[发明专利]传感器电路阵列、操纵传感器电路阵列的控制设备及传感器系统

说明书

技术领域

本发明涉及传感器电路阵列。

本发明还涉及用于操纵传感器电路阵列的控制设备。

此外，本发明涉及传感器系统。

背景技术

在服务部门、后勤领域、商业领域以及工业生产领域，自动识别系统的重要性明显增加。于是，在这些以及其他领域中，越来越多地实现自动识别系统；未来将有可能取代条形码系统。识别系统的其他应用与人和动物的识别有关。非常有兴趣的是，还可能使用识别系统来监视和控制食物，特别是易腐烂食物的冷却过程。特别是，非接触式识别系统，如发射机应答器系统，适于以快速的方式无线传输数据，不需要电缆连线，而电缆连线可能会是很令人烦扰的。这类系统利用特别是高频域内电磁波的发射和吸收。具有低于大约800MHz工作频率的系统通常是基于线圈的电感耦合，利用电容器使线圈处于谐振状态，从而仅适合在几厘米范围的较小距离内通信，可以达到1米。由于物理边界条件，具有800MHz或更大工作频率的发射机应答器系统，特别适合在几米的距离内进行数据传送。

这些系统是所谓的RFID系统(“射频识别”)。分为两种RFID系统，即有源RFID系统(其自身包含电源设备，如电池)和无源RFID系统(其中，在分别由线圈和天线吸收的电磁波的基础上实现供电，其中，可通过包含在RFID系统中的整流子电路将天线中产生的交流电流整流，产生直流电流)。此外，可以得到被无源起动并在需要时(如数据传输)使用电池的半有源(半无源)系统。

发射机应答器或RFID标签包括半导体芯片(具有集成电路)，可以将数据编程并写入到其中；与所用操作频带(比如，在美国为902MHz到928MHz的频带，在欧洲为863MHz到868MHz的频带，或者其他的ISM带(“工业科学医用”)，例如2.4GHz到2.83GHz)匹配的高频天线。除RFID标签之外，RFID系统包括读出装置和能够在RFID标签与读出设备之间进行双向无线数据通信的系统天线。此外，可以使用输入/输出设备(如计算机)控制读出设备。

半导体芯片(IC-集成电路)被直接耦合(例如通过引线接合法倒装晶片封装)或者作为SMD(“表面安装器件”)设备(如TSSOP机壳，“减薄缩小型小外廓封装”)安装到高频天线上。半导体芯片和高频天线设置在可由塑料材料制成的载体基片上。还可以在印刷电路板(PCB)上制造该系统。

可以由传感器和无线通信单元形成用于检查物理参数(如温度、湿度，或气体或烟尘的存在和/或浓度等)的已知无线传感器系统，其中无线通信单元用于将测量数据传输到基站，基站可以在显示器上显示接收到的测量数据。可将这种系统设计成，使无线传感器自动地将测量数据发送给基站，其中，在每两个相继发射事件之间具有预定的恒定时间间隔(例如在每两个相继的传感器发射事件之间为几分钟的间隔)。这意味着，传感器本身(至少其内部控制单元)总是有效的，从而传感器持续消耗比如电池的能量。

然而，在许多情况下，需要的测量传感器数据非常少。在特定的时间间隔根本不需要传感器数据(比如在夜间)。由于传感器不断的能量消耗，会大大缩短为传感器输送能量的电池的寿命或耐用性，并且在没有分离的能源时传感器不能进行自给自足操作。

在文献WO2000/45331 A1中，披露了一种结合有传感器系统和射频识别设备(RFID)的集成电路传感器，其中，RFID包括射频接收机、发射机和电源。

不过，WO2000/45331 A1中所描述的解决方案的缺点在于，为了触发测量，电源永久地或周期性地为传感器系统供电。从而，传感器的能耗非常高。

文献US 5,859,873披露了一种具有电源的测量部件，所述电源为进行测量操作的元件输送能量。通过基站来传输测量数据，在基站传输信号时无需任何接触。使用测量部件的电源记录和转换测量值，其中，使用基站发送的功率将测量数据从测量部件传输到基站。但按照US 5,859,873的测量部件，其缺点在于，传感器的能耗也是非常高的。

发明内容

本发明的目的在于以被减小的能耗使传感器工作。

为了实现上述目的，提出按照独立权利要求的传感器电路阵列、操纵传感器电路阵列的控制设备，以及传感器系统。