[发明专利]一种无源无线多参数传感器系统及其多参数测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无源无线多参数传感器遥测技术，尤其涉及一种无源无线多参数传感器系统及其多参数测量方法。

背景技术

无源无线多参数传感器系统无需线路传输信号，也无需电源供电，在复杂工业环境监测中有较为乐观的应用前景，对促进我国物联网的发展有巨大作用。以前的RFID技术，需要电池，寿命短。一般只能实现单参数测量，并且需要工作在特定频率。内部电路复杂，依靠单片机、存储器等进行信号发送，需要同步时钟，成本高，应用受限。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提供一种无源无线多参数传感器系统，能够实现多参数测量与信号的无源无线传输。

本发明的另一目的在于提供一种无源无线多参数传感器参数测量方法。

技术方案：一种无源无线多参数传感器系统，包括主系统和次系统；所述主系统和次系统能够通过电感耦合连接来传递能量和信号；其中，所述主系统包括分别与第一耦合电感连接的载波产生电路和包络检波电路，还包括与所述包络检波电路连接的信号放大电路；所述次系统包括与第二耦合电感连接的整流稳压电路，还包括依次连接的多参数传感器C-F转换电路、时分复用电路以及负载调制电路；所述整流稳压电路用来将耦合到的能量转换成稳定的输出电压为次系统供电；其中，所述时分复用电路用来在一个时钟周期内，选通多参数传感器C-F转换电路输出多个参数的频率信号，并经一个传输通道输出到所述负载调制电路。

作为本发明的优选方案，所述时分复用电路包括依次连接的时钟产生电路、分频器以及多路开关，所述多路开关连接所述负载调制电路；所述多参数传感器C-F转换电路包括若干传感器C-F转换电路模块，分别用来将多个传感器的电容信号转换成频率信号；所述时钟产生电路和分频器产生逻辑控制信号，控制所述多路开关选通由所述多参数传感器C-F转换电路转换得到的多个参数的频率信号中的某一信号。

一种无源无线多参数传感器多参数测量方法，首先，主系统的载波产生电路发出激励信号，经由电感耦合到次系统电路中进行整流与能量储存，当电压稳定后次系统电路开始工作；次系统中时分复用电路由时钟产生电路发出时钟信号后，经分频器产生多路开关电源逻辑控制信号；当次系统中的多参数传感器所测物理量发生变化时，不同传感器的电容发生变化，由多参数传感器C-F转换电路完成电容到频率信号的转换；多路开关电源逻辑控制信号控制多路开关选通，在一个时钟周期内，将多参数传感器C-F转换电路输出的多个参数的频率信号按照预定时序经由一个传输通道传输至负载调制电路；负载调制电路的阻抗发生变化，使得次系统耦合电感上的信号幅值发生变化；信号幅值的变化经耦合传至主系统，主系统中的包络检波电路对耦合到的信号解调后，再通过信号放大电路处理即可得到不同传感器的测量值。

有益效果：与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、本系统通过时分复用电路控制多参数传感器C-F转换电路，可以同时完成多个参数的测量；而且基于该时分复用技术，可以方便扩展测量的参数个数，仅需增加分频器个数以及多路开关的选通能力。克服了多通道同时采集时占用硬件资源多、浪费严重等缺点。

2、相对于现有的RFID技术，本专利提出的时分复用技术无需借助于单片机和存储器，无需编码，不需要主次系统同步时钟，仅通过电感耦合，时序控制简单，工作量小，成本低，对电压质量要求低。有效地节约了系统资源，使复杂的控制系统变得简单，且功耗低，成本低。

3、相比传统的容性传感器电容转换成电压信号，本发明采用将传感器电容转换成频率信号，抗干扰性更强。

4、利用转换得到的频率信号对电路进行负载调制，通过电感耦合传递信号，无需特定频率的载波信号，对载波信号要求低。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图；

图2是本发明的次系统电路结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。