採用紫蜂通信的無線無源傳感器的製作方法
2023-05-18 11:59:26 2
專利名稱：採用紫蜂通信的無線無源傳感器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電子領域，具體涉及傳感器。
背景技術：
目前的傳感器多無法擺脫電源的限制。今年來雖然出現了部分無源無線傳感器， 但多功率較高，對傳感器結構要求嚴格。
實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種採用紫蜂通信的無線無源傳感器，以解決上述技 術問題。採用紫蜂通信的無線無源傳感器包括處理晶片，所述處理晶片連接敏感元件，所 述處理晶片還連接一信號發射天線和一電源模塊，還包括一紫蜂通信模塊，所述處理晶片 通過紫蜂通信模塊連接信號發射天線。無線無源傳感器由於不外接電源，故對功率要求嚴格。而紫蜂通信技術功耗低。採 用紫蜂通信的無線無源傳感器將有效降低功耗。所述電源模塊包括一發電機構和一蓄電機構，所述發電機構連接所述蓄電機構， 所述蓄電機構連接所述處理晶片。所述發電機構發出的電能首先在蓄電機構內蓄積，以便 於為所述處理晶片提供足夠強的電流。以便通過信號發射天線產生足夠強的無線電信號， 進而有效提高作用距離。所述處理晶片可以在接收到外界觸發信號後通過所述信號發射天 線發出無線信號。所述發電機構採用一天線式發電機構，所述天線式發電機構包括一蓄能用天線， 可以採用信號發射天線作為蓄能用天線。所述發電機構通過所述蓄能用天線為蓄電機構充 H1^ ο所述發電機構採用一電感式發電機構，所述電感式發電機構包括一電感線圈，通 過一單向導通器件連接所述蓄電機構，所述蓄電機構採用電容。所述電感線圈通過單向導 通器件為蓄電機構充電。所述發電機構通過攝取外界電信號來獲取能量。天線式發電機構、電感式發電機 構所攝取的外界電信號主要是無線電波信號，如電視、無線電廣播、手機等波段的無線電波信號。所述發電機構採用一光能發電機構，所述光能發電機構包括一光電轉換器件，所 述光電轉換器件連接所述蓄電機構，所述蓄電機構採用電容。所述光電轉換器件將光能轉 化為電能，為電容充電。所述電容與所述處理晶片間設有一電源管理模塊，在所述電容電壓高於一臨界值 時，所述電源管理模塊控制所述電容向所述處理晶片供電。在所述電源管理模塊向所述處理晶片供電的情況下，所述處理晶片可以主動通過 所述信號發射天線發出無線信號。也可以在接收到外界觸發信號後通過所述信號發射天線發出無線信號，如在接收到傳感器系統所發射的信號後，控制電容向處理晶片供電，以便反 饋無線電信號。以便於在所述發電機構本身產生的電流較小的情況下，所述電源模塊仍然能夠為 所述處理晶片提供較強電流。所述電容採用電解電容。以保證具有較大的電容量，能夠提供較強的電流。所述電容採用非電解電容。以保證電容具有足夠長的壽命。所述採用紫蜂通信的無線無源傳感器還包括一封裝外殼，所述處理晶片埋設在所 述封裝外殼內；所述電容設有至少兩個片狀極板，所述兩個片狀極板分別埋設在所述封裝 外殼內。因為片狀極板埋設在封裝外殼內，封裝外殼面積相對較大，因此允許兩個片狀極板 具有較大的面積，進而允許電容具有較大的電容量。所述採用紫蜂通信的無線無源傳感器設有一固定裝置，所述固定裝置可以是黏 膠、磁鐵、鎖扣等，具體形式可根據實際工作環境進行選取。採用紫蜂通信的無線無源傳感器可以是對各種化學物質敏感並將其濃度轉換為 電信號進行檢測的化學傳感器，還可以是利用生物活性物質分子識別的功能，將感受的被 測量轉換成可用輸出信號的生物傳感器，還可以是用於檢測物理量的物理傳感器。
圖1採用紫蜂通信的無線無源傳感器一種電路結構示意圖；圖2採用紫蜂通信的無線無源傳感器另一種電路結構示意圖。
具體實施方式
為了使本實用新型實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下 面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。參照圖1，採用紫蜂通信的無線無源傳感器包括處理晶片1、敏感元件。處理晶片 1連接(或直接設有)一信號發射天線2和一電源模塊3。電源模塊3包括一發電機構31 和一蓄電機構32，發電機構31連接蓄電機構32。蓄電機構32連接處理晶片1。發電機構 31發出的電能在蓄電機構32內蓄積，以便於為處理晶片1提供足夠強的電流，以便通過信 號發射天線2產生足夠強的無線電信號，進而有效提高作用距離。信號發射天線2可以是 不同結構類型的天線，可以直接附著在處理晶片1上，還可以採用導電油墨印刷的低成本 標籤天線。敏感元件可以是熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、溼敏元件、 聲敏元件、放射線敏感元件、色敏元件、味敏元件等。而且採用紫蜂通信的無線無源傳感器 中的敏感元件可以是一個，也可以有多個。在敏感元件有多個時，處理晶片1採用可以處理 各敏感元件傳來的數據的處理晶片。具體實施中發電機構31採用一天線式發電機構，天線式發電機構包括一蓄能用天線，可以採 用信號發射天線作為蓄能用天線。發電機構通過蓄能用天線為蓄電機構充電。發電機構31還可以採用一電感式發電機構，電感式發電機構包括一電感線圈，通 過一單向導通器件連接蓄電機構32。電感線圈通過單向導通器件為蓄電機構32充電。單 嚮導通器件可以是二極體。[0026]發電機構通過攝取外界電信號來獲取能量。天線式發電機構、電感式發電機構所 攝取的外界電信號主要是無線電波信號，如電視、無線電廣播、手機等波段的無線電信號， 如頻率為6-18兆頻、49-16米波段內的民用廣播電臺密集的無線電波信號，頻率為800兆頻 或1900兆頻的手機通信用無線電波信號。發電機構31還可以採用一光能發電機構，光能發電機構包括一光電轉換器件，光 電轉換器件連接蓄電機構32。光電轉換器件將光能轉化為電能，為蓄電機構32充電。光電 轉換器件可以採用非結晶矽太陽能電池板，以便於更好的適應環境。天線式發電機構、光能 發電機構、電感式發電機構或者其他的發電機構，可以單獨使用，也可以混用。參照圖2，蓄電機構32與處理晶片1間設有一電源管理模塊4，在蓄電機構32電 壓高於一臨界值時，電源管理模塊4控制蓄電機構32向處理晶片1供電。蓄電機構32可 以採用電解電容，以保證具有較大的電容量，能夠提供較強的電流。蓄電機構32還可以採 用非電解電容。以保證蓄電機構32具有足夠長的壽命。蓄電機構32採用的非電解電容可以是如下所述的結構，非電解電容設有至少兩 個片狀極板，兩個片狀極板分別埋設在封裝外殼內。因為片狀極板埋設在封裝外殼內，封裝 外殼面積相對較大，因此允許兩個片狀極板具有較大的面積，進而允許電容具有較大的電容量。具體實施中，在電容進行供電的情況下，處理晶片1可以有不同的工作模式設置如，在電源管理模塊4(電容)向處理晶片1供電的情況下，處理晶片1主動通過 信號發射天線2發出無線信號如，處理晶片1在接收到外部設備所發射的信號後，通過信 號發射天線2發出無線信號，以便反饋無線電信號。以便於在發電機構31本身產生的電流 較小的情況下，電源模塊3仍然能夠為處理晶片1提供較強電流。為了方便固定，採用紫蜂通信的無線無源傳感器可以設有一固定裝置，固定裝置 可以是黏膠、磁鐵、鎖扣等，具體形式可根據實際工作環境進行選取。採用紫蜂通信的無線無源傳感器通過紫蜂通信方式對外傳輸數據或接收外部設 備發來的數據。採用紫蜂通信的無線無源傳感器設有一紫蜂通信模塊，處理晶片1通過紫 蜂通信模塊連接信號發射天線2，或是直接將紫蜂通信模塊設置在處理晶片1上。採用紫蜂通信的無線無源傳感器的應用採用紫蜂通信的無線無源傳感器可以是對各種化學物質敏感並將其濃度轉換為 電信號進行檢測的化學傳感器，如氣體傳感器、溼度傳感器、離子傳感器等。採用紫蜂通信的無線無源傳感器還可以是利用生物活性物質分子識別的功能，將 感受的被測量轉換成可用輸出信號的生物傳感器。如酶傳感器、微生物傳感器、細胞傳感 器、組織傳感器、免疫傳感器等。採用紫蜂通信的無線無源傳感器還可以是用於檢測物理量的物理傳感器。物理傳 感器主要利用某些物理效應，諸如壓電效應、磁致伸縮現象、離化、極化、熱電、光電、磁電等 效應，把被測量的物理量轉化成為便於處理的能量形式的信號。如光電式傳感器、壓電傳 感器、壓阻式傳感器、電磁式傳感器、熱電式傳感器、光導纖維傳感器等。以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特徵和本實用新型的優點。本行 業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述使用方法的限制，上述使用方法和說明書中 描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和範圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型範圍內。本實用 新型要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
權利要求1.採用紫蜂通信的無線無源傳感器包括處理晶片，所述處理晶片連接敏感元件，所述 處理晶片還連接一信號發射天線和一電源模塊，其特徵在於，還包括一紫蜂通信模塊，所述 處理晶片通過紫蜂通信模塊連接信號發射天線。
2.根據權利要求1所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於，所述電源模 塊包括一發電機構和一蓄電機構，所述發電機構連接所述蓄電機構，所述蓄電機構連接所 述處理晶片。
3.根據權利要求2所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於，所述發電機 構採用一天線式發電機構，天線式發電機構包括一蓄能用天線。
4.根據權利要求2所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於，所述發電機 構採用一電感式發電機構，所述電感式發電機構包括一電感線圈，通過一單向導通器件連 接所述蓄電機構。
5.根據權利要求2所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於，所述發電機 構採用一光能發電機構，所述光能發電機構包括一光電轉換器件，所述光電轉換器件連接 所述蓄電機構。
6.根據權利要求1、2、3、4或5所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於，所 述蓄電機構採用電容。
7.根據權利要求6所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於，所述採用紫 蜂通信的無線無源傳感器還包括一封裝外殼，所述處理晶片埋設在所述封裝外殼內；所述 電容設有至少兩個片狀極板，所述兩個片狀極板分別埋設在所述封裝外殼內。
8.根據權利要求1、2、3、4或5所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於，採 用紫蜂通信的無線無源傳感器是化學傳感器。
9.根據權利要求1、2、3、4或5所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於，採 用紫蜂通信的無線無源傳感器是生物傳感器。
10.根據權利要求1、2、3、4或5所述的採用紫蜂通信的無線無源傳感器，其特徵在於， 採用紫蜂通信的無線無源傳感器是物理傳感器。
專利摘要採用紫蜂通信的無線無源傳感器涉及傳感器。採用紫蜂通信的無線無源傳感器包括處理晶片，處理晶片連接敏感元件，處理晶片還連接一信號發射天線和一電源模塊，還包括一紫蜂通信模塊，處理晶片通過紫蜂通信模塊連接信號發射天線。無線無源傳感器由於不外接電源，故對功率要求嚴格。而紫蜂通信技術功耗低。採用紫蜂通信的無線無源傳感器將有效降低功耗。
文檔編號H02J17/00GK201821337SQ20102053926
公開日2011年5月4日 申請日期2010年9月21日 優先權日2010年9月21日
發明者孫倩倩 申請人:上海科斗電子科技有限公司