一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊的製作方法
2023-11-10 12:08:12
一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊的製作方法
【專利摘要】本發明涉及到一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊。其在殼體的內部配置有傳感器元件、傳感器數據處理單元、傳感器數據存儲單元、模塊通信單元、數據發送接收天線、電力控制單元、模塊控制單元和微型電池；所述傳感器元件、傳感器數據處理單元、傳感器數據存儲單元、模塊通信單元、數據發送接收天線依次存在著數據傳輸的連接；所述微型電池在電力控制單元的控制下，向傳感器元件、傳感器數據處理單元和模塊通信單元提供電源。與現有技術相比，本發明通過對傳感器數據存儲單元中的磁記錄材料進行改進，增大該材料的高矯頑力，使其體積減小從而降低功耗。此外，通過連接多種測定不同參數的傳感器，本發明實現了其功能的多樣化。
【專利說明】一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊
【技術領域】
[0001]本發明屬於傳感器【技術領域】，具體來說，涉及到一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊。
【背景技術】
[0002]傳感器是一種檢測裝置，能感受到被測量的信息，並能將感受到的信息，按一定規律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲、顯示、記錄和控制等要求。現在，各種功能各異的傳感器已經被廣泛應用在日常生活的各個領域中，如工業自動化、農業現代化、航天技術、軍事工程、機器人技術、資源開發、海洋探測、環境監測、安全保衛、醫療診斷、交通運輸、家用電器等。
[0003]傳感器的特點包括:低功耗、微型化、數位化、智能化、多功能化、系統化、網絡化，但最基本的要求還是低功耗與多功能化。現有傳感器都實現了網絡化。通常，網絡化傳感器節點採用可攜式電源供電，電源的壽命決定了傳感器節點的壽命。無線傳感器網絡節點的應用環境決定了系統能源基本不可更換，所以能量供應模塊的節能問題對於提高系統的工作效率至關重要。因此，設法降低傳感器的功耗，延長傳感器可靠工作時間成為網絡化傳感器設計中重點考慮的問題之一。此外，現有的傳感器的功能比較單一，為了滿足多種功能的需求，需要安裝相應數量的傳感器，造成布線複雜，成本也高昂。
[0004]在現有技術中，針對傳感器的低功耗與多功能化問題進行改進的研究正在逐步增力口。例如，中國專利(CN 103884382 A)公開了一種多功能傳感器及其系統；而中國專利(CN102538777 A)則公開了一種降低多軸傳感器系統功耗的方法。這兩篇發明雖在一定程度上解決了相應的問題，但始終沒有把降低功耗與實現多功能化結合起來。
【發明內容】
[0005]為解決上述技術問題，本發明提供了一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊。
[0006]本發明所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，所述傳感器功能模塊在殼體I的內部配置有傳感器元件2、傳感器數據處理單元3、傳感器數據存儲單元4、模塊通信單元5、數據發送接收天線6、電力控制單元7、模塊控制單元8和微型電池9 ;所述傳感器元件2、傳感器數據處理單元3、傳感器數據存儲單元4、模塊通信單元5、數據發送接收天線6依次存在著數據傳輸的連接；所述微型電池9在電力控制單元7的控制下，向傳感器元件2、傳感器數據處理單元3和模塊通信單元5提供電源；所述傳感器數據存儲單元4的磁記錄材料含有CoPtAs薄膜；所述傳感器數據處理單元3設有MSP430F1611晶片。
[0007]本發明所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，所述傳感器元件2為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、溼敏元件、聲敏元件、色敏元件和味敏元件中的一種或幾種。
[0008]本發明所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，所述模塊通信單元5設有無線1C。
[0009]本發明所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，所述模塊通信單元5設有CC2420無線收發器；所述數據發送接收天線6為PCB天線。
[0010]本發明所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，所述傳感器元件2為溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器、重力傳感器和液位傳感器中的一種或幾種。
[0011]本發明所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，所述磁記錄材料含有Co82PtlOAs8 薄膜。
[0012]一種用於低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊的的磁記錄材料，所述磁記錄材料含有Co82PtlOAs8薄膜，該Co82PtlOAs8薄膜的製備方法具體為:陽極採用石墨惰性電極，陰極採用Ti片，電流方式採用直流，陰極電流密度在550mA/cm2左右，鍍液成分為CoS04.7H20、H3AsO3' H3AsO4、鍍液溫度80。。、pH值約為1.2，製備得到Co-As靶材；通過在Co靶上貼不同數量的Pt片和Co-As薄膜來控制薄膜中Co:Pt:As的原子數百分含量比為82:10:8，把真空抽到含0.8X 10-5Pa，然後進行矽基板加熱到350°C，再充Ar氣，並調整氣壓到0.6Pa，採用直流電源濺射，濺射速率為35W，濺射速率為1.5A/s。
[0013]與現有技術相比，本發明所述的低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，通過對傳感器數據存儲單元中的磁記錄材料進行改進，增大該材料的高矯頑力，使其體積減小從而降低功耗。此外，通過連接多種測定不同參數的傳感器，本發明實現了其功能的多樣化。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1:低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊；殼體-1、傳感器元件_2、傳感器數據處理單元-3、傳感器數據存儲單元-4、模塊通信單元-5、數據發送接收天線-6、電力控制單元_7、模塊控制單元-8、微型電池-9。
【具體實施方式】
[0015]下面結合具體的實施例對本發明所述的低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊做進一步說明，但是本發明的保護範圍並不限於此。
[0016]實施例1
一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，所述傳感器功能模塊在殼體I的內部配置有傳感器元件2、傳感器數據處理單元3、傳感器數據存儲單元4、模塊通信單元5、數據發送接收天線6、電力控制單元7、模塊控制單元8和微型電池9 ;所述傳感器元件2、傳感器數據處理單元3、傳感器數據存儲單元4、模塊通信單元5、數據發送接收天線6依次存在著數據傳輸的連接；所述微型電池9在電力控制單元7的控制下，向傳感器元件2、傳感器數據處理單元3和模塊通信單元5提供電源；所述傳感器數據存儲單元4的磁記錄材料含有Co82PtlOAs8薄膜；所述傳感器數據處理單元3設有MSP430F1611晶片；所述模塊通信單元5設有CC2420無線收發器；所述數據發送接收天線6為PCB天線；所述傳感器元件2含溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器、重力傳感器和液位傳感器。所述磁記錄材料含有Co82PtlOAs8薄膜，的製備方法具體為:陽極採用石墨惰性電極，陰極採用Ti片，電流方式採用直流，陰極電流密度在550mA/cm2左右，鍍液成分為175g/L的 CoS04*7H20、35g/L 的 H3As03、55 ml/L 的 H3AsO4、鍍液溫度 80°C、pH 值約為 L 2，製備得到Co-As靶材；通過在Co靶上貼不同數量的Pt片和Co-As薄膜來控制薄膜中Co:Pt:As的原子數百分含量比為82:10:8，把真空抽到=0.8X10_5Pa，然後進行矽基板加熱到350°C，再充Ar氣，並調整氣壓到0.6Pa，採用直流電源濺射，濺射速率為35W，濺射速率為1.5A/s。
[0017]實施例2
一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，所述傳感器功能模塊在殼體I的內部配置有傳感器元件2、傳感器數據處理單元3、傳感器數據存儲單元4、模塊通信單元5、數據發送接收天線6、電力控制單元7、模塊控制單元8和微型電池9 ;所述傳感器元件2、傳感器數據處理單元3、傳感器數據存儲單元4、模塊通信單元5、數據發送接收天線6依次存在著數據傳輸的連接；所述微型電池9在電力控制單元7的控制下，向傳感器元件2、傳感器數據處理單元3和模塊通信單元5提供電源；所述傳感器數據存儲單元4的磁記錄材料含有Co82Ptl2As6薄膜；所述傳感器數據處理單元3設有MSP430F1611晶片；所述模塊通信單元5設有CC2420無線收發器；所述數據發送接收天線6為PCB天線；所述傳感器元件2含溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器、重力傳感器和液位傳感器。所述磁記錄材料含有Co82Ptl2As6薄膜，的製備方法具體為:陽極採用石墨惰性電極，陰極採用Ti片，電流方式採用直流，陰極電流密度在550mA/cm2左右，鍍液成分為190g/L的 CoS04*7H20、35g/L 的 H3As03、50 ml/L 的 H3As04、鍍液溫度 80°C、pH 值約為 L 2，製備得到Co-As靶材；通過在Co靶上貼不同數量的Pt片和Co-As薄膜來控制薄膜中Co:Pt:As的原子數百分含量比為82:12:6，把真空抽到=0.8X10_5Pa，然後進行矽基板加熱到350°C，再充Ar氣，並調整氣壓到0.6Pa，採用直流電源濺射，濺射速率為35W，濺射速率為1.5A/s。
[0018]與現有技術相比，本發明所述的低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，通過對傳感器數據存儲單元中的磁記錄材料進行改進，增大該材料的高矯頑力，使其體積減小從而降低功耗。此外，通過連接多種測定不同參數的傳感器，本發明實現了其功能的多樣化。為與現有技術相比，將實施例1中的H3As03、H3As04、分別替換成H3POpH3PO4，使之成對照組。研究結果發現:常溫時，實施例1中磁記錄材料的矯頑力為對照組中的1.21倍；425°C時，實施例I中磁記錄材料的矯頑力為對照組中的0.83倍；在同樣使用條件下，採用實施例1所述磁記錄材料製成的傳感器功能模塊的電池壽命相比於對照組來說，要多出43天。
【權利要求】
1.一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，其特徵在於，所述傳感器功能模塊在殼體(I)的內部配置有傳感器元件(2)、傳感器數據處理單元(3)、傳感器數據存儲單元(4)、模塊通信單元(5)、數據發送接收天線￠)、電力控制單元(7)、模塊控制單元(8)和微型電池(9);所述傳感器元件(2)、傳感器數據處理單元(3)、傳感器數據存儲單元(4)、模塊通信單元(5)、數據發送接收天線(6)依次存在著數據傳輸的連接；所述微型電池(9)在電力控制單元(7)的控制下，向傳感器元件(2)、傳感器數據處理單元(3)和模塊通信單元(5)提供電源；所述傳感器數據存儲單元(4)的磁記錄材料含有CoPtAs薄膜；所述傳感器數據處理單元(3)設有MSP430F1611晶片。
2.根據權利要求1所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，其特徵在於，所述傳感器元件(2)為熱敏元件、光敏元件、氣敏元件、力敏元件、磁敏元件、溼敏元件、聲敏元件、色敏元件和味敏元件中的一種或幾種。
3.根據權利要求1所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，其特徵在於，所述模塊通信單元(5)設有無線1C。
4.根據權利要求1所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，其特徵在於，所述模塊通信單元(5)設有CC2420無線收發器；所述數據發送接收天線(6)為PCB天線。
5.根據權利要求1所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，其特徵在於，所述傳感器元件(2)為溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器、速度傳感器、位移傳感器、重力傳感器和液位傳感器中的一種或幾種。
6.根據權利要求1所述的一種低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊，其特徵在於，所述磁記錄材料含有Co82PtlOAs8薄膜。
7.一種用於低功耗多參數特徵的傳感器功能模塊的的磁記錄材料，其特徵在於，所述磁記錄材料含有Co82PtlOAs8薄膜，該Co82PtlOAs8薄膜的製備方法具體為:陽極採用石墨惰性電極，陰極採用Ti片，電流方式採用直流，陰極電流密度在550mA/cm2左右，鍍液成分為CoS04*7H20、H3As03、H3As04、鍍液溫度80°C、pH值約為1.2，製備得到Co-As靶材；通過在Co靶上貼不同數量的Pt片和Co-As薄膜來控制薄膜中Co:Pt:As的原子數百分含量比為82:10: 8，把真空抽到蘭0.8 X 10-5Pa,然後進行矽基板加熱到350°C，再充Ar氣，並調整氣壓到0.6Pa，採用直流電源濺射，濺射速率為35W，濺射速率為1.5A/s。
【文檔編號】G11B5/851GK104457855SQ201410806629
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月23日 優先權日:2014年12月23日
【發明者】李永 申請人:南京採薇且歌信息科技有限公司