[发明专利]基于RFID技术的自供电智能传感器

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于RFID技术的自供电智能传感器，尤其是无需电源供电并且仅当检测数据达到要求时才会工作的低功耗智能传感器。

背景技术

随着电子行业的发展，电子技术被应用于越来越多的行业，近些年来医疗电子成为世界瞩目的发展行业之一。CT扫描，X光检测，电子耳蜗移植等都是具体应用，给全世界的患者带来了极大的便利。在医学上很多情况之下，需要对患者的某些身体数据进行跟踪检测，尤其是对身体内部部位进行实时跟踪，这是医学上的难点。电子产业的发展还使得脑部神经系统的研究和神经控制假肢取得了很大的进步。但由于电子设备植入体内时，如果有经过皮肤的连接线，会造成极大的感染风险，所以现代医学急需一种能够无需供电，与外部进行数据传输的设备。目前市场上的成熟的解决办法是采用近场感应链接来获取能量和传输数据，但这种方法要求外部感应设备和内部设备在极短的范围之类，这给医学治疗和检测工作带来了极大的限制。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种基于RFID技术的自供电智能传感器，采用被动式电路结构，可以从RFID射频信号中获得所需能量，采用唤醒式工作方式，能够极大程度降低功耗。本发明采用的技术方案是：

一种基于RFID技术的自供电智能传感器，包括：天线、连接天线的阻抗匹配电路、连接阻抗匹配电路的解调电路、连接天线的调制电路、连接阻抗匹配电路并用于从天线接收的RFID射频信号中获取电能的电源电路、以及微控制器、电极条、连接电极条的低噪声放大器、连接低噪声放大器的增益放大电路和连接增益放大电路的峰值检测电路；

电源电路获得电能并储存，用于给微控制器、低噪声放大器、增益放大电路和峰值检测电路供电；

微控制器分别连接解调电路的输出端、调制电路的输入端、以及峰值检测电路的输出端和灵敏度调节端；增益放大电路的输出端接微控制器的传感信号输入端；

峰值检测电路用于对电极条探测并经过低噪声放大器、增益放大电路放大后的人体传感信号进行检测，当超过人体传感信号强度设定阈值时，向微控制器发出唤醒信号。

进一步地，阻抗匹配电路包括电感L1和可调电容CV，电感L1的一端和可调电容CV的一端连接并连接天线，可调电容CV的另一端接地，电感L1的另一端作为阻抗匹配电路的输出端；

解调电路包括二极管D11、电容C5、比较器U1、电平转换器U2、开关管Q3；二极管D11的阳极接电感L1的另一端即阻抗匹配电路的输出端，阴极接电容C5的一端、比较器U1的同相输入端和正电源端，以及电平转换器U2的第一电源端；电容C5的另一端接地；比较器U1的反相输入端接二极管D11的阳极，输出端接电平转换器U2的第一电压端，比较器U1的负电源端接开关管Q3的漏极，开关管Q3的源极接地，栅极接微控制器输出的使能信号，电平转换器U2的第二电源端接电源电路的输出电压Vout，电平转换器U2的第二电压端接微控制器的输入端口；

调制电路包括电阻R1、NMOS管Q1和NPN三极管Q2，NMOS管Q1的漏极和三极管Q2的集电极接天线1，NMOS管Q1的源极和三极管Q2的发射极接地；三极管Q2的基极接电阻R1的一端，电阻R1的另一端和NMOS管Q1的栅极接微控制器的调制信号输出端口；

电源电路包括连接阻抗匹配电路的倍压整流电路，倍压整流电路的输出端通过正向二极管D9接电容C10的一端和瞬态电压抑制管D10的阴极，电容C10的另一端和瞬态电压抑制管D10的阳极接地，二极管D9的阴极输出电源电路的输出电压Vout。

进一步地，增益放大电路包括运算放大器U302和U303、电容C301和C302、电阻R302、R303、R304、R306、R307；

峰值检测电路包括数字电位器U305、电阻R301、R305、电容C303和比较器U304；