读卡器输出频率为f
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的频率驱动信号后，频率驱动信号经读卡器中谐振电路的自谐振作用而产生谐振信号，读卡器对该谐振信号进行谐振检测，进而获取该频率点f
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条件下读卡器的谐振电路中谐振电容上的电压；
[0010]实时对各频率点条件下获取的电压进行比较，进而获取读卡器的谐振电路中谐振电容上的电压达到最大时对应的驱动信号频率F，并将F作为最佳工作频率作为最佳工作频率。
[0011]优选地，读卡器在每个频率点f
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的工作时间为T0；
[0012]在进行频率驱动信号的频率调整时，按照单片机能输出的最小周期调整量0.1μs来调整频率驱动信号的频率。
[0013]可选择地，在系统上电的初期，通过二分法调整读卡器输出的频率驱动信号的频率，进而获取读卡器的谐振电路中谐振电容上的电压达到最大时对应的驱动信号频率F以作为最佳工作频率。
[0014]本专利技术解决上述第二个技术问题所采用的技术方案为：一种应用前述的工作方法的无源传感系统，其特征在于：包括与传感器单元电连接的传感卡片、与控制器通信连接的读卡器，所述传感卡片与读卡器耦合通信连接。
[0015]优选地，所述传感卡片包括第一耦合模块，自第一耦合模块取电的取电模块，以及分别与取电模块、第一耦合模块电连接的传感工作单元；所述第一耦合模块包括电连接的第一谐振电容和第一谐振线圈；
[0016]所述传感工作单元包括能够进行信号处理、解码、存储以及编码的第一MCU，所述传感工作单元还包括能够进行信号调制的第一调制模块以及进行信号解调的第一解调模块，所述第一调制模块分别与第一耦合模块、第一MCU电连接，所述第一解调模块分别与第一耦合模块、第一MCU电连接，所述第一MCU与传感器单元电连接。
[0017]优选地，所述第一MCU内具有用于对传感器单元信号进行处理的信号处理单元、用于进行信号编码的第一编码单元、用于进行信号解码的第一解码单元、用于进行信号存储的第一存储单元；
[0018]所述第一存储单元分别与第一编码单元、第一解码单元电连接，所述第一编码单元与第一调制模块电连接，所述第一解码单元与第一解调模块电连接。
[0019]优选地，所述读卡器包括能与第一耦合模块进行耦合通信的第二耦合模块，能够进行频率驱动信号发送的送电模块，能够进行信号解调的和调谐检测的第二解调模块，以及能够进行信号的处理、解码、存储、编码以及生成频率驱动信号的第二MCU，所述第二耦合模块包括电连接的第二谐振电容和第二谐振线圈；
[0020]第二耦合模块分别与送电模块、第二解调模块电连接，所述第二MCU也分别与送电模块、第二解调模块电连接，所第二MCU还与控制器通信连接。
[0021]优选地，所述第二MCU内包括能够生成频率驱动信号的频率驱动信号生成单元、用于进行谐振电压检测的谐振电压检测单元、用于进行信号编码的第二编码单元、用于进行信号解码的第二解码单元；
[0022]所述送电模块中具有能进行信号调制的信号调制电路，所述第二解调模块中具有能进行调谐检测的调谐检测电路；
[0023]所述频率驱动信号生成单元分别与谐振电压检测单元、送电模块电连接；所述谐振电压检测单元与第二解调模块中的调谐检测电路电连接；
[0024]第二编码单元分别与控制器、送电模块中的信号调制电路电连接，所述第二解码单元分别与控制器、第二解调模块电连接。
[0025]优选地，所述第一解调模块包括能够进行信号包络检波的第一包络检波模块、能够进行信号带通滤波处理的第一带通滤波模块，所述第一包络检波模块与第一带通滤波模块电连接，所述第一包络检波模块还与第一耦合模块电连接，所述第一带通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无源传感系统的工作方法，其特征在于：对于相互耦合的传感卡片(1)与读卡器(2)，在进行传感器单元(3)信号的读取前，首先通过读卡器(2)输出不同频率的频率驱动信号，以进行传感卡片(1)的自调谐工作，同时获取读卡器(2)的谐振电路中谐振电容上的电压达到最大时对应的驱动信号频率F，进而将F作为最佳工作频率；相互耦合的传感卡片(1)与读卡器(2)采用最佳工作频率作为谐振频率进行传感信号的传送。2.根据权利要求1所述的无源传感系统的工作方法，其特征在于：对于相互耦合的传感卡片(1)与读卡器(2)，在系统上电初期，按照自高向低的方向，自设定的最高谐振频率调整读卡器(2)输出的频率驱动信号的频率；对于一个频率点f
i
，读卡器(2)输出频率为f
i
的频率驱动信号后，频率驱动信号经读卡器(2)中谐振电路的自谐振作用而产生谐振信号，读卡器(2)对该谐振信号进行谐振检测，进而获取该频率点f
i
条件下读卡器(2)的谐振电路中谐振电容上的电压；实时对各频率点条件下获取的电压进行比较，进而获取读卡器(2)的谐振电路中谐振电容上的电压达到最大时对应的驱动信号频率F，并将F作为最佳工作频率作为最佳工作频率。3.根据权利要求2所述的无源传感系统的工作方法，其特征在于：读卡器(2)在每个频率点f
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的工作时间为T0；在进行频率驱动信号的频率调整时，按照单片机能输出的最小周期调整量0.1μs来调整频率驱动信号的频率。4.根据权利要求1所述的无源传感系统的工作方法，其特征在于：在系统上电的初期，通过二分法调整读卡器(2)输出的频率驱动信号的频率，进而获取读卡器(2)的谐振电路中谐振电容上的电压达到最大时对应的驱动信号频率F以作为最佳工作频率。5.一种应用如权利要求1至4任一权利要求所述的工作方法的无源传感系统，其特征在于：包括与传感器单元(3)电连接的传感卡片(1)、与控制器(4)通信连接的读卡器(2)，所述传感卡片(1)与读卡器(2)耦合通信连接。6.根据权利要求5所述的无源传感系统，其特征在于：所述传感卡片(1)包括第一耦合模块(11)，自第一耦合模块(11)取电的取电模块(12)，以及分别与取电模块(12)、第一耦合模块(11)电连接的传感工作单元(13)；所述第一耦合模块(11)包括电连接的第一谐振电容(111)和第一谐振线圈(112)；所述传感工作单元(13)包括能够进行信号处理、解码、存储以及编码的第一MCU(131)，所述传感工作单元(13)还包括能够进行信号调制的第一调制模块(132)以及进行信号解调的第一解调模块(133)，所述第一调制模块(132)分别与第一耦合模块(11)、第一MCU(131)电连接，所述第一解调模块(133)分别与第一耦合模块(11)、第一MCU(131)电连接，所述第一MCU(131)与传感器单元(3)电连接。7.根据权利要求6所述的无源传感系统，其特征在于：所述第一MCU(131)内具有用于对...

【专利技术属性】
技术研发人员：田萌，丁朋朋，王伟，方献良，
申请(专利权)人：宁波方太厨具有限公司，
类型：发明
国别省市：