[实用新型]利用RFID标签实现的一种无线传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种无线传感器，尤其是一种利用RFID标签实现的一种无线传感器。

背景技术

无线传感器网络由数十、数百，甚至上千个分散布置的传感器组成，来监控物理或者环境变量。每个传感器都是一个节点，多个传感器通过不同的拓扑结构连接起来，构成网络，拓扑结构可以有多种，如星型，网格型等等。其上层协议还有路由、接力及防数据溢流等功能。无线传感器的基本结构包括: RF收发机，天线，微处理器，传感器接口，电源（电池或电源收获装置）。

无线传感器网络技术是最近10年来随着无线技术的发展，应用，而发展起来的。目前IEEE802.15.4为主要技术标准，定义了低速率无线个人局域网(WPAN)的物理层，和媒体访问控制层的协议。标准根据地域不同，采用3个频段：

868.0-868.6 MHz: 欧洲。

902-928 MHz: 北美。

2400-2483.5 MHz: 全球。

其基本的通信范围为10米左右。在此标准基础上有ZigBee，Wireless HART，ISA100等标准定义具体的应用方向，及网络其它层的协议。

另外的一系列标准IEEE21451，则定义网络化，智能化传感器接口协议，如电子表单格式，传感器自动校准，等等，该套标准侧重于传感器网络，而并非指定有线，或无线。其中最新的标准IEEE21451.7定义了RFID和传感器的通信协议，电子表单格式。

上述各系列标准的实施，基本上可以涵盖从传感器接口，到OSI 7层协议的所有方面，是个全面解决方案。

当前各种解决方案的主要问题是成本，基于802.15.4基础上的传感器网络，都是有源传感器，其可靠性，维护需求，复杂程度都导致成本过高，是制约其广泛应用的最大问题。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种利用RFID标签实现的无线传感器，用低成本RFID标签，结合市场现有的1-wire数字传感器，使其成为无线传感器。和专用无线传感器模块相比，RFID标签技术成熟，成本极低。

按照本实用新型提供的技术方案，利用RFID标签实现的一种无线传感器，包括RFID标签，所述RFID标签包括天线、射频前端电路、信号处理电路、冲突检测逻辑电路，以及EEPROM，所述天线与射频前端电路和信号处理电路相连，信号处理电路与冲突检测逻辑电路、EEPROM相连，所述冲突检测逻辑电路与EEPROM相连，所述冲突检测逻辑电路包括冲突检测单元、计数器、寄存器，冲突检测单元的输入端连接所述计数器、EEPROM，寄存器的输入端连接EEPROM，寄存器的输出端连接计数器，本实用新型还包括1-wire状态机模块，1-wire状态机模块的输入端连接EEPROM，1-wire状态机模块的输出端连接寄存器，并通过所述信号处理电路连接天线，所述寄存器与1-wire传感器连接。在EEPROM中存储1-wire命令查询表，根据1-wire协议的要求，1-wire状态机模块按顺序从EEPROM中读取需要向1-wire总线上发出的命令，然后驱动1-wire总线，执行读取传感器数据的功能，读取的数据存入寄存器；在冲突检测单元探测到无冲突之后，RFID标签向读写器发送EEPROM中储存的ID以及读取的传感器数据。

所述1-wire状态机模块内部包括：EEPROM接口电路、寄存器、比较与判断电路、移位寄存器、计数器、I/O接口电路、寄存器组，寄存器通过EEPROM接口电路连接EEPROM，寄存器连接比较与判断电路的输入端，比较与判断电路的输出端通过计数器连接EEPROM接口电路，比较与判断电路的输出端还连接移位寄存器，移位寄存器的输出端连接I/O接口电路，I/O接口电路还连接寄存器组；使能信号激活整个1-wire状态机模块，在时钟控制下，1-wire状态机模块从EEPROM中读取命令字到寄存器中，每个字读取完成后，输入到比较与判断电路，以判断是否为特殊命令：包括1-wire 复位命令、读取时间段命令，若非特殊命令，则该命令输入到移位寄存器中，I/O接口电路把每个数位按照1-wire 总线的信号协议输出到1-wire总线上；若为读取时间段命令，则I/O接口电路按1-wire总线信号协议输出读取时间段命令，然后I/O接口电路把1-wire总线上的数据读入到寄存器组，该数据的信号输出到RFID标签。