傳感器、遙測器和無線傳感器系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及傳感器系統(tǒng)，公開了一種傳感器、遙測器和無線傳感器系統(tǒng)及其使用方法。本發(fā)明的無線傳感器系統(tǒng)包括遙測器和至少一個傳感器，上述傳感器和遙測器在數(shù)字通信模式和模擬傳感模式間切換，其中數(shù)字通信模式用于根據(jù)目標(biāo)地址編碼與預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找并激活目標(biāo)傳感器，模擬傳感模式用于傳輸目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號以提取待測敏感量，其余傳感器處于待機狀態(tài)而不反射傳感信號，僅使用地址編碼對傳感器進行片選，即可從根本上避免同一通信區(qū)內(nèi)多個傳感器的沖突，并可利用有限碼長提供較大地址容量，可靠提高了頻段內(nèi)的傳感器容量以及測量精度與速度，降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距遙測。
【專利說明】傳感器、遙測器和無線傳感器系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及傳感器系統(tǒng)，特別涉及傳感器、遙測器和無線傳感器系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對通信區(qū)內(nèi)多個共存的無線傳感器進行編號并在監(jiān)測過程中予以區(qū)分可統(tǒng)一地稱其為傳感器多址技術(shù)，已成為無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心之一。籍此，可將所測各敏感量與特定編號的傳感器關(guān)聯(lián)起來，以便確定該敏感量的處理方式、校準(zhǔn)系數(shù)、物理位置及所測物件等，并非常利于系統(tǒng)運營狀態(tài)監(jiān)控和維護。尤其是對無線無源傳感器，如何在沒有外部供電條件下融合多址功能，是必須應(yīng)對的技術(shù)挑戰(zhàn)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)已有多種帶有RFID標(biāo)簽的無源無線傳感器。中國專利N0.CN200920108024.3及N0.CN200910084149.1公開了一類在聲表面波無線傳感器上并聯(lián)多個延遲型反射柵的技術(shù)。該技術(shù)中的反射柵可在傳感器的時域發(fā)射信號中構(gòu)成多個與傳感器編號對應(yīng)的峰值。根據(jù)特定時刻是否存在反射峰值判定該位的二進制邏輯值，從而可構(gòu)成多位地址編碼。該技術(shù)的局限在于，其一，只要傳感器處于遙測裝置通信內(nèi)，無論是否需要被訪問，其均形成包含地址編碼和敏感量的反射信號，從而形成對區(qū)內(nèi)其他同類傳感器的沖突，而無法確定地址和敏感量。其二，地址編碼需要在光刻制程中實現(xiàn)，成本較高且無法改寫。針對前述第一條局限，為避免多傳感器沖突，可結(jié)合使用頻分多址或時分多址，但導(dǎo)致系統(tǒng)復(fù)雜度提高，同時降低地址編碼的價值?；蛉缑绹鴮＠鸑0.US7952482B2及N0.US2011/0285510A1中改用異頻正交發(fā)射柵，從而形成正交或準(zhǔn)正交的OFC-PN編碼地址序列，但其仍存在明顯使用限制，即當(dāng)多個傳感器共存時，需要所有傳感器的反射信號時鐘嚴(yán)格同步，否則將出現(xiàn)反射峰錯位和交疊，極大地降低地址編碼的自相關(guān)函數(shù)峰值的銳度造成誤讀，及敏感信息無法正常提取。而且PN碼為保證自相關(guān)函數(shù)銳度而犧牲掉部分碼容量，所以不能充分利用有限長度的碼字。
[0004]中國專利N0.CN200780009331.X中的裝置將傳感器陣列整合進RFID調(diào)制器。其將各傳感器與獨立的邏輯門電路連接，構(gòu)成簡易的模擬-數(shù)字信號變換器。這些邏輯門的二進制狀態(tài)隨所連傳感器狀態(tài)變化而反轉(zhuǎn)，按順序構(gòu)成數(shù)字脈沖序列，并被作為測量編碼向遙測裝置反射，反射信號為純數(shù)字通信編碼信號。遙測裝置接收后根據(jù)測量編碼求解各傳感器狀態(tài)。該裝置局限在于，首先，各傳感器僅在預(yù)設(shè)敏感量閾值處發(fā)生開/關(guān)狀態(tài)反轉(zhuǎn)，為達精細(xì)測量目的，需并聯(lián)多個類似傳感器并設(shè)置不同敏感量閾值，提高復(fù)雜度和成本；其次，邏輯門電路需要從RFID功率恢復(fù)器獲得直流供電，并隨著監(jiān)測分辨率和敏感量數(shù)目的提高而增大所需功率，從而降低可監(jiān)測距離；此外，該裝置反射信號中測量編碼與地址編碼一并反射，當(dāng)多個該型傳感器共存時，沒有提供避沖突機制，因此該裝置僅能用于遙測通信區(qū)內(nèi)單獨存在的傳感器，而無法在區(qū)內(nèi)并存多個傳感器時唯一地訪問各傳感器。
[0005]中國專利N0.CN201180032851.9公開了一種方法。這種方法整合數(shù)字RFID和模擬傳感器閱讀器，降低成本和復(fù)雜性。其中RFID閱讀器讀取地址，模擬阻抗監(jiān)測電路測量傳感器天線處的電阻、電感或電容。該方法可在相同或不同頻率、相同或不同時間分別獲取傳感器地址和敏感量反射信號。但是，該方法具有以下局限。首先，在模擬阻抗監(jiān)測電路工作時，多個共存在同一通訊區(qū)內(nèi)的傳感器均同時反射模擬阻抗信號，不可避免地形成彼此干擾，無法通過地址編碼予以區(qū)分。其次，僅能監(jiān)測反射信號阻抗的實部電阻與虛部電抗，此類測量受無線信號傳輸路徑中的波長周期性影響導(dǎo)致所測復(fù)阻抗的相位不確定，限制了監(jiān)測距離、精度和敏感量數(shù)量，因此僅適用于傳感器和遙測裝置相對位置固定的近場耦合應(yīng)用，而不是適合中遠(yuǎn)距離遙測，且不能外接超過三個傳感器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種傳感器、遙測器和無線傳感器系統(tǒng)及其使用方法，可從根本上避免同一通信區(qū)內(nèi)多個傳感器的沖突，可靠提高了頻段內(nèi)的傳感器容量以及測量精度與速度，而且，降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距遙測。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施方式公開了一種傳感器，包括:
[0008]射頻識別標(biāo)簽，用于在數(shù)字通信模式下，與遙測器進行數(shù)字通信，并根據(jù)從遙測器接收的數(shù)字通信信號，判斷預(yù)置地址編碼與遙測器的目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，則維持?jǐn)?shù)字通信模式，若匹配，則傳感器為目標(biāo)傳感器，目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通第一開關(guān)以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式，在模擬傳感模式下，目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽在模擬傳感模塊反射完模擬傳感信號后關(guān)斷第一開關(guān)以將目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式；
[0009]第一開關(guān)，用于導(dǎo)通或關(guān)斷模擬傳感模塊與遙測器的模擬通信；以及
[0010]模擬傳感模塊，用于在模擬傳感模式下，向遙測器反射模擬傳感信號。
[0011]本發(fā)明的實施方式還公開了一種遙測器，包括:
[0012]第二開關(guān)，用于選擇模擬收發(fā)鏈路或射頻識別前端與傳感器進行通信；
[0013]射頻識別前端；
[0014]模擬收發(fā)鏈路，用于在模擬傳感模式下，用射頻電磁波輻照目標(biāo)傳感器并從目標(biāo)傳感器接收模擬傳感信號并將該模擬傳感信號發(fā)送給控制器；以及
[0015]控制器，用于在數(shù)字通信模式下，控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端，并控制射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器，在找到目標(biāo)傳感器后，控制器控制第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式，在模擬傳感模式下，控制器在接收到目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號后，控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端以使遙測器切換回數(shù)字通信模式。
[0016]本發(fā)明的實施方式還公開了一種無線傳感器系統(tǒng)，包括如上文的遙測器和至少一個如上文的傳感器。
[0017]本發(fā)明的實施方式還公開了一種傳感器的使用方法，傳感器包括射頻識別標(biāo)簽、第一開關(guān)和模擬傳感模塊，第一開關(guān)用于導(dǎo)通或關(guān)斷模擬傳感模塊與遙測器的模擬通信；使用方法包括以下步驟:
[0018]在數(shù)字通信模式下，射頻識別標(biāo)簽與遙測器進行數(shù)字通信，并根據(jù)從遙測器接收的數(shù)字通信信號，判斷預(yù)置地址編碼與遙測器的目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，維持?jǐn)?shù)字通信模式，若匹配，傳感器為目標(biāo)傳感器，目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通第一開關(guān)以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式；
[0019]在模擬傳感模式下，模擬傳感模塊向遙測器反射模擬傳感信號，射頻識別標(biāo)簽在該模擬傳感模塊反射完模擬傳感信號后關(guān)斷第一開關(guān)以將目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式。
[0020]本發(fā)明的實施方式還公開了一種遙測器的使用方法，遙測器包括第二開關(guān)、射頻識別前端、模擬接收鏈路和控制器，第二開關(guān)用于選擇模擬收發(fā)鏈路或射頻識別前端與傳感器進行通信；使用方法包括以下步驟:
[0021]控制器控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端以使遙測器進入數(shù)字通信模式；
[0022]控制器控制射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器，并在找到目標(biāo)傳感器后，控制器控制第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式；
[0023]模擬收發(fā)鏈路用射頻電磁波輻照傳感器，并從目標(biāo)傳感器接收模擬傳感信號并將該模擬傳感信號發(fā)送給控制器；
[0024]控制器在接收到目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號后，控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端以使遙測器切換回數(shù)字通信模式，并控制射頻識別前端尋找下一個目標(biāo)傳感器。
[0025]本發(fā)明實施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于:
[0026]本發(fā)明的無線傳感器系統(tǒng)包括遙測器和至少一個傳感器，上述傳感器和遙測器在數(shù)字通信模式和模擬傳感模式間切換，其中數(shù)字通信模式用于根據(jù)目標(biāo)地址編碼與預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找并激活目標(biāo)傳感器，模擬傳感模式用于傳輸目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號以提取待測敏感量，其余傳感器處于待機狀態(tài)而不反射傳感信號，僅使用地址編碼對傳感器進行片選，即可從根本上避免同一通信區(qū)內(nèi)多個傳感器的沖突，遙測器可與各傳感器逐一進行通信，并可利用有限碼長提供較大地址容量，可靠提高了頻段內(nèi)的傳感器容量以及測量精度與速度，而且，使用模擬信號提取待測敏感量，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距遙測。
[0027]進一步地，遙測器直接片選目標(biāo)傳感器，若傳感器自身預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼不同，則該傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式并保持靜默，若相同，則該傳感器切換到模擬傳感模式并反射傳感信號，這樣，有助于減小遍歷所有傳感器的時間，提高遙測頻率。
[0028]進一步地，各傳感器也可主動發(fā)送自身預(yù)置地址編碼并在未收到模擬傳感指令下，隨機延時后再次發(fā)送預(yù)置地址編碼，遙測器根據(jù)地址編碼是否含有沖突或是否匹配決策發(fā)送數(shù)字通信指令或模擬傳感指令，各傳感器根據(jù)是否接收到模擬傳感指令及各自是否新近發(fā)送地址編碼來決定是否切換工作模式；在傳感器規(guī)模較小時，通過合理延時算法并經(jīng)過充分長的時間，遙測器可逐一遍歷其通信區(qū)內(nèi)各傳感器，可減小傳感器電路的復(fù)雜度以及減小遙測器平均發(fā)射功率和鄰近遙測器的干擾。
[0029]進一步地，通過在傳感器中配置射頻整流器、儲能件和射頻無源探頭分別從電磁輻照中取電和進行探測，使得傳感器不需直流供電，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，也無需休眠和喚醒，整體上無源工作，大大降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距遙測。
[0030]進一步地，通過有限碼長可提供較大地址容量，并可將各地址編碼分級以進一步遍歷傳感器中的各模擬傳感模塊，從而可對指定模擬傳感模塊單獨使能。[0031]進一步地，通過向傳感器發(fā)射射頻信號并接收反射信號來提取待測敏感量，避免傳感器使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，也無需休眠和喚醒，整體上無源工作，大大降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明第一實施方式中一種傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖2是本發(fā)明第二實施方式中一種傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖3是本發(fā)明第二實施方式中一種傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明第三實施方式中一種遙測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖5是本發(fā)明第四實施方式中一種遙測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖6是本發(fā)明第四實施方式中一種遙測器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0038]圖7是本發(fā)明第五實施方式中一種無線傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0039]圖8是本發(fā)明第五實施方式中一種具有片選功能的多址無源無線傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0040]圖9是本發(fā)明第六實施方式中一種傳感器的使用方法的流程圖；
[0041]圖10是本發(fā)明第八實施方式中一種遙測器的使用方法的流程圖；
[0042]圖11是本發(fā)明第十實施方式中一種無線傳感系統(tǒng)直接片選使用方法的信令時序;
[0043]圖12是本發(fā)明第十實施方式中一種無線傳感系統(tǒng)主動上報使用方法的信令時序;
[0044]圖13是根據(jù)本發(fā)明第十實施方式中使用圖11直接片選方法時空中接口數(shù)據(jù)傳輸時序；
[0045]圖14是根據(jù)本發(fā)明第十實施方式中使用圖11直接片選方法時傳感器直流功耗變化。
【具體實施方式】
[0046]在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實施方式的種種變化和修改，也可以實現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護的技術(shù)方案。
[0047]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式作進一步地詳細(xì)描述。
[0048]本發(fā)明第一實施方式涉及一種傳感器，圖1是傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，上述傳感器包括射頻識別標(biāo)簽，第一開關(guān)和模擬傳感模塊，其中:
[0049]射頻識別標(biāo)簽用于在數(shù)字通信模式下，與遙測器進行數(shù)字通信，并根據(jù)從遙測器接收的數(shù)字通信信號，判斷預(yù)置地址編碼與遙測器的目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，則維持?jǐn)?shù)字通信模式，若匹配，則傳感器為目標(biāo)傳感器，目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通第一開關(guān)以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式，在模擬傳感模式下，目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽在模擬傳感模塊反射完模擬傳感信號后關(guān)斷第一開關(guān)以將目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式。[0050]可以理解，上述射頻識別標(biāo)簽并不一定在模擬傳感信號一反射完就關(guān)斷上述第一開關(guān)，也可以在進入模擬傳感模式的預(yù)定時間后關(guān)斷上述第一開關(guān)，該預(yù)定時間大于模擬傳感信號的傳輸時間。
[0051]此外，可以理解，上述數(shù)字通信模式和模擬傳感模式可以工作在相同頻率或不同頻率，典型工作帶寬為IMHz至20MHz。
[0052]上述射頻識別標(biāo)簽預(yù)置地址編碼，通過與遙測器選定的目標(biāo)地址編碼比較，當(dāng)?shù)刂菲ヅ鋾r，傳感器被選中并切換至模擬傳感模式以反射帶有敏感量信息的模擬應(yīng)答信號；當(dāng)傳感器處于遙測器通信區(qū)內(nèi)但未被選中時，處于待機偵聽狀態(tài)不反射模擬應(yīng)答信號，不干擾被選中傳感器的正常通信和遙測。
[0053]第一開關(guān)用于導(dǎo)通或關(guān)斷模擬傳感模塊與遙測器的模擬通信。該第一開關(guān)在數(shù)字通信模式向模擬傳感模式轉(zhuǎn)換時切換。
[0054]模擬傳感模塊用于在模擬傳感模式下，向遙測器反射模擬傳感信號。
[0055]上述傳感器在數(shù)字通信與模擬傳感模式間時分切換，其中數(shù)字通信模式用于確定片選地址并激活所選定傳感器，模擬傳感模式用于測量模擬傳感模塊的反射模擬信號并提取待測敏感量。
[0056]為了適用于不同規(guī)模的應(yīng)用，提出了用于上述傳感器的兩種不同的尋址控制機制。在大規(guī)模應(yīng)用中使用直接片選機制，而在小規(guī)模系統(tǒng)中使用傳感器主動上報機制。具體地說:
[0057]上述傳感器可以使用直接片選，射頻識別標(biāo)簽用于在數(shù)字通信模式下，從遙測器接收目標(biāo)地址編碼，并判斷該目標(biāo)地址編碼與預(yù)置地址編碼是否匹配，若不匹配，維持?jǐn)?shù)字通信模式，否則傳感器為目標(biāo)傳感器，該目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽發(fā)送應(yīng)答信號給遙測器，并導(dǎo)通第一開關(guān)以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式。
[0058]遙測器直接片選目標(biāo)傳感器，向其通信區(qū)內(nèi)所有傳感器發(fā)出帶有目標(biāo)地址編碼的片選指令，傳感器比較自身預(yù)置地址編碼與該指令內(nèi)容中的目標(biāo)地址編碼，若傳感器自身預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼不同，則該傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式，保持待機偵聽狀態(tài)，若相同，則該傳感器應(yīng)答遙測器并切換到模擬傳感模式，同時該應(yīng)答也觸發(fā)遙測器從數(shù)字通信模式向模擬傳感模式轉(zhuǎn)換，這樣，有助于減小遍歷所有傳感器的時間，提高遙測頻率。
[0059]可選地，上述傳感器也可以使用主動上報，射頻識別標(biāo)簽用于在數(shù)字通信模式下，從遙測器接收數(shù)字通信指令，并隨后主動向遙測器發(fā)送預(yù)置地址編碼，遙測器判斷是否找到與目標(biāo)地址編碼匹配的預(yù)置地址編碼，若未有匹配，在隨機延時后，射頻識別標(biāo)簽再次向遙測器發(fā)送預(yù)置地址編碼并判斷遙測器是否發(fā)送模擬傳感指令，若有匹配，遙測器發(fā)送模擬傳感指令，同時射頻識別標(biāo)簽判斷是否在接收到模擬傳感指令之前的預(yù)設(shè)門限時長內(nèi)發(fā)送過預(yù)置地址編碼，若是，則傳感器為目標(biāo)傳感器，該目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通第一開關(guān)以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式，否則傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式。
[0060]遙測器發(fā)送全局工作模式指令，包括數(shù)字通信指令或模擬傳感指令，各傳感器進入該遙測器通信區(qū)后，各自主動發(fā)送自身預(yù)置地址編碼并在未收到模擬傳感指令下，以各自前次發(fā)送時刻為基準(zhǔn)獨立設(shè)置隨機延時后，再次發(fā)送預(yù)置地址編碼，遙測器根據(jù)地址編碼是否沖突決策修改全局工作模式指令，即從發(fā)送數(shù)字通信指令切換為發(fā)送模擬傳感指令，各傳感器根據(jù)是否收到該模擬傳感指令及各自是否新近發(fā)送地址編碼來決定是否切換自身工作模式。在傳感器規(guī)模較小時，通過合理延時算法并經(jīng)過充分長的時間，遙測器可逐一遍歷其通信區(qū)內(nèi)各傳感器，可減小傳感器片選電路的復(fù)雜度以及減小遙測器平均發(fā)射功率和鄰近遙測器的干擾。
[0061 ] 此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，還可以使用其他通信方式來進行尋址控制。
[0062]作為可選實施方式，傳感器具有多個模擬傳感模塊，第一開關(guān)為多擲開關(guān)，用于選擇與遙測器模擬通信的模擬傳感模塊。此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，上述第一開關(guān)也可以是多個相互連接的單擲開關(guān)。
[0063]傳感器具有多個模擬傳感模塊時，射頻識別標(biāo)簽預(yù)置多級地址編碼，分別對應(yīng)傳感器及其模擬傳感模塊，在確認(rèn)預(yù)置地址編碼與遙測器的目標(biāo)地址編碼匹配后，射頻識別標(biāo)簽被選中，并根據(jù)次級地址編碼控制第一開關(guān)擲向所選擇的模擬傳感模塊以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式。通常，預(yù)置地址編碼具有典型碼長為8至256位。
[0064]通過多級地址編碼可對同一傳感器上多個模擬傳感模塊獨立逐次監(jiān)測，即通過地址編碼中部分碼段選中特定傳感器，而讓其他傳感器處于待機偵聽狀態(tài)，隨后通過地址編碼中余下碼段尋址該選中傳感器上某一個探頭。
[0065]通過有限碼長可提供較大地址容量，并可將各地址編碼分級以進一步遍歷傳感器中的各模擬傳感模塊，從而可對指定模擬傳感模塊單獨使能。
[0066]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，也可利用碼分、時分或頻分等其他各種組合來實現(xiàn)一個或多個遙測器對各通信區(qū)內(nèi)的傳感器的同時監(jiān)測并防止沖突。具體地說，模擬傳感模塊陣列內(nèi)含的多個模塊可進一步以頻分或時分方式實現(xiàn)多址，以便通過所屬傳感器地址編碼同時監(jiān)測多個模塊；或者也可將多個傳感器分為若干組，每組使用相同地址編碼并可被一起選中、同時被監(jiān)測，組內(nèi)各傳感器使用不同的頻率或不同時隙以防沖突，即通過頻分多址或時分多址協(xié)議避免組內(nèi)沖突，而不同組之間則僅通過不同地址編碼即可免沖突，以進一步提高系統(tǒng)響應(yīng)速度和容量。
[0067]這樣，一個遙測器的通信區(qū)內(nèi)可同時共存多個傳感器，各傳感器通過地址編碼或工作頻率或工作時隙以防沖突。此外，還可包括多個遙測器，通過選擇間隔的通信區(qū)范圍或工作頻率或工作時隙以防沖突。
[0068]本實施方式的傳感器包括射頻識別標(biāo)簽、第一開關(guān)和模擬傳感模塊，其中，射頻識別標(biāo)簽根據(jù)從遙測器接收的數(shù)字通信信號，判斷預(yù)置地址編碼與遙測器的目標(biāo)地址編碼是否匹配，以導(dǎo)通或關(guān)斷第一開關(guān)來控制模擬傳感模塊與遙測器的模擬通信，從而使上述傳感器在數(shù)字通信模式與模擬傳感模式之間切換，僅使用地址編碼對傳感器進行片選，即可從根本上避免同一通信區(qū)內(nèi)多個傳感器的沖突，遙測器可與各傳感器逐一進行通信，并可利用有限碼長提供較大地址容量，可靠提高了頻段內(nèi)的傳感器容量以及測量精度與速度，而且，使用模擬信號提取待測敏感量，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距遙測。
[0069]本發(fā)明第二實施方式涉及一種傳感器，圖2是該傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。第二實施方式在第一實施方式的基礎(chǔ)上進行了改進，主要改進之處在于:通過在傳感器中配置射頻整流器、儲能件和射頻無源探頭分別從電磁輻照中取電和進行探測，使得傳感器不需直流供電，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，也無需休眠和喚醒，整體上無源工作，大大降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距遙測。具體地說:
[0070]如圖2所示，上述傳感器還包括射頻整流器和儲能件。
[0071]射頻整流器用于將從遙測器接收到的射頻電磁輻照轉(zhuǎn)換為直流電流以對儲能件充電。
[0072]儲能件用于給射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)供電。
[0073]在本實施方式中，優(yōu)選地，射頻整流器、射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)集成封裝以形成多端口芯片。當(dāng)然，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，射頻整流器、射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)也可以作為分立元件單獨封裝。
[0074]作為可選實施方式，模擬傳感模塊為射頻無源探頭，用于在模擬傳感模式下，從遙測器接收射頻信號，并向遙測器發(fā)送反射信號。在該模擬傳感模式下，遙測器用射頻連續(xù)波激勵起傳感器中射頻無源探頭內(nèi)電磁諧振或傳輸，并監(jiān)測上述探頭的射頻反射信號特征或多個信號特征的算術(shù)值以求解對應(yīng)的待測敏感量。
[0075]上述射頻識別標(biāo)簽在射頻無源探頭發(fā)送完反射信號后關(guān)斷第一開關(guān)以將目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式。
[0076]優(yōu)選地，射頻無源探頭為振蕩器或傳輸線型模擬射頻無源探頭，射頻無源探頭陣列包括并聯(lián)的一個或多個振蕩器或傳輸線型模擬射頻無源探頭，根據(jù)其環(huán)境敏感量調(diào)制射頻信號，而無需直流供電?？梢岳斫?，射頻無源探頭可用于測量溫度、壓強、濕度或振動等敏感量，可選地，上述射頻無源探頭陣列含有至少兩個射頻無源探頭用于分別測量溫度、壓強、濕度或振動等敏感量，反射信號特征可包括信號幅度、頻率、相位、功率、延時等。
[0077]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，上述傳感器也可使用其他直流或交流供電電路，模擬傳感模塊也可使用需供電的模擬傳感器件，并不影響本發(fā)明的技術(shù)方案的實現(xiàn)。
[0078]以上各改進組合后形成本發(fā)明的較佳實施方式，但各改進也可以分別使用。
[0079]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的例子，如圖3所示的多址無源無線數(shù)模混合傳感器結(jié)構(gòu)包括:集成的小型天線301、射頻整流器302、儲能件303、功率分配網(wǎng)絡(luò)304、無源射頻傳感器探頭陣列306 (相當(dāng)于模擬傳感模塊)以及射頻碼分多址片選電路308。射頻碼分多址片選電路308由射頻識別標(biāo)簽305以及數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)(即第一開關(guān))307組成，該射頻識別標(biāo)簽305包含預(yù)置地址編碼(ID)。
[0080]在實施時，天線301為小型化集成天線，本例中為曲折線偶機子、微帶貼片、倒F或開槽天線。其射頻接地與傳感器的地電位相連接，同時通過可選的阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)提高饋電效率。集成天線用于傳遞或反饋通信和傳感信號，并用于捕獲來自遙測器的射頻電磁輻照并對射頻碼分多址片選電路308無線供電。
[0081]功率分配網(wǎng)絡(luò)304連接天線信號抽頭，可使用微帶線或金屬跳線連接，可根據(jù)需要來選擇功率分配網(wǎng)絡(luò)304的微帶線或金屬跳線的長度和直徑或?qū)挾取?br> [0082]射頻碼分多址片選電路308由射頻識別標(biāo)簽305以及數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)(即第一開關(guān))307組成。由天線301捕獲的射頻電磁輻照由射頻整流器302恢復(fù)出直流，并對儲能件303充電。優(yōu)選地，儲能件303為電容或微電池，經(jīng)充電后達到額定工作電壓，為射頻識別標(biāo)簽305和數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)307供電，并在射頻信號關(guān)斷的間隙保持電源。所述射頻識別標(biāo)簽305的預(yù)置地址編碼具有典型碼長為8至256位。優(yōu)選地，所述射頻整流器302、數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)307以及射頻識別標(biāo)簽305可集成在單一集成封裝內(nèi)構(gòu)成多端口芯片?？梢岳斫猓诒景l(fā)明的其他實施例中，射頻整流器302、數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)307以及射頻識別標(biāo)簽305也可作為分立元件單獨封裝。
[0083]在一個實施例中，所述射頻識別標(biāo)簽305解析空中接口獲得的遙測器目標(biāo)地址編碼，通過內(nèi)置卷積器或比較器與接收到的遙測器選定目標(biāo)地址編碼比較；當(dāng)?shù)刂菲ヅ鋾r，通過內(nèi)置鍵控調(diào)幅或調(diào)頻裝置控制天線301處的反射信號，并將數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)307從開路狀態(tài)調(diào)整至無源射頻傳感器探頭并反射模擬傳感信號。若所述傳感器處于遙測器通信區(qū)內(nèi)但未被選中激活時，處于待機偵聽狀態(tài)并保持?jǐn)?shù)字-模擬模式切換開關(guān)307為開路狀態(tài)而不應(yīng)答遙測器。
[0084]在另一個實施例中，所述射頻識別標(biāo)簽305上電后主動發(fā)送預(yù)置地址編碼；若在預(yù)定延時內(nèi)收到遙測器模式切換指令則控制數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)307從開路調(diào)整至無源射頻傳感器探頭。若未收到切換指令，則自動隨機生成一個延時值，并進入待機偵聽狀態(tài)保持?jǐn)?shù)字-模擬模式切換開關(guān)307為開路狀態(tài)并且不應(yīng)答遙測器，直到隨機延時完成時，重新嘗試發(fā)送預(yù)置地址編碼。
[0085]無源射頻傳感器探頭陣列306包括并聯(lián)的多個用于測量敏感量的無源射頻探頭。各探頭根據(jù)其環(huán)境敏感量調(diào)制或開關(guān)射頻信號，而無需直流供電。所述數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)307或多個相互連接的單擲開關(guān)在所述數(shù)字通信模式向模擬傳感模式轉(zhuǎn)換時，由開路狀態(tài)調(diào)整為選擇特定模擬射頻無源探頭連接到功率分配網(wǎng)絡(luò)304。此時，遙測器射頻連續(xù)波被天線301捕獲，因在模擬傳感模式中射頻整流器302及射頻識別標(biāo)簽305輸入均為高阻狀態(tài)，大部分射頻信號被送至無源探頭。該探頭為振蕩器或傳輸線型無源射頻器件，其使用敏感量的變化直接收到的調(diào)制射頻信號。調(diào)制后的射頻信號經(jīng)延時或無延時反向傳播至天線301，并反射向遙測器。該探頭不需直流供電，避免使用模數(shù)變換和相應(yīng)成幀電路，也無需休眠和喚醒。
[0086]優(yōu)選地，所述無源射頻探頭的敏感量包括溫度、壓強、濕度、振動等環(huán)境參量。所述調(diào)制射頻信號的多種特征包括幅度、頻率、相位、功率、延時等。
[0087]優(yōu)選地，所述無源射頻探頭可使用聲表面波傳感器、鐵電振蕩器、體波壓電振蕩器等或其組合構(gòu)成。
[0088]優(yōu)選地，所述傳感器還可預(yù)置多個地址或多級地址，分別對應(yīng)傳感器自身及所級聯(lián)的多個模擬射頻無源探頭，以便對指定探頭單獨使能。
[0089]在無源無線傳感器中通過集成多址片選功能可實現(xiàn)多個無源傳感器共存及多種敏感量獨立遙測。
[0090]并且，上述傳感器無源工作。其中用于確定選中狀態(tài)的數(shù)字射頻碼分多址片選電路及用于切換工作模式的多擲開關(guān)由射頻整流器和儲能件從遙測器電磁波輻照中恢復(fù)功率提供直流供電。而模擬射頻無源探頭陣列包括并聯(lián)的多個用于測量敏感量的無源射頻振蕩器或傳輸線型探頭，其使用敏感量直接調(diào)制射頻信號，不需直流供電，避免使用模數(shù)變換，也無需休眠和喚醒。因此傳感器整體上無源工作。
[0091]本發(fā)明第三實施方式涉及一種遙測器，圖4是該遙測器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖4所示，該遙測器包括:
[0092]第二開關(guān)，用于選擇模擬收發(fā)鏈路或射頻識別前端與傳感器進行通信。[0093]射頻識別前端。
[0094]模擬收發(fā)鏈路，用于在模擬傳感模式下，用射頻電磁波輻照目標(biāo)傳感器并從目標(biāo)傳感器接收模擬傳感信號并將該模擬傳感信號發(fā)送給控制器?？梢岳斫?，在本發(fā)明的其他實施方式中，該模擬收發(fā)鏈路也可以不用射頻電磁波輻照目標(biāo)傳感器，只從目標(biāo)傳感器接收模擬傳感信號。
[0095]控制器，用于在數(shù)字通信模式下，控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端，并控制射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器，在找到目標(biāo)傳感器后，控制器控制第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式，在模擬傳感模式下，控制器在接收到目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號后，控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端以使遙測器切換回數(shù)字通信模式。
[0096]可以理解，上述遙測器并不一定在接收到模擬傳感信號后立即就切換回數(shù)字通信模式，也可以在進入模擬傳感模式的預(yù)定時間后切換回數(shù)字通信模式，該預(yù)定時間大于模擬傳感信號的傳輸時間。
[0097]此外，可以理解，上述數(shù)字通信模式和模擬傳感模式可以工作在相同頻率或不同頻率，典型工作帶寬為IMHz至20MHz。
[0098]上述遙測器在數(shù)字通信與模擬傳感模式間時分切換，其中數(shù)字通信模式用于確定片選地址并激活所選定傳感器，模擬傳感模式用于測量傳感器的模擬傳感模塊的反射模擬信號并提取待測敏感量。
[0099]為了適用于不同規(guī)模的應(yīng)用，對應(yīng)于傳感器的兩種不同的尋址控制機制，遙測器也相應(yīng)地使用直接片選機制，或使用主動上報機制。
[0100]直接片選機制下，遙測器直接片選目標(biāo)傳感器，向其通信區(qū)內(nèi)所有傳感器發(fā)出帶有目標(biāo)地址編碼的片選指令，傳感器比較自身預(yù)置地址編碼與該指令內(nèi)容中的目標(biāo)地址編碼，若傳感器自身預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼不同，則該傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式，即保持待機偵聽狀態(tài)，若相同，則該傳感器應(yīng)答遙測器并切換到模擬傳感模式，同時該應(yīng)答也觸發(fā)遙測器從數(shù)字通信模式向模擬傳感模式轉(zhuǎn)換，這樣，有助于減小遍歷所有傳感器的時間，提聞遙測頻率。
[0101]具體地說，控制器用于在數(shù)字通信模式下，控制射頻識別前端向傳感器發(fā)送目標(biāo)地址編碼，并在接收到預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼匹配的目標(biāo)傳感器的應(yīng)答信號后控制第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式。
[0102]射頻識別前端用于從目標(biāo)傳感器接收應(yīng)答信號并將該應(yīng)答信號發(fā)送給控制器。
[0103]主動上報機制下，遙測器發(fā)送全局工作模式指令，包括數(shù)字通信指令或模擬傳感指令，各傳感器進入該遙測器通信區(qū)后，各自主動發(fā)送自身預(yù)置地址編碼并在未收到模擬傳感指令下，以各自前次發(fā)送時刻為基準(zhǔn)獨立設(shè)置隨機延時后，再次發(fā)送預(yù)置地址編碼，遙測器根據(jù)地址編碼是否沖突決策修改全局工作模式指令，即從發(fā)送數(shù)字通信指令切換為發(fā)送模擬傳感指令，各傳感器根據(jù)是否收到該模擬傳感指令及各自是否新近發(fā)送地址編碼來決定是否切換自身工作模式。在傳感器規(guī)模較小時，通過合理延時算法并經(jīng)過充分長的時間，遙測器可逐一遍歷其通信區(qū)內(nèi)各傳感器，可減小傳感器片選電路的復(fù)雜度以及減小遙測器平均發(fā)射功率和鄰近遙測器的干擾。
[0104]具體地說，控制器用于在數(shù)字通信模式下，控制射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送數(shù)字通信指令，控制器判斷射頻識別前端從傳感器接收的預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，則控制器繼續(xù)控制射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送數(shù)字通信指令，并繼續(xù)判斷射頻識別前端接收的預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼是否匹配，若匹配，則控制器控制射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送模擬傳感指令，并控制第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式。
[0105]射頻識別前端用于從傳感器接收預(yù)置地址編碼。
[0106]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，還可以使用其他通信方式來進行尋址控制。
[0107]本實施方式的遙測器包括射頻識別前端、第二開關(guān)、模擬收發(fā)鏈路和控制器，其中，控制器控制射頻前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器，并在找到后將第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以與目標(biāo)傳感器進行模擬通信，從而使上述遙測器在數(shù)字通信模式與模擬傳感模式之間切換，僅使用地址編碼對傳感器進行片選，即可從根本上避免同一通信區(qū)內(nèi)多個傳感器的沖突，遙測器可與各傳感器逐一進行通信，并可利用有限碼長提供較大地址容量，可靠提高了頻段內(nèi)的傳感器容量以及測量精度與速度，而且，使用模擬信號提取待測敏感量，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距測量。
[0108]本發(fā)明第四實施方式涉及一種遙測器，圖5是該遙測器的結(jié)構(gòu)示意圖。第四實施方式在第三實施方式的基礎(chǔ)上進行了改進，主要改進之處在于:通過向傳感器發(fā)射射頻信號并接收反射信號來提取待測敏感量，避免傳感器使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，也無需休眠和喚醒，整體上無源工作，大大降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距測量。具體地說:
[0109]如圖5所示，上述模擬收發(fā)鏈路包括模擬接收鏈路和模擬發(fā)射鏈路，第二開關(guān)還用于選擇模擬接收鏈路和模擬發(fā)射鏈路與傳感器進行通信。
[0110]模擬接收鏈路用于在模擬傳感模式下，從目標(biāo)傳感器接收反射信號，并將該反射信號發(fā)送給控制器。
[0111]控制器還用于在數(shù)字通信模式下，在找到目標(biāo)傳感器后，控制第二開關(guān)擲向模擬發(fā)射鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式，在模擬傳感模式下，控制器控制該模擬發(fā)射鏈路向目標(biāo)傳感器發(fā)射射頻信號，控制第二開關(guān)擲向模擬接收鏈路，并在接收到目標(biāo)傳感器的反射信號后，控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端以將遙測器切換回數(shù)字通信模式。
[0112]優(yōu)選地，控制器還用于控制射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)射射頻電磁輻照以給傳感器充電。傳感器的射頻整流器從該遙測器的輻照電磁波整流輸出直流并為儲能件充電，在傳感器工作模式切換時保持射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)供電。
[0113]以上各改進組合后形成本發(fā)明的較佳實施方式，但各改進也可以分別使用。
[0114]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選的例子，如圖6所示的遙測器結(jié)構(gòu)包括:高增益天線611、數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)(即第二開關(guān))615、數(shù)字射頻編碼識別前端(ID TxR)612 (即射頻識別前端)、模擬射頻信號發(fā)射鏈路(SP Tx)613 (即模擬發(fā)射鏈路)和接收鏈路(SP Rx)614(即模擬接收鏈路)、控制器616。該遙測器可在數(shù)字通信和模擬傳感模式間時分切換。在數(shù)字通信模式，遙測器根據(jù)地址編碼激活所需單一傳感器。在模擬傳感模式，遙測器用射頻連續(xù)波激勵起傳感器，通過監(jiān)測傳感器反射模擬信號特征求解待測敏感量。[0115]實施時，高增益天線611完成對通信區(qū)內(nèi)傳感器的電磁輻照、與各傳感器的信令通信及對選中傳感器的傳感遙測。數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615在數(shù)字射頻編碼識別前端612、模擬射頻信號發(fā)射鏈路613和接收鏈路614端頭間切換，以唯一地連接到高增益天線
611。
[0116]在數(shù)字通信模式，數(shù)字射頻編碼識別前端612首先使用電磁輻照為所述傳感器的射頻碼分多址片選電路308無線供電，并根據(jù)控制器616的指令，選定目標(biāo)傳感器地址編碼。優(yōu)選地，數(shù)字射頻編碼識別前端612向所述傳感器發(fā)送目標(biāo)地址編碼，并等待對應(yīng)傳感器的應(yīng)答數(shù)字信號。或優(yōu)選地，數(shù)字射頻編碼識別前端612偵聽通信區(qū)內(nèi)空中接口上來自傳感器的地址編碼廣播，確定是否有沖突，以及是否是目標(biāo)地址編碼，隨后發(fā)送全局模式控制指令(包括數(shù)字通信指令或模擬傳感指令)，以在無沖突且目標(biāo)地址編碼出現(xiàn)時驅(qū)使傳感器進入模擬傳感模式。在模擬傳感模式中，數(shù)字射頻編碼識別前端612停止工作。
[0117]在系統(tǒng)進入模擬傳感模式時，數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615擲向模擬射頻信號發(fā)射鏈路613。模擬射頻信號發(fā)射鏈路613在控制器616指令下，以預(yù)設(shè)的頻率、帶寬和功率輻照傳感器。優(yōu)選地，模擬射頻信號發(fā)射鏈路613在預(yù)定時間后關(guān)閉，或保持發(fā)送狀態(tài)。隨后數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615擲向模擬射頻信號接收鏈路614。該鏈路偵聽來自空中接口的指定頻率和帶寬的傳感器反射信號，數(shù)字化后提取時域或頻率信號特征，優(yōu)選地，信號特征包括幅度、頻率、相位、功率、延時等。該數(shù)據(jù)為控制器616接收，并依據(jù)各信號特征或多個信號特征的算術(shù)值以求解對應(yīng)待測敏感量。優(yōu)選地，可使用信號特征的差值或時域頻域差分等算數(shù)值。
[0118]本發(fā)明第五實施方式涉及一種無線傳感器系統(tǒng)，圖7是該無線傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該無線傳感器系統(tǒng)包括第三或第四實施方式所述的遙測器和至少一個第一或第二實施方式所述的傳感器。
[0119]優(yōu)選地，該無線傳感器系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)中心。
[0120]遙測器還用于將從目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號提取的敏感量和相應(yīng)的目標(biāo)地址編碼發(fā)送給數(shù)據(jù)中心。
[0121]數(shù)據(jù)中心用于通過數(shù)據(jù)總線向遙測器發(fā)送開機指令，并接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)遙測器發(fā)送的敏感量和目標(biāo)地址編碼。
[0122]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選例，具有片選功能的多址無源無線數(shù)模混合傳感器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖8所示。該系統(tǒng)包括數(shù)模混合傳感器和非接觸的遙測器。傳感器由集成的小型天線301、射頻整流器302、儲能件303、功率分配網(wǎng)絡(luò)304、模擬射頻無源探頭陣列306以及數(shù)字射頻碼分多址片選電路308組成。遙測器包括高增益天線611、數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)(即第二開關(guān))615、數(shù)字射頻編碼識別前端612、模擬射頻信號收發(fā)機613、614、控制器616及后臺數(shù)據(jù)中心617。該無線傳感器系統(tǒng)為使用多址開關(guān)在數(shù)字通信工作模式和模擬傳感工作模式間切換的混合傳感器系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含混合模式的傳感器和遙測器。數(shù)字通信模式中，傳感器的射頻碼分多址片選電路確定片選狀態(tài)并決定是否切換工作模式；模擬傳感模式中，傳感器的模擬射頻無源探頭陣列用敏感量直接調(diào)制反射射頻信號。遙測器在數(shù)字通信模式下用數(shù)字射頻編碼識別前端收發(fā)通信信令并控制通信區(qū)內(nèi)各傳感器工作狀態(tài)，在模擬傳感模式下使用模擬射頻信號收發(fā)機照射選中傳感器并偵聽反射信號特征或多個特征的算術(shù)值，例如差值、差分等，求解待測敏感量。[0123]上述系統(tǒng)在數(shù)字通信和模擬傳感模式間時分切換。在數(shù)字通信模式，通過遙測器直接片選或傳感器主動發(fā)送等信令協(xié)議，根據(jù)地址編碼激活所需單一傳感器。隨后遙測器和傳感器均切換至模擬傳感模式。遙測器用射頻連續(xù)波激勵起傳感器中模擬射頻無源探頭內(nèi)電磁諧振或傳輸，探頭直接調(diào)制反射信號，通過監(jiān)測反射信號幅度、頻率、相位、功率、延時等模擬信號特征求解對應(yīng)待測敏感量。然后，遙測器中控制器616提取的與傳感器地址對應(yīng)的各敏感量均由后臺數(shù)據(jù)中心617接收、存儲或轉(zhuǎn)發(fā)，以便后臺專家系統(tǒng)或人機界面決策。該系統(tǒng)可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距遙測，允許通信區(qū)內(nèi)共存多個傳感器而互不干擾，并可逐一進行通信，可靠提高頻段內(nèi)傳感器容量和測量精度與速度。所用模擬射頻無源探頭無需直流供電，沒有待機和喚醒過程，也避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路。
[0124]需注意的是，上述僅為本發(fā)明的一個優(yōu)選例，在本發(fā)明的其他實施例中，還可根據(jù)實際情況，組合不同配置的遙測器和傳感器以形成滿足實際需求的無線傳感器系統(tǒng)。
[0125]本實施方式的無線傳感器系統(tǒng)包括遙測器和至少一個傳感器，上述傳感器和遙測器分別通過射頻識別標(biāo)簽、第一開關(guān)和射頻識別前端、第二開關(guān)在數(shù)字通信模式和模擬傳感模式間切換，其中數(shù)字通信模式用于根據(jù)目標(biāo)地址編碼與預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找并激活目標(biāo)傳感器，模擬傳感模式用于傳輸目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號以提取待測敏感量，其余傳感器處于待機狀態(tài)而不反射傳感信號，僅使用不同地址編碼即可從根本上避免同一通信區(qū)內(nèi)多個傳感器的沖突，遙測器可與各傳感器逐一進行通信，并可利用有限碼長提供較大地址容量，可靠提高了頻段內(nèi)的傳感器容量以及測量精度與速度，而且，使用模擬信號提取待測敏感量，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距測量。
[0126]本發(fā)明第六實施方式涉及一種傳感器的使用方法。圖9是該傳感器的使用方法的流程圖。
[0127]傳感器包括射頻識別標(biāo)簽、第一開關(guān)和模擬傳感模塊，第一開關(guān)用于導(dǎo)通或關(guān)斷模擬傳感模塊與遙測器的模擬通信。如圖9所示，該傳感器的使用方法包括以下步驟:
[0128]在步驟901中，該傳感器工作在數(shù)字通信模式下，射頻識別標(biāo)簽與遙測器進行數(shù)字通信。
[0129]此后進入步驟902，射頻識別標(biāo)簽根據(jù)從遙測器接收的數(shù)字通信信號，判斷預(yù)置地址編碼與遙測器的目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，進入步驟906，若匹配，傳感器為目標(biāo)傳感器，進入步驟903。
[0130]在步驟903中，目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通第一開關(guān)以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式；
[0131]此后進入步驟904，該傳感器工作在模擬傳感模式下，模擬傳感模塊向遙測器反射模擬傳感信號。
[0132]此后進入步驟905，射頻識別標(biāo)簽在該模擬傳感模塊反射完模擬傳感信號后關(guān)斷第一開關(guān)以將目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式。
[0133]可以理解，上述射頻識別標(biāo)簽并不一定在模擬傳感信號一反射完就關(guān)斷上述第一開關(guān)，也可以在進入模擬傳感模式的預(yù)定時間后關(guān)斷上述第一開關(guān)，該預(yù)定時間大于模擬傳感信號的傳輸時間。
[0134]此后進入下一輪通信。[0135]在步驟906中，傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式，處于待機偵聽狀態(tài)。
[0136]其中，在步驟901、902、903和906中，該傳感器處于數(shù)字通信模式，而在步驟904和905中，該傳感器處于模擬傳感模式。
[0137]可以理解，上述數(shù)字通信模式和模擬傳感模式可以工作在相同頻率或不同頻率，典型工作帶寬為IMHz至20MHz。
[0138]為了適用于不同規(guī)模的應(yīng)用，提出了兩種不同的尋址控制機制。在大規(guī)模應(yīng)用中使用直接片選機制，而在小規(guī)模系統(tǒng)中使用傳感器主動上報機制。具體地說:
[0139]在數(shù)字通信模式下，該傳感器的使用方法可以包括以下步驟:
[0140]射頻識別標(biāo)簽從遙測器接收目標(biāo)地址編碼；
[0141]射頻識別標(biāo)簽判斷目標(biāo)地址編碼與預(yù)置地址編碼是否匹配，若不匹配，維持?jǐn)?shù)字通信模式，否則傳感器為目標(biāo)傳感器，該目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽發(fā)送應(yīng)答信號給遙測器，并導(dǎo)通第一開關(guān)以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式。
[0142]遙測器直接片選目標(biāo)傳感器，若傳感器自身預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼不同，則該傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式并保持靜默，若相同，則該傳感器切換到模擬傳感模式并反射傳感信號，這樣，有助于減小遍歷所有傳感器的時間，提高遙測頻率。
[0143]可選地，在數(shù)字通信模式下，該傳感器的使用方法也可以包括以下步驟:
[0144]射頻識別標(biāo)簽從遙測器接收數(shù)字通信指令；
[0145]射頻識別標(biāo)簽在接收到數(shù)字通信指令后，主動向遙測器發(fā)送預(yù)置地址編碼；
[0146]遙測器判斷是否找到與目標(biāo)地址編碼匹配的預(yù)置地址編碼，若有匹配，在隨機延時后，射頻識別標(biāo)簽再次向遙測器發(fā)送預(yù)置地址編碼并判斷遙測器是否發(fā)送模擬傳感指令，若有匹配，遙測器發(fā)送模擬傳感指令，同時射頻識別標(biāo)簽判斷是否在接收到模擬傳感指令之前的預(yù)設(shè)門限時長內(nèi)發(fā)送過預(yù)置地址編碼，若是，則傳感器為目標(biāo)傳感器，該目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通第一開關(guān)以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式，否則傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式。
[0147]各傳感器主動發(fā)送自身預(yù)置地址編碼并在未收到傳感指令下，隨機延時后再次發(fā)送預(yù)置地址編碼，遙測器根據(jù)地址編碼是否含有沖突或是否匹配決策發(fā)送數(shù)字通信指令或模擬傳感指令，各傳感器根據(jù)是否接收到模擬傳感指令及各自是否新近發(fā)送地址編碼來決定是否切換自身工作模式。在傳感器規(guī)模較小時，通過合理延時算法并經(jīng)過充分長的時間，遙測器可逐一遍歷其通信區(qū)內(nèi)各傳感器，可減小傳感器電路的復(fù)雜度以及減小遙測器平均發(fā)射功率和鄰近遙測器的干擾。
[0148]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，還可以使用其他通信方式來進行尋址控制。
[0149]作為可選實施方式，傳感器具有多個模擬傳感模塊，第一開關(guān)為多擲開關(guān)，用于選擇與遙測器模擬通信的模擬傳感模塊。此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，上述第一開關(guān)也可以是多個相互連接的單擲開關(guān)。
[0150]傳感器具有多個模擬傳感模塊時，射頻識別標(biāo)簽預(yù)置多級地址編碼，分別對應(yīng)傳感器及其模擬傳感模塊。在數(shù)字通信模式下，該射頻識別標(biāo)簽在確認(rèn)預(yù)置地址編碼與遙測器的目標(biāo)地址編碼匹配后，控制第一開關(guān)擲向所選擇的模擬傳感模塊以使目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式。通常，預(yù)置地址編碼具有典型碼長為8至256位。[0151]通過有限碼長可提供較大地址容量，并可將各地址編碼分級以進一步遍歷傳感器中的各模擬傳感模塊，從而可對指定模擬傳感模塊單獨使能。
[0152]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，也可利用碼分、時分或頻分等其他各種組合來實現(xiàn)一個或多個遙測器對各通信區(qū)內(nèi)的傳感器的同時監(jiān)測并防止沖突。
[0153]本實施方式中，傳感器的射頻識別標(biāo)簽根據(jù)從遙測器接收的數(shù)字通信信號，判斷預(yù)置地址編碼與遙測器的目標(biāo)地址編碼是否匹配，以導(dǎo)通或關(guān)斷第一開關(guān)來控制模擬傳感模塊與遙測器的模擬通信，從而使上述傳感器在數(shù)字通信模式與模擬傳感模式之間切換，僅使用地址編碼對傳感器進行片選，即可從根本上避免同一通信區(qū)內(nèi)多個傳感器的沖突，遙測器可與各傳感器逐一進行通信，并可利用有限碼長提供較大地址容量，可靠提高了頻段內(nèi)的傳感器容量以及測量精度與速度，而且，使用模擬信號提取待測敏感量，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距測量。
[0154]本實施方式是與第一實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可與第一實施方式互相配合實施。第一實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第一實施方式中。
[0155]本發(fā)明第七實施方式涉及一種傳感器的使用方法。第七實施方式在第六實施方式的基礎(chǔ)上進行了改進，主要改進之處在于:傳感器使用射頻整流器、儲能件和射頻無源探頭分別從電磁輻照中取電和進行探測，不需直流供電，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，也無需休眠和喚醒，整體上無源工作，大大降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距遙測。具體地說:
[0156]傳感器還包括射頻整流器和儲能件。該傳感器的使用方法還包括以下步驟:
[0157]射頻整流器從遙測器接收射頻電磁輻照，將其轉(zhuǎn)換為直流電流并對儲能件充電，儲能件給射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)供電。
[0158]在本實施方式中，優(yōu)選地，射頻整流器、射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)可集成封裝以形成多端口芯片。當(dāng)然，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，射頻整流器、射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)也可以作為分立元件單獨封裝。
[0159]此外，可以理解，傳感器可以在遙測器一開機就進行充電，也可以在與遙測器通信時進行充電，還可以在與遙測器通信完再進行充電。
[0160]作為可選實施方式，模擬傳感模塊為射頻無源探頭，在模擬傳感模式下，該傳感器的使用方法包括以下步驟:
[0161]射頻無源探頭從遙測器接收射頻信號，并向遙測器發(fā)送反射信號；
[0162]射頻識別標(biāo)簽在該射頻無源探頭發(fā)送完反射信號后關(guān)斷第一開關(guān)以將目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式。
[0163]優(yōu)選地，射頻無源探頭為振蕩器或傳輸線型模擬射頻無源探頭，根據(jù)其環(huán)境敏感量調(diào)制射頻信號。可以理解，射頻無源探頭可用于測量溫度、壓強、濕度或振動等敏感量，反射信號特征可包括信號幅度、頻率、相位、功率、延時等。
[0164]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，上述傳感器也可使用其他直流或交流供電電路，模擬傳感模塊也可使用需供電的模擬傳感器件，并不影響本發(fā)明的技術(shù)方案的實現(xiàn)。
[0165]以上各改進組合后形成本發(fā)明的較佳實施方式，但各改進也可以分別使用。
[0166]本實施方式是與第二實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可與第二實施方式互相配合實施。第二實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第二實施方式中。
[0167]本發(fā)明第八實施方式涉及一種遙測器的使用方法。圖10是該遙測器的使用方法的流程圖。
[0168]該遙測器包括第二開關(guān)、射頻識別前端、模擬收發(fā)鏈路和控制器，第二開關(guān)用于選擇模擬收發(fā)鏈路或射頻識別前端與傳感器進行通信。如圖10所示，該遙測器的使用方法包括以下步驟:
[0169]在步驟1001中，控制器控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端以使遙測器進入數(shù)字通信模式；
[0170]此后進入步驟1002，控制器控制射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器，并在找到目標(biāo)傳感器后，控制器控制第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式；
[0171]此后進入步驟1003，模擬收發(fā)鏈路用射頻電磁波輻照目標(biāo)傳感器并從目標(biāo)傳感器接收模擬傳感信號并將該模擬傳感信號發(fā)送給控制器；可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，該模擬收發(fā)鏈路也可以不用射頻電磁波輻照目標(biāo)傳感器，只是從目標(biāo)傳感器接收模擬傳感信號。
[0172]此后進入步驟1004，控制器在接收到目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號后，控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端以使遙測器切換回數(shù)字通信模式。
[0173]此后進入步驟1005，控制器控制射頻識別前端尋找下一個目標(biāo)傳感器。
[0174]可以理解，上述遙測器并不一定在接收到模擬傳感信號后就立即切換回數(shù)字通信模式，也可以在進入模擬傳感模式的預(yù)定時間后切換回數(shù)字通信模式，該預(yù)定時間大于模擬傳感信號的傳輸時間。
[0175]此外，可以理解，上述數(shù)字通信模式和模擬傳感模式可以工作在相同頻率或不同頻率，典型工作帶寬為IMHz至20MHz。
[0176]為了適用于不同規(guī)模的應(yīng)用，提出了兩種不同的尋址控制機制。在大規(guī)模應(yīng)用中使用直接片選機制，而在小規(guī)模系統(tǒng)中使用傳感器主動上報機制。具體地說:
[0177]在步驟1002中可以包括以下步驟:
[0178]控制器控制射頻識別前端向傳感器發(fā)送目標(biāo)地址編碼；
[0179]射頻識別前端從目標(biāo)傳感器接收應(yīng)答信號并將該應(yīng)答信號發(fā)送給控制器；
[0180]控制器在接收到預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼匹配的目標(biāo)傳感器的應(yīng)答信號后，控制第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式。
[0181]遙測器直接片選目標(biāo)傳感器，若傳感器自身預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼不同，則該傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式并保持靜默，若相同，則該傳感器切換到模擬傳感模式并反射傳感信號，這樣，有助于減小遍歷所有傳感器的時間，提高遙測頻率。
[0182]可選地，在步驟1002中也可以包括以下步驟:[0183]控制器控制射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送數(shù)字通信指令；
[0184]射頻識別前端從各傳感器接收預(yù)置地址編碼；
[0185]控制器判斷射頻識別前端接收的預(yù)置地址編碼是否有沖突，可選地，與目標(biāo)地址編碼是否匹配，若有沖突或不匹配，則控制器繼續(xù)控制射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送數(shù)字通信指令，并繼續(xù)判斷射頻識別前端接收的預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼是否匹配，否則控制器控制射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送模擬傳感指令，并控制第二開關(guān)擲向模擬收發(fā)鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式。
[0186]各傳感器主動發(fā)送自身預(yù)置地址編碼并在未收到模擬傳感指令下，隨機延時后再次發(fā)送預(yù)置地址編碼，遙測器根據(jù)地址編碼是否含有沖突或是否匹配決策發(fā)送數(shù)字通信指令或模擬傳感指令，各傳感器根據(jù)是否接收到模擬傳感指令及各自是否新近發(fā)送地址編碼來決定是否切換自身工作模式。在傳感器規(guī)模較小時，通過合理延時算法并經(jīng)過充分長的時間，遙測器可逐一遍歷其通信區(qū)內(nèi)各傳感器，可減小傳感器電路的復(fù)雜度以及減小遙測器平均發(fā)射功率和鄰近遙測器的干擾。
[0187]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施方式中，還可以使用其他通信方式來進行尋址控制。
[0188]本實施方式中，遙測器中的控制器控制射頻前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器，并在找到后將第二開關(guān)擲向模擬接收鏈路以與目標(biāo)傳感器進行模擬通信，從而使上述遙測器在數(shù)字通信模式與模擬傳感模式之間切換，僅使用地址編碼對傳感器進行片選，即可從根本上避免同一通信區(qū)內(nèi)多個傳感器的沖突，遙測器可與各傳感器逐一進行通信，并可利用有限碼長提供較大地址容量，可靠提高了頻段內(nèi)的傳感器容量以及測量精度與速度，而且，使用模擬信號提取待測敏感量，避免使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距測量。
[0189]本實施方式是與第三實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可與第三實施方式互相配合實施。第三實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第三實施方式中。
[0190]本發(fā)明第九實施方式涉及一種遙測器的使用方法。第九實施方式在第八實施方式的基礎(chǔ)上進行了改進，主要改進之處在于:通過向傳感器發(fā)射射頻信號并接收反射信號來提取待測敏感量，避免傳感器使用復(fù)雜耗能的數(shù)字化及相應(yīng)成幀電路，也無需休眠和喚醒，整體上無源工作，大大降低了功耗，擴大了通信范圍，使傳感器可用于近場耦合及中遠(yuǎn)距測量。
[0191]具體地說:
[0192]上述模擬收發(fā)鏈路包括模擬接收鏈路和模擬發(fā)射鏈路，第二開關(guān)還用于選擇模擬接收鏈路和模擬發(fā)射鏈路與傳感器進行通信。
[0193]在步驟1002中，在找到目標(biāo)傳感器后，控制器控制第二開關(guān)擲向模擬發(fā)射鏈路以使遙測器進入模擬傳感模式；
[0194]在步驟1002后，還包括以下步驟:
[0195]控制器控制模擬發(fā)射鏈路向目標(biāo)傳感器發(fā)射射頻信號；[0196]控制器控制第二開關(guān)擲向模擬接收鏈路，該模擬接收鏈路從目標(biāo)傳感器接收反射信號并將該反射信號發(fā)送給控制器；
[0197]控制器在接收到目標(biāo)傳感器的反射信號后，控制第二開關(guān)擲向射頻識別前端以使遙測器切換回數(shù)字通信模式。
[0198]此外，優(yōu)選地，該遙測器的使用方法還包括以下步驟:
[0199]控制器控制射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)射射頻電磁輻照以給傳感器充電。
[0200]此外，可以理解，遙測器可以在一開機就給傳感器充電，也可以在與傳感器通信時給傳感器充電，還可以在與傳感器通信完再給傳感器充電。
[0201]以上各改進組合后形成本發(fā)明的較佳實施方式，但各改進也可以分別使用。
[0202]本實施方式是與第四實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可與第四實施方式互相配合實施。第四實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第四實施方式中。
[0203]本發(fā)明第十實施方式涉及一種無線傳感器系統(tǒng)的使用方法，其包含第六、第七實施方式中所述的傳感器的使用方法和第八、第九實施方式中所述的遙測器的使用方法。
[0204]優(yōu)選地，該無線傳感器系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)中心，該數(shù)據(jù)中心在初始時通過數(shù)據(jù)總線向遙測器發(fā)送開機指令。
[0205]該無線傳感器系統(tǒng)的使用方法還包括以下步驟:
[0206]遙測器將從目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號提取的敏感量和相應(yīng)的目標(biāo)地址編碼發(fā)送給數(shù)據(jù)中心；
[0207]數(shù)據(jù)中心接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)遙測器發(fā)送的敏感量和目標(biāo)地址編碼。
[0208]下面將結(jié)合圖11到圖14分別介紹該無線傳感器系統(tǒng)的具體使用方法:
[0209]作為本發(fā)明的一個優(yōu)選例，直接片選方法用于從同一通信區(qū)內(nèi)的多個傳感器中，根據(jù)預(yù)定地址編碼選中并激活傳感器，并遙測其敏感量。該方法涉及數(shù)據(jù)中心、遙測器及多個傳感器等裝置，以及各裝置之間的信令和應(yīng)答。本例中以兩個傳感器為例說明，但實施時不限于兩個傳感器。圖9是本優(yōu)選例的直接片選方法的信令時序。
[0210]如圖11所示，實施時，數(shù)據(jù)中心617通過數(shù)據(jù)總線向遙測控制器616發(fā)出開機指令。遙測器進入數(shù)字通信模式，數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615擲向數(shù)字射頻編碼識別前端612。其在預(yù)定頻率，例如本實施例中437MHz，經(jīng)天線611向通信區(qū)內(nèi)發(fā)射連續(xù)電磁波輻照。0#傳感器及1#傳感器均接收到該電磁輻照，其內(nèi)置射頻整流器302恢復(fù)出直流，并對儲能件303充電，以完成傳感器上電操作。遙測器在預(yù)定時間后發(fā)送傳感器尋址片選指令，假定尋址0#傳感器。尋址指令被各傳感器接收，并有各自的射頻識別標(biāo)簽305與各自預(yù)置地址編碼比較。若相同，則0#傳感器通過天線301反射應(yīng)答信號確認(rèn)激活，并自動將其數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)307從開路狀態(tài)切換到選定傳感探頭，并進入模擬傳感模式。而1#傳感器未被選中，因此進入待機偵聽狀態(tài)，不做應(yīng)答，亦不改變工作狀態(tài)。遙測器在收到激活確認(rèn)信號后，切換至模擬傳感模式，將數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615調(diào)整到模擬射頻信號發(fā)射鏈路613，該鏈路按照預(yù)定頻帶，如本實施例中435MHz到439MHz以預(yù)定步進發(fā)送射頻連續(xù)波，每個頻點保持10微秒。在各頻點照射完成后，數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615切換至接收鏈路614，并偵聽0#傳感器的模擬反射信號?？刂破?16根據(jù)頻帶內(nèi)發(fā)射信號特征包括幅度、頻率、相位、功率、延時等計算射頻無源探頭測得的敏感量包括溫度、壓強、濕度、振動等參量(即物理量數(shù)據(jù))，與傳感器地址編碼一并上報至數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心完成測量值的接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。
[0211]0#傳感器在預(yù)定時間后自動切換回數(shù)字通信模式，并保持待機偵聽狀態(tài)。遙測器也自動切換回數(shù)字通信模式，尋址1#傳感器。1#傳感器激活應(yīng)答并切換狀態(tài)，隨后過程同上。
[0212]籍此，遙測器可逐一遍歷其通信區(qū)內(nèi)各傳感器。該方法所用反射信號的特征在近場耦合及中遠(yuǎn)距應(yīng)用下均可可靠使用，同時允許通信區(qū)內(nèi)共存多個傳感器而互不干擾，并可逐一通信，可靠提高頻段內(nèi)傳感器容量和測量精度與速度。該方法有助于減小遍歷所有傳感器時間，并提高遙測頻率。
[0213]作為本發(fā)明的另一個優(yōu)選例，主動上報方法用于從同一通信區(qū)內(nèi)的多個傳感器中，逐步減少地址沖突，根據(jù)預(yù)定地址編碼選中傳感器，并遙測其敏感量。該方法涉及數(shù)據(jù)中心、遙測器及多個傳感器等裝置，以及各裝置之間的信令和應(yīng)答。本例中以兩個傳感器為例說明，但實施時不限于兩個傳感器。圖12是本優(yōu)選例的主動上報方法的信令時序。
[0214]如圖12所示，實施時，數(shù)據(jù)中心617通過數(shù)據(jù)總線向遙測控制器616發(fā)出開機指令。遙測器進入數(shù)字通信模式，數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615擲向數(shù)字射頻編碼識別前端
612。其在預(yù)定頻率，例如本實施例中437MHz，經(jīng)天線611向通信區(qū)內(nèi)發(fā)射連續(xù)電磁波輻照。0#傳感器及1#傳感器均接收到該電磁輻照，其內(nèi)置射頻整流器302恢復(fù)出直流，并對儲能件303充電，以完成傳感器上電操作。遙測器向通信區(qū)內(nèi)發(fā)送數(shù)字通信指令，0#傳感器及1#傳感器收到指令后均主動反射預(yù)置地址編碼作為激活確認(rèn)應(yīng)答。遙測器數(shù)字射頻編碼識別前端判定是否存在地址沖突。若存在沖突，則保持電磁輻照。各傳感器在預(yù)定等待時間內(nèi)未收到遙測器的模擬傳感指令，隨后以各自前次發(fā)送時刻為基準(zhǔn)獨立設(shè)置隨機延時后，各自再次發(fā)送地址。遙測器不斷偵聽空中接口信號，根據(jù)是否地址沖突決策修改全局工作模式指令(包括數(shù)字通信指令和模擬傳感指令)，若沒有沖突，則發(fā)送模擬傳感指令。剛結(jié)束發(fā)送地址的那個傳感器，例如0#傳感器，據(jù)該模擬傳感指令切換進入模擬傳感模式，將其數(shù)字-模擬模式切換開關(guān)307從開路狀態(tài)切換到選定傳感探頭。而1#傳感器此時仍處在延時待機中，因此不改變工作狀態(tài)。遙測器亦切換至模擬傳感模式，將數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615調(diào)整到模擬射頻信號發(fā)射鏈路613，該鏈路按照預(yù)定頻帶，如本實施例中435MHz到439MHz以預(yù)定步進發(fā)送射頻連續(xù)波，每個頻點保持10微秒。在各頻點照射完成后，數(shù)字-模擬信道切換開關(guān)615切換至接收鏈路614，并偵聽0#傳感器的模擬反射信號。控制器616根據(jù)頻帶內(nèi)發(fā)射信號特征包括幅度、頻率、相位、功率、延時等計算射頻無源探頭測得的敏感量包括溫度、壓強、濕度、振動等參量，與傳感器地址編碼一并上報至數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心完成測量值的接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。
[0215]0#傳感器在預(yù)定時間后自動切換回數(shù)字通信模式保持待機偵聽狀態(tài)，并按隨機延時推遲其下次反射地址的時間。遙測器也自動切換回數(shù)字通信模式。隨后若1#傳感器延時完成，即再次主動反射地址，若無沖突，則按上述過程完成遙測。。
[0216]在合理設(shè)置延時算法和傳感器規(guī)模較小時，經(jīng)過充分長的時間，遙測器可逐一遍歷其通信區(qū)內(nèi)各傳感器。該方法可減小傳感器片選電路復(fù)雜度，減小遙測器平均發(fā)射功率和鄰近遙測器間干擾。[0217]此外，可以理解，在本發(fā)明的其他實施例中，還可以使用其他通信方式進行片選。
[0218]圖13是根據(jù)本發(fā)明的空中接口數(shù)據(jù)傳輸時序?qū)嵗?，根?jù)圖11所示本發(fā)明的直接片選方法的信令時序。
[0219]實施時，遙測器進入數(shù)字通信模式，數(shù)字射頻編碼識別前端經(jīng)天線向通信區(qū)內(nèi)發(fā)射連續(xù)電磁波輻照。0#傳感器及1#傳感器均接收到該電磁輻照，完成上電操作。遙測器在預(yù)定時間后發(fā)送傳感器尋址片選指令，假定尋址0#傳感器。時刻尋址指令被各傳感器接收，并與各自預(yù)置地址編碼比較。若相同，則0#傳感器在t2時刻反射應(yīng)答信號確認(rèn)激活，并進入模擬傳感模式。而1#傳感器未被選中，因此進入待機偵聽狀態(tài)，不做應(yīng)答，亦不改變工作狀態(tài)。t3時刻遙測器在收到激活確認(rèn)信號后，切換至模擬傳感模式，模擬射頻信號發(fā)射鏈路按照預(yù)定頻帶，以預(yù)定步進發(fā)送射頻連續(xù)波。在各頻點照射完成后，模擬射頻信號接收鏈路偵聽0#傳感器的模擬反射信號。遙測器根據(jù)頻帶內(nèi)發(fā)射信號特征包括幅度、頻率、相位、功率、延時等計算射頻無源探頭測得的敏感量包括溫度、壓強、濕度、振動等參量，與傳感器的預(yù)置地址編碼一并上報至數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心完成測量值的接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)。t4時刻0#傳感器在預(yù)定時間后自動切換回數(shù)字通信模式，并保持待機偵聽狀態(tài)。同時遙測器也自動切換回數(shù)字通信模式，尋址1#傳感器。〖5時刻尋址指令被各傳感器接收，并與各自預(yù)置地址編碼比較。t6時刻1#傳感器激活應(yīng)答并切換狀態(tài)。
[0220]圖14是根據(jù)本發(fā)明的傳感器直流功耗變化示例，根據(jù)圖11所示本發(fā)明的直接片選方法的信令時序。
[0221]實施時，傳感器接收到遙測器電磁輻照完成上電操作。h時刻尋址指令被傳感器接收，并與預(yù)置地址編碼比較，其間數(shù)字射頻碼分多址片選電路動作功耗Pi。傳感器在t2時刻反射應(yīng)答信號確認(rèn)激活，并進入模擬傳感模式，反射電路及開關(guān)切換動作功耗p2。t3時刻遙測器在收到激活確 認(rèn)信號后，切換至模擬傳感模式，模擬射頻信號發(fā)射鏈路按照預(yù)定頻帶，以預(yù)定步進發(fā)送射頻連續(xù)波。傳感器僅需保持多擲開關(guān)狀態(tài)即可反射模擬信號，傳感器總功耗P3。t4時刻傳感器在預(yù)定時間后自動切換回數(shù)字通信模式，并保持待機偵聽狀態(tài)。同時遙測器也自動切換回數(shù)字通信模式，尋址其它傳感器。t5時刻尋址指令被傳感器接收，并與預(yù)置地址編碼比較，其間數(shù)字射頻碼分多址片選電路動作功耗Pi。t6時刻傳感器決策其未被選中，進入待機狀態(tài)，待機功耗P4。需要注意的是，t3時刻進入的模擬傳感模式中射頻整流器及射頻識別標(biāo)簽輸入均為高阻狀態(tài)，因此傳感器總功耗P3非常低，遠(yuǎn)低于片選過程總數(shù)字射頻碼分多址片選電路動作功耗Pi。即，本實施例中混合傳感器的無源射頻探頭不增加功耗，而系統(tǒng)的監(jiān)測距離主要有數(shù)字通信部分的功耗決定，通信距離范圍大。
[0222]本實施方式是與第五實施方式相對應(yīng)的方法實施方式，本實施方式可與第五實施方式互相配合實施。第五實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)在本實施方式中依然有效，為了減少重復(fù)，這里不再贅述。相應(yīng)地，本實施方式中提到的相關(guān)技術(shù)細(xì)節(jié)也可應(yīng)用在第五實施方式中。
[0223]需要說明的是，在本專利的權(quán)利要求和說明書中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0224]雖然通過參照本發(fā)明的某些優(yōu)選實施方式，已經(jīng)對本發(fā)明進行了圖示和描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種傳感器,其特征在于,包括: 射頻識別標(biāo)簽，用于在數(shù)字通信模式下，與遙測器進行數(shù)字通信，并根據(jù)從遙測器接收的數(shù)字通信信號，判斷預(yù)置地址編碼與所述遙測器的目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，則維持?jǐn)?shù)字通信模式，若匹配，則所述傳感器為目標(biāo)傳感器，所述目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通第一開關(guān)以使所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式，在模擬傳感模式下，所述目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽在模擬傳感模塊反射完模擬傳感信號后關(guān)斷所述第一開關(guān)以將所述目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式； 第一開關(guān)，用于導(dǎo)通或關(guān)斷模擬傳感模塊與所述遙測器的模擬通信；以及 模擬傳感模塊，用于在模擬傳感模式下，向所述遙測器反射模擬傳感信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述射頻識別標(biāo)簽用于在數(shù)字通信模式下，從所述遙測器接收所述目標(biāo)地址編碼，并判斷該目標(biāo)地址編碼與預(yù)置地址編碼是否匹配，若不匹配，維持?jǐn)?shù)字通信模式，否則所述傳感器為目標(biāo)傳感器，該目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽發(fā)送應(yīng)答信號給所述遙測器，并導(dǎo)通所述第一開關(guān)以使所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的傳感器，其特征在于，所述射頻識別標(biāo)簽用于在數(shù)字通信模式下，從所述遙測器接收數(shù)字通信指令，并隨后主動向所述遙測器發(fā)送預(yù)置地址編碼，所述遙測器判斷是否找到與目標(biāo)地址編碼匹配的預(yù)置地址編碼，若未有匹配，在隨機延時后，所述射頻識別標(biāo)簽再次向所述遙測器發(fā)送預(yù)置地址編碼并判斷所述遙測器是否發(fā)送模擬傳感指令，若有匹配，所述遙測器發(fā)送模擬傳感指令，同時所述射頻識別標(biāo)簽判斷是否在接收到模擬傳感指令之 前的預(yù)設(shè)門限時長內(nèi)發(fā)送過預(yù)置地址編碼，若是，則所述傳感器為目標(biāo)傳感器，該目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通所述第一開關(guān)以使所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式，否則所述傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器還包括射頻整流器和儲能件； 所述射頻整流器用于將從所述遙測器接收到的射頻電磁輻照轉(zhuǎn)換為直流電流以對所述儲能件充電； 所述儲能件用于給所述射頻識別標(biāo)簽和所述第一開關(guān)供電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的傳感器，其特征在于，所述射頻整流器、射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)集成封裝以形成多端口芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的傳感器，其特征在于，所述模擬傳感模塊為射頻無源探頭，用于在模擬傳感模式下，從所述遙測器接收射頻信號，并向所述遙測器發(fā)送反射信號; 所述射頻識別標(biāo)簽在所述射頻無源探頭發(fā)送完反射信號后關(guān)斷所述第一開關(guān)以將所述目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的傳感器，其特征在于，所述射頻無源探頭為振蕩器或傳輸線型模擬射頻無源探頭，根據(jù)其環(huán)境敏感量調(diào)制所述射頻信號。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的傳感器，其特征在于，所述傳感器具有多個模擬傳感模塊，所述第一開關(guān)為多擲開關(guān)，用于選擇與所述遙測器模擬通信的模擬傳感模塊； 所述射頻識別標(biāo)簽預(yù)置多級地址編碼，分別對應(yīng)所述傳感器及其模擬傳感模塊，在確認(rèn)預(yù)置地址編碼與所述遙測器的目標(biāo)地址編碼匹配后，所述射頻識別標(biāo)簽被選中，并根據(jù)次級地址編碼控制所述第一開關(guān)擲向所選擇的模擬傳感模塊以使所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式。
9.一種遙測器，其特征在于，包括: 第二開關(guān)，用于選擇模擬收發(fā)鏈路或射頻識別前端與傳感器進行通信； 射頻識別前端； 模擬收發(fā)鏈路，用于在模擬傳感模式下，用射頻電磁波輻照目標(biāo)傳感器并從目標(biāo)傳感器接收模擬傳感信號并將該模擬傳感信號發(fā)送給控制器；以及 控制器，用于在數(shù)字通信模式下，控制所述第二開關(guān)擲向所述射頻識別前端，并控制所述射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器，在找到所述目標(biāo)傳感器后，所述控制器控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬收發(fā)鏈路以使所述遙測器進入模擬傳感模式，在模擬傳感模式下，所述控制器在接收到所述目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號后，控制所述第二開關(guān)擲向所 述射頻識別前端以使所述遙測器切換回數(shù)字通信模式。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的遙測器，其特征在于，所述控制器用于在數(shù)字通信模式下，控制所述射頻識別前端向所述傳感器發(fā)送目標(biāo)地址編碼，并在接收到預(yù)置地址編碼與所述目標(biāo)地址編碼匹配的目標(biāo)傳感器的應(yīng)答信號后控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬收發(fā)鏈路以使所述遙測器進入模擬傳感模式； 所述射頻識別前端用于從所述目標(biāo)傳感器接收所述應(yīng)答信號并將該應(yīng)答信號發(fā)送給所述控制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的遙測器，其特征在于，所述控制器用于在數(shù)字通信模式下，控制所述射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送數(shù)字通信指令，所述控制器判斷所述射頻識別前端從傳感器接收的預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，則所述控制器繼續(xù)控制所述射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送數(shù)字通信指令，并繼續(xù)判斷所述射頻識別前端接收的預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼是否匹配，若匹配，則所述控制器控制所述射頻識別前端向所述通信區(qū)發(fā)送模擬傳感指令，并控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬收發(fā)鏈路以使所述遙測器進入模擬傳感模式； 所述射頻識別前端用于從所述傳感器接收所述預(yù)置地址編碼。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的遙測器，其特征在于，所述控制器還用于控制所述射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)射射頻電磁輻照以給所述傳感器充電。
13.根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的遙測器，其特征在于，所述模擬收發(fā)鏈路包括模擬接收鏈路和模擬發(fā)射鏈路，所述第二開關(guān)用于選擇所述模擬接收鏈路和所述模擬發(fā)射鏈路與所述傳感器進行通信； 所述模擬接收鏈路用于在模擬傳感模式下，從目標(biāo)傳感器接收反射信號，并將該反射信號發(fā)送給所述控制器； 所述控制器還用于在數(shù)字通信模式下，在找到所述目標(biāo)傳感器后，控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬發(fā)射鏈路以使所述遙測器進入模擬傳感模式，在模擬傳感模式下，所述控制器控制所述模擬發(fā)射鏈路向所述目標(biāo)傳感器發(fā)射射頻信號，控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬接收鏈路，并在接收到所述目標(biāo)傳感器的反射信號后，控制所述第二開關(guān)擲向所述射頻識別前端以將所述遙測器切換回數(shù)字通信模式。
14.一種無線傳感器系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求9所述的遙測器和至少一個如權(quán)利要求1所述的傳感器。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的無線傳感器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括數(shù)據(jù)中心； 所述遙測器還用于將從目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號提取的敏感量和相應(yīng)的目標(biāo)地址編碼發(fā)送給所述數(shù)據(jù)中心； 所述數(shù)據(jù)中心用于通過數(shù)據(jù)總線向所述遙測器發(fā)送開機指令，并接收、存儲和轉(zhuǎn)發(fā)所述遙測器發(fā)送的敏感量和目標(biāo)地址編碼。
16.一種傳感器的使用方法，其特征在于，所述傳感器包括射頻識別標(biāo)簽、第一開關(guān)和模擬傳感模塊，所述第一開關(guān)用于導(dǎo)通或關(guān)斷模擬傳感模塊與遙測器的模擬通信；所述使用方法包括以下步驟: 在數(shù)字通信模式下，所述射頻識別標(biāo)簽與所述遙測器進行數(shù)字通信，并根據(jù)從遙測器接收的數(shù)字通信信號，判斷預(yù)置地址編碼與所述遙測器的目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，維持?jǐn)?shù)字通信模式，若匹配，所述傳感器為目標(biāo)傳感器，所述目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通所述第一開關(guān)以使所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式； 在模擬傳感模式下，所述模擬傳感模塊向所述遙測器反射模擬傳感信號，所述射頻識別標(biāo)簽在該模擬傳感模塊反射完模擬傳感信號后關(guān)斷所述第一開關(guān)以將所述目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器的使用方法，其特征在于，在數(shù)字通信模式下，所述使用方法包括以下步驟: 所述射頻識別標(biāo)簽從所述遙測器接收目標(biāo)地址編碼； 所述射頻識別標(biāo)簽判斷所述目標(biāo)地址編碼與預(yù)置地址編碼是否匹配，若不匹配，維持?jǐn)?shù)字通信模式，否則所述傳感器為目標(biāo)傳感器，該目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽發(fā)送應(yīng)答信號給所述遙測器，并導(dǎo)通所述第一開關(guān)以使所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的傳感器的使用方法，其特征在于，在數(shù)字通信模式下，所述使用方法包括以下步驟: 所述射頻識別標(biāo)簽從所述遙測器接收數(shù)字通信指令； 所述射頻識別標(biāo)簽在接收到所述數(shù)字通信指令后，主動向所述遙測器發(fā)送預(yù)置地址編碼； 所述遙測器判斷是否找到與目標(biāo)地址編碼匹配的預(yù)置地址編碼，若未有匹配，在隨機延時后，所述射頻識別標(biāo)簽再次向所述遙測器發(fā)送預(yù)置地址編碼并判斷所述遙測器是否發(fā)送模擬傳感指令，若有匹配，所述遙測器發(fā)送模擬傳感指令，同時所述射頻識別標(biāo)簽判斷是否在接收到模擬傳感指令之前的預(yù)設(shè)門限時長內(nèi)發(fā)送過預(yù)置地址編碼，若是，則所述傳感器為目標(biāo)傳感器，該目標(biāo)傳感器的射頻識別標(biāo)簽導(dǎo)通所述第一開關(guān)以使所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式，否則所述傳感器維持?jǐn)?shù)字通信模式。
19.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項所述的傳感器的使用方法，其特征在于，所述傳感器還包括射頻整流器和儲能件，所述使用方法還包括以下步驟: 所述射頻整流器從所述遙測器接收射頻電磁輻照，將其轉(zhuǎn)換為直流電流并對所述儲能件充電，所述儲能件給所述射頻識別標(biāo)簽和所述第一開關(guān)供電。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的傳感器的使用方法，其特征在于，所述射頻整流器、射頻識別標(biāo)簽和第一開關(guān)集成封裝以形成多端口芯片。
21.根據(jù)權(quán)利要求16至18中任一項所述的傳感器的使用方法，其特征在于，所述模擬傳感模塊為射頻無源探頭，在模擬傳感模式下，所述使用方法包括以下步驟: 所述射頻無源探頭從所述遙測器接收射頻信號，并向所述遙測器發(fā)送反射信號； 所述射頻識別標(biāo)簽在該射頻無源探頭發(fā)送完反射信號后關(guān)斷所述第一開關(guān)以將所述目標(biāo)傳感器切換回數(shù)字通信模式。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的傳感器的使用方法，其特征在于，所述射頻無源探頭為振蕩器或傳輸線型模擬射頻無源探頭，根據(jù)其環(huán)境敏感量調(diào)制所述射頻信號。
23.根據(jù)權(quán)利要求16至18中 任一項所述的傳感器的使用方法，其特征在于，所述傳感器具有多個模擬傳感模塊，所述第一開關(guān)為多擲開關(guān)，用于選擇與所述遙測器模擬通信的模擬傳感模塊； 所述射頻識別標(biāo)簽預(yù)置多級地址編碼，分別對應(yīng)所述傳感器及其模擬傳感模塊； 在數(shù)字通信模式下，所述射頻識別標(biāo)簽在確認(rèn)預(yù)置地址編碼與所述遙測器的目標(biāo)地址編碼匹配后，控制所述第一開關(guān)擲向所選擇的模擬傳感模塊以使所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式。
24.一種遙測器的使用方法，其特征在于，所述遙測器包括第二開關(guān)、射頻識別前端、模擬收發(fā)鏈路和控制器，所述第二開關(guān)用于選擇模擬收發(fā)鏈路或射頻識別前端與傳感器進行通信；所述使用方法包括以下步驟: 所述控制器控制所述第二開關(guān)擲向所述射頻識別前端以使所述遙測器進入數(shù)字通信模式； 所述控制器控制所述射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器，并在找到所述目標(biāo)傳感器后，所述控制器控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬收發(fā)鏈路以使所述遙測器進入模擬傳感模式； 所述模擬收發(fā)鏈路用射頻電磁波輻照目標(biāo)傳感器并從所述目標(biāo)傳感器接收模擬傳感信號并將該模擬傳感信號發(fā)送給所述控制器； 所述控制器在接收到所述目標(biāo)傳感器的模擬傳感信號后，控制所述第二開關(guān)擲向所述射頻識別前端以使所述遙測器切換回數(shù)字通信模式，并控制所述射頻識別前端尋找下一個目標(biāo)傳感器。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的遙測器的使用方法，其特征在于，所述控制器控制所述射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器的步驟中包括以下步驟: 所述控制器控制所述射頻識別前端向所述傳感器發(fā)送目標(biāo)地址編碼； 所述射頻識別前端從所述目標(biāo)傳感器接收應(yīng)答信號并將該應(yīng)答信號發(fā)送給所述控制器； 所述控制器在接收到預(yù)置地址編碼與所述目標(biāo)地址編碼匹配的所述目標(biāo)傳感器的應(yīng)答信號后，控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬收發(fā)鏈路以使所述遙測器進入模擬傳感模式。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的遙測器的使用方法，其特征在于，所述控制器控制所述射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器的步驟中包括以下步驟: 所述控制器控制所述射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送數(shù)字通信指令； 所述射頻識別前端從所述傳感器接收所述預(yù)置地址編碼； 所述控制器判斷所述射頻識別前端接收的預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼是否匹配，若不匹配，則所述控制器繼續(xù)控制所述射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)送數(shù)字通信指令，并繼續(xù)判斷所述射頻識別前端接收的預(yù)置地址編碼與目標(biāo)地址編碼是否匹配，否則所述控制器控制所述射頻識別前端向所述通信區(qū)發(fā)送模擬傳感指令，并控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬收發(fā)鏈路以使所述遙測器進入模擬傳感模式。
27.根據(jù)權(quán)利要求24至26中任一項所述的遙測器的使用方法，其特征在于，所述使用方法還包括以下步驟: 所述控制器控制所述射頻識別前端向通信區(qū)發(fā)射射頻電磁輻照以給所述傳感器充電。
28.根據(jù)權(quán)利要求24至26中任一項所述的遙測器的使用方法，其特征在于，所述模擬收發(fā)鏈路包括模擬接收鏈路和模擬發(fā)射鏈路，所述第二開關(guān)還用于選擇所述模擬接收鏈路和所述模擬發(fā)射鏈路與所述傳感器進行通信； 所述控制器控制所述射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器并在找到后，所述遙測器和所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式的步驟中，在找到所述目標(biāo)傳感器后，所述控制器控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬發(fā)射鏈路以使所述遙測器進 入模擬傳感模式； 所述控制器控制所述射頻識別前端根據(jù)目標(biāo)地址編碼與傳感器的預(yù)置地址編碼是否匹配來尋找目標(biāo)傳感器并在找到后，所述遙測器和所述目標(biāo)傳感器進入模擬傳感模式的步驟后，還包括以下步驟: 所述控制器控制所述模擬發(fā)射鏈路向目標(biāo)傳感器發(fā)射射頻信號； 所述控制器控制所述第二開關(guān)擲向所述模擬接收鏈路，該模擬接收鏈路從目標(biāo)傳感器接收反射信號并將該反射信號發(fā)送給所述控制器； 所述控制器在接收到所述目標(biāo)傳感器的反射信號后，控制所述第二開關(guān)擲向所述射頻識別前端以使所述遙測器切換回數(shù)字通信模式。
【文檔編號】H04W52/02GK104010354SQ201310401624
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】鄭啟洪, 李澤晨 申請人:上海賽赫信息科技有限公司