本发明专利技术提供一种射频识别传感器及系统，射频识别传感器包括能量回收模块以及与能量回收模块连接的传感器模块；能量回收模块包括：能量回收天线，用于回收能量；与所述能量回收天线连接的整流器，对所述能量回收天线的信号进行整流；以及与所述整流器连接的电源管理单元，接收整流器整流之后的电压，对接收的电压进行直流升压，并存储升压后的电荷。电压管理单元在存储升压后的电荷并在达到所设定阈值时放电为传感器模块供完成参数测量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及无线传感，具体涉及一种射频识别传感器及系统。
技术介绍
1、随着无线传感器网络技术的发展及物联网应用的普及，面向不同应用场景要求的新型传感器技术不断涌现。其中，对于无线传感技术，供电电池寿命是限制器其功能和应用场合的关键因素。射频识别传感器通过射频识别技术与传感器技术的集成实现了射频无线供电和无线数据通信，具有非视距能量和数据传输、携带信息丰富、多传感器同时读取等优点，在许多物联网应用领域具有独特的优势。
2、射频识别传感器可以通过射频无线供电和无线数据传输摆脱电池使用寿命的限制，可实现非视距供电和传输以完成测量参数的获取，有效提高了传感器性能并拓展了其应用场合。但受射频能量回收效率及器件损耗的限制，目前射频识别传感器难以集成多个传感单元实现多参数采集和远距离数据感知。因此，如何提高射频能量回收和利用效率，利用有限的射频能量供应实现多参数感知和远距离数据传输成为限制其性能进一步提升的瓶颈难题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本申请提供一种射频识别传感器及系统。
2、为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：根据本专利技术的一方面，提供一种射频识别传感器，其特征在于：包括能量回收模块以及与能量回收模块连接的传感器模块；能量回收模块包括：能量回收天线，用于回收能量；与所述能量回收天线连接的整流器，对所述能量回收天线的信号进行整流；以及与所述整流器连接的电源管理单元，接收整流器整流之后的电压，对接收的电压进行直流升压，并存储升压后的电荷。
3、可选地，其特征在于：所述能量回收天线包括：底板；位于所述底板上的短路墙；辐射贴片，位于所述短路墙上，经由所述短路墙与所述底板连接；以及馈点，位于所述辐射贴片与所述底板相对的表面；以及馈线，一端连接于所述馈电，另一端向所述底板延伸，并且穿过所述底板。
4、可选地，其特征在于：所述辐射贴片上开设有凹槽，所述凹槽包括：“u”形的第一凹槽；以及“u”形的第二凹槽，所述第一凹槽的尺寸大于所述第二凹槽的尺寸，所述第一凹槽围绕所述第二凹槽。
5、可选地，其特征在于：所述电源管理单元包括：mppt控制器，对所述整流器输出的电压进行采样；与所述mppt控制器连接的升压器，对mppt控制器采样的电压进行升压；以及与所述升压器连接的储能单元，接收升压器的电压并且进行储存。
6、可选地，其特征在于：所述电源管理单元还包括：阈值控制器，所述阈值控制器分别与所述升压器和所述稳压器连接，所述储能单元的电压上升到所述阈值控制器设定的阈值时，所述升压器停止工作；以及稳压器，所述稳压器与所述储能单元连接，将所述储能单元的电能转化为直流输出。
7、可选地，其特征在于：所述传感器模块包括：多传感器单元，与所述电源管理单元连接，接收所述电源管理单元的电能；微控制器；以及射频收发器，与所述微控制器连接。
8、可选地，其特征在于：所述多传感器单元包括：模拟开关，与所述电源管理单元连接；以及多个传感器，分别与所述模拟开关连接，所述模拟开关通过切换模拟通道建立所述电源管理单元与多个所述传感器的连接，依次为所述多个传感器供电。
9、可选地，其特征在于：所述微控制器包括：电荷管理控制单元，分别与所述电源管理单元以及所述模拟开关连接，所述电荷管理控制单元在所述电源管理单元的电量达到预设值时向所述模拟开关发送使能信号；以及传感器接口，所述传感器接口与多个所述传感器连接，用于采集传感器数据；以及射频接口，所述射频接口与所述射频收发器连接，用于将测量数据写入射频收发器。
10、可选地，其特征在于：所述射频收发器包括rfid收发器芯片以及与所述rfid收发器芯片连接的rfid天线。
11、根据本专利技术的另一方面，提供一种射频识别传感系统，其特征在于：包括：上述的射频识别传感器；读写器；以及上位机。
12、本专利技术具有的优点和积极效果是：
13、本申请提供一种射频识别传感器及系统，射频传感器采用改进的格雷纳赫整流电路，通过差馈输入提高射频能量转换效率，降低器件损耗造成的影响。
14、射频传感器采用电源管理单元通过升压管理将整流输出电压升压后存储在超级电容中，控制放电过程实现电压输出，提高电荷转换和管理效率。
15、射频传感器采用面向超高频频段射频能量回收的平面倒f天线(planarinverted-f antenna,pifa)，通过针对超高频频段的参数优化提高了天线增益。
16、射频传感器采用天线-整流电路结构设计，利用金属外壳屏蔽整流升压电路不受外部信号干扰，天线与整流电路屏蔽外壳成90度固定结构便于实际应用安装。
17、射频传感器基于超低功耗微控制器和rfid收发器的射频识别收发模块，通过通用rfid读写器无线能量与数据传输采集多传感器模块待测参数完成感知数据的便捷读取。
18、射频传感系统采集与处理上位机软件，通过tcp/ip协议与射频识别读写器建立连接读取传感器标签id和测量数据，解析测量参数以图形化形式直观显示测量数据，并存储测量数据用于进一步分析。
19、通过上述设计，提高了射频能量回收效率，增加了rfid传感器可集成敏感元件的数量，扩展了rfid传感器的读写距离，实现了无线供电无线传输下的多参数采集。通过上位机软件可实现待测参数的图形化显示、存储和历史数据的查询与分析。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种射频识别传感器，其特征在于：包括能量回收模块以及与能量回收模块连接的传感器模块；
2.根据权利要求1所述的射频识别传感器，其特征在于：所述能量回收天线包括：
3.根据权利要求2所述的射频识别传感器，其特征在于：所述辐射贴片上开设有凹槽，所述凹槽包括：
4.根据权利要求1所述的射频识别传感器，其特征在于：所述电源管理单元包括：
5.根据权利要求4所述的射频识别传感器，其特征在于：所述电源管理单元还包括：
6.根据权利要求1所述的射频识别传感器，其特征在于：所述传感器模块包括：
7.根据权利要求6所述的射频识别传感器，其特征在于：所述多传感器单元包括：
8.根据权利要求6所述的射频识别传感器，其特征在于：所述微控制器包括：
9.根据权利要求6所述的射频识别传感器，其特征在于：所述射频收发器包括RFID收发器芯片以及与所述RFID收发器芯片连接的RFID天线。
10.一种射频识别传感系统，其特征在于：包括：
【技术特征摘要】
1.一种射频识别传感器，其特征在于：包括能量回收模块以及与能量回收模块连接的传感器模块；
2.根据权利要求1所述的射频识别传感器，其特征在于：所述能量回收天线包括：
3.根据权利要求2所述的射频识别传感器，其特征在于：所述辐射贴片上开设有凹槽，所述凹槽包括：
4.根据权利要求1所述的射频识别传感器，其特征在于：所述电源管理单元包括：
5.根据权利要求4所述的射频识别传感器，其特征在于：所述电源管理单元还包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：孟召宗，程祯，高楠，张宗华，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。