專利名稱：一種帶氣敏裝置的rfid標(biāo)簽、rfid系統(tǒng)及氣體濃度檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID (Radio Frequency Identif ication,射頻識別)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽、RFID系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近幾年，RFID系統(tǒng)已經(jīng)變得日益普遍。RFID系統(tǒng)主要用于對人和物的識別。一般來說，這個系統(tǒng)至少包含一個RFID閱讀器，這個RFID閱讀器能夠在一個設(shè)定的范圍內(nèi)發(fā)射和接收來自一個或多個RFID標(biāo)簽的射頻信號。這個RFID標(biāo)簽一般是封裝起來的，可以貼在一個物體上，它包括一個能與天線進(jìn)行信息交流的微芯片。這個微芯片一般來講是一個集成電路，它可以用來儲存和處理信息，調(diào)制解調(diào)射頻信號，并且可以運行其他的特殊功 能。RFID標(biāo)簽的天線是用來接收和發(fā)送射頻信號，并且通常適用于一種特殊的頻率。在一些設(shè)備中，帶有氣敏裝置的RFID系統(tǒng)已經(jīng)被用于監(jiān)測產(chǎn)品所處環(huán)境的氣體濃度何時超過了可以接受的氣體濃度。一般來說這些設(shè)備要求感應(yīng)裝置要有一個持續(xù)的能量來源，用來檢測氣體濃度的改變，但是這會增加設(shè)備的成本。另外，一些設(shè)備要求感應(yīng)裝置還要與一個比較器電路相連，從而來檢測出偏離參考電壓的程度大小，這一要求大大增加了設(shè)備的成本。總之，改進(jìn)RFID系統(tǒng)是有必要的，它要求在不使用持續(xù)的能量來源或者使用一種低成本的附加電路時可以用來檢測氣體濃度變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例提供一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽、RFID系統(tǒng)，以較低成本來檢測氣體濃度變化。一方面，本發(fā)明實施例提供了一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述RFID標(biāo)簽的芯片上有兩個引腳；所述氣敏裝置與這兩個引腳相連，并與所述RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，外界氣體環(huán)境的變化會引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，在所述氣敏裝置與RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、該邏輯電路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置用于將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，邏輯電路的通斷決定了氣敏裝置是否與天線并聯(lián)當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；所述RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷，從而實現(xiàn)通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變?？蛇x的，在本發(fā)明一實施例中，所述RFID標(biāo)簽的天線為單極子天線?？蛇x的，在本發(fā)明一實施例中，所述RFID標(biāo)簽的天線為雙偶極天線所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與其中一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；或者所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與兩根天線同時形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)?？蛇x的，在本發(fā)明一實施例中，所述電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置包括一可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、或一溝型場效應(yīng)管、或場效應(yīng)管的等效電路，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述RFID標(biāo)簽的芯片上有一個引腳；所述氣敏裝置的一端與這個引腳相連，另一端連接到所述RFID標(biāo)簽的天線上，并與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，外界氣體環(huán)境的變化會引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，在所述氣敏裝置與RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、該邏輯電路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置用于將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，邏輯電路的通斷決定了氣敏裝置是否與天線并聯(lián)當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)， 此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；所述RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷，從而實現(xiàn)通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變?？蛇x的，在本發(fā)明一實施例中，所述RFID標(biāo)簽的天線為單極子天線?？蛇x的，在本發(fā)明一實施例中，所述RFID標(biāo)簽的天線為雙偶極天線所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與其中一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；或者所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與兩根天線同時形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置包括一可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、或一溝型場效應(yīng)管、或場效應(yīng)管的等效電路，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。又一方面，本發(fā)明實施例提供了一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述氣敏裝置連接到所述RFID標(biāo)簽的天線上，并與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，外界氣體環(huán)境的變化會引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，在所述氣敏裝置與天線連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、該邏輯電路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置用于將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，邏輯電路的通斷決定了氣敏裝置是否與天線并聯(lián)當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；所述RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷，從而實現(xiàn)通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變?？蛇x的，在本發(fā)明一實施例中，所述RFID標(biāo)簽的天線為單極子天線?？蛇x的，在本發(fā)明一實施例中，所述RFID標(biāo)簽的天線為雙偶極天線所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與其中一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；或者所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與兩根天線同時形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)?？蛇x的，在本發(fā)明一實施例中，所述電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置包括一可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、或一溝型場效應(yīng)管、或場效應(yīng)管的等效電路，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。又一方面，本發(fā)明實施例提供了一種帶氣敏裝置的RFID系統(tǒng)，所述RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽和RFID閱讀器，所述RFID標(biāo)簽包括上述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽；所述RFID閱讀器發(fā)送指令以控制RFID標(biāo)簽的邏輯電路的通斷，從而通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。再一方面，本發(fā)明實施例提供了一種帶氣敏裝置的RFID系統(tǒng)的氣體濃度檢測方法，所述氣體濃度檢測方法應(yīng)用于上述帶氣敏裝置的RFID系統(tǒng)，包括通過所述RFID閱讀器發(fā)送指令以控制RFID標(biāo)簽的邏輯電路的通斷；通過RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指 令以控制邏輯電路的通斷當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在在一定的氣體環(huán)境下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在在一定的氣體環(huán)境下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；利用所述RFID閱讀器比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。上述技術(shù)方案具有如下有益效果因為采用一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述氣敏裝置與所述RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，外界氣體環(huán)境的變化會引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，在所述氣敏裝置與RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、該邏輯電路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置用于將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，邏輯電路的通斷決定了氣敏裝置是否與天線并聯(lián)當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；所述RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷，從而實現(xiàn)通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變的技術(shù)手段，所以達(dá)到了可以較低成本來檢測氣體濃度變化的技術(shù)效果，并利用RFID獲得的能量，解決了氣體濃度檢測的供電問題。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實施例氣敏裝置與RFID標(biāo)簽芯片相連接的示意圖；圖2為RFID標(biāo)簽芯片內(nèi)部天線的等效電路圖3為本發(fā)明實施例氣敏裝置、邏輯開關(guān)以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與RFID標(biāo)簽芯片內(nèi)部天線等效電路相連接的不意圖；圖4為本發(fā)明實施例氣敏裝置與RFID標(biāo)簽天線直接相連接的示意圖；圖5為本發(fā)明實施例氣敏裝置的結(jié)構(gòu)說明圖；圖6為本發(fā)明實施例基于信號強度的氣體濃度檢測方法的流程圖。
具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例的氣敏裝置與RFID標(biāo)簽的芯片相連至少存在三種情況兩引腳結(jié)構(gòu)本發(fā)明是一種用來檢測氣體濃度變化的裝置、系統(tǒng)和技術(shù)。這一系統(tǒng)包含了一個標(biāo)簽，這一標(biāo)簽的芯片上有兩個引腳。氣敏裝置與這兩個引腳相連，與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化。在引腳與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。邏輯電路的通斷決定了氣敏裝置是否與天線并聯(lián)。當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)。此時氣敏裝置被放置在一定的氣體濃度下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下。閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令控制邏輯電路的通斷，在邏輯電路接通時，可以通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。就一個實例而言，這一系統(tǒng)包含了一個標(biāo)簽，這一標(biāo)簽上只有一根天線(單極子天線)。這一標(biāo)簽的芯片上有兩個引腳。氣敏裝置與這兩個引腳相連，與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在引腳與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。當(dāng)邏輯電路接通時氣敏裝置被放置在一定的氣體濃度下，天線特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，其工作在第二共振頻率下。閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，并通過比較邏輯電路通斷時的不同頻率的信號強度之間的差異可以檢測氣體濃度的改變。更確切地說，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置可以是一個將可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、一個溝型場效應(yīng)管或者是場效應(yīng)管的等效電路。而氣敏裝置的具體實例包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置等。就另一個實例而言，這一系統(tǒng)包含了一個標(biāo)簽，這一標(biāo)簽上有兩根天線(雙偶極天線)。此時有兩種情況。第一種情況是氣敏裝置與這兩個引腳相連，與第一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在引腳與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。此時與氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置也與第一根天線并聯(lián)，而第二根天線始終以第一共振頻率正常通信。當(dāng)邏輯電路接通時，被放置于一定的氣體濃度下，第一根天線特征頻率和信號強度至少有一個會發(fā)生改變，其工作在第二共振頻率下。閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，并通過比較邏輯電路接通時第一和第二根天線的不同頻率的信號強度之間的差異可以檢測氣體濃度的改變。通過比較第二根天線自身的邏輯電路通斷時的不同頻率的信號強度之間的差異也可以檢測氣體濃度的改變。第二種情況是，氣敏裝置與這兩個引腳相連，與兩根天線同時形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在引腳與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。此時與氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置也與這兩根天線同時并聯(lián)，這與標(biāo)簽僅
含一根天線的情況類似。當(dāng)邏輯電路接通時被放置在一定的氣體濃度下，天線特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，其工作在第二共振頻率下。閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，并通過比較邏輯電路通斷時的不同頻率的信號強度之間的差異可以檢測氣體濃度的改變。第一種情況電路連接比較簡單，工作時兩根天線的共振頻率可能不同，會影響測量的精度。第二種情況電路連接比較復(fù)雜，但工作時兩根天線的共振頻率一致，測量精度較高。更確切地說，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置可以是一個將可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、一個溝型場效應(yīng)管或者是場效應(yīng)管的等效電路。而氣敏裝置的具體實例包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置等。一引腳結(jié)構(gòu)這一標(biāo)簽的芯片可以僅有一個引腳，這一引腳向外與氣敏裝置的一端相連，氣敏裝置的另一端直接連到天線上。引腳在芯片內(nèi)部的連接點與兩個引腳的情況類似，最終仍然是要達(dá)到與天線并聯(lián)的目的。同時在引腳與芯片內(nèi)部電路連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路。另外，天線的電路上又并聯(lián)了一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置又有線路與氣敏裝置和邏輯電路的兩端線路連接。當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，其工作在第二共振頻率下。閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令控制邏輯電路的通斷，在邏輯電路接通時，可以通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。就一個實例而言，這一系統(tǒng)包含了一個標(biāo)簽，這一標(biāo)簽上只有一根天線(單極子天線)。氣敏裝置與這一個引腳相連，氣敏裝置的另一端直接連到天線上，與這根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在引腳與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。當(dāng)邏輯電路接通時被放置在一定的氣體濃度下，天線特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，其工作在第二共振頻率下。閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，并通過比較邏輯電路通斷時的不同頻率的信號強度之間的差異可以檢測氣體濃度的改變。更確切地說，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置可以是一個將可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、一個溝型場效應(yīng)管或者是場效應(yīng)管的等效電路。而氣敏裝置的具體實例包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置等。就另一個實例而言，這一系統(tǒng)包含了一個標(biāo)簽，這一標(biāo)簽上有兩根天線(雙偶極天線)。氣敏裝置與這一個個引腳相連，氣敏裝置的另一端直接連到天線上，與第一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在引腳與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。此時與氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置也與第一根天線并聯(lián)，而第二根天線始終以第一共振頻率正常通信。當(dāng)邏輯電路接通時，被放置于一定的氣體濃度下，第一根天線工作在第二共振頻率下，其特征頻率和信號強度至少有一個會發(fā)生改變。閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令， 并通過比較邏輯電路接通時，第一和第二根天線的不同頻率的信號強度之間的差異可以檢測氣體濃度的改變。通過比較第一根天線自身的邏輯電路通斷時的不同頻率的信號強度之間的差異也可以檢測氣體濃度的改變。更確切地說，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置可以是一個將可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、一個溝型場效應(yīng)管或者是場效應(yīng)管的等效電路。而氣敏裝置的具體實例包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置等。無引腳結(jié)構(gòu)當(dāng)RFID標(biāo)簽的芯片上沒有引腳時，氣敏裝置可以直接連到天線上。氣敏裝置與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在天線與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。這種情況下，與氣敏裝置相連的天線不能脫離氣敏裝置而以第一共振頻率通信。當(dāng)被放置在一定的氣體濃度下，天線的第二共振頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化。閱讀器能夠給標(biāo)簽裝置發(fā)送指令，通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。就一個實例而言，這一系統(tǒng)包含了一個標(biāo)簽，這一標(biāo)簽上有兩根天線(雙偶極天線)。氣敏裝置直接與第一根天線相連。氣敏裝置與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在天線與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。而第二根天線不與氣敏裝置相連始終以第一共振頻率正常通信。當(dāng)被放置于一定的氣體濃度下，第一根天線特征頻率和信號強度至少有一個會發(fā)生改變，其工作在第二共振頻率下，而第二根天線的特征頻率和信號強度不變。閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，并通過比較第一和第二根天線的不同頻率的信號強度之間的差異可以檢測氣體濃度的改變。更確切地說，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置可以是一個將可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、一個溝型場效應(yīng)管或者是場效應(yīng)管的等效電路。而氣敏裝置的具體實例包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置等。推而廣之，天線的芯片上可以帶也可以不帶引腳，可以帶一個也可以帶多個引腳。天線的根數(shù)可以是一根、兩根甚至是多根。相對應(yīng)地也可以連接一個或多個氣敏裝置，同時氣敏裝置的型號可以相同也可以不同。另外，與之相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置也可以有許多變化。就裝置的一種具體實例而言，當(dāng)被放置于與一定的氣體濃度下，與氣敏裝置相連的天線的共振頻率和信號強度至少有一個會發(fā)生改變。閱讀器能夠給標(biāo)簽裝置發(fā)送指令，通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。就一種氣敏裝置的具體實例而言，聯(lián)立比較數(shù)值的方法包括將這些比較數(shù)值與多數(shù)的信號強度值進(jìn)行比較。這些信號強度值屬于不同的頻率，并與多數(shù)的氣體濃度相聯(lián)系，同時基于上述提到的比較可以檢測氣體濃度的強度。
然而，就另一個方面而言，一個RFID系統(tǒng)包括一個RFID標(biāo)簽裝置和一個RFID閱讀器裝置。這個RFID標(biāo)簽裝置被用來發(fā)送兩種信號，即上述邏輯電路斷開時的信號和邏輯電路接通時的信號，這兩種信號至少有一種會對受到的請求作出回應(yīng)。RFID閱讀器裝置用來對RFID標(biāo)簽裝置至少發(fā)送一個請求。安裝閱讀裝置是為了接收來自標(biāo)簽的邏輯電路接通時的信號強度值和邏輯電路斷開時的信號強度值之間的比較值，并把這些比較值轉(zhuǎn)化為氣體濃度的不同水平。在一個實例中，RFID標(biāo)簽的天線與氣敏裝置相連，在這一連接線路上有一個控制通斷的邏輯電路。氣敏裝置與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在天線與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。在邏輯電路通斷與否的兩種情況下，該天線會有與之對應(yīng)的兩種不同的頻率，即第一共振頻率和第二共振頻率。當(dāng)邏輯電路接通并把這一標(biāo)簽裝置放置于一定的氣體濃度下，由于共振頻率的變化，就會產(chǎn)生不同信號的強度值。在一個實例中，RFID標(biāo)簽裝置包括第一、第二兩根天線，其中第一根天線發(fā)射第一信號，而第二根天線發(fā)射第二信號。更好的情況是，第一根天線與氣敏裝置和電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置相連，當(dāng)這一標(biāo)簽裝置被放置于一定的氣體濃度下，由于共振頻率的變化，就會產(chǎn)生第二信號強度值與第一信號強度值的不同。如圖I所示，為本發(fā)明實施例氣敏裝置與RFID標(biāo)簽芯片相連接的氣體感應(yīng)標(biāo)簽10的示意圖。如圖I所示，標(biāo)簽裝置10，包括一個底座15，一個集成電路板13，兩個引腳16，17和一個雙偶極天線11，12。集成電路板13上有兩個引腳16，17，這兩個引腳向外與氣敏裝置14相連，這兩個引腳在芯片內(nèi)部與天線的等效電路并聯(lián)，并在連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路。氣敏裝置與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在天線與芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置的作用是將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化。通過邏輯電路的通斷可以控制氣敏裝置是否被接入芯片電路內(nèi)，從而可以影響與射頻模塊相連的天線的頻率。當(dāng)邏輯電路斷開時，標(biāo)簽天線以第一共振頻率通信。當(dāng)邏輯電路接通時，被放置于一定的氣體濃度下，天線工作在第二共振頻率下，其特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生改變。在一個實例中，發(fā)射端天線11，12由一種或多種不同的低電阻材料制成，這些材料有較高的導(dǎo)電性，例如銅，銀，和鋁，它們和上述提到的氣敏裝置通過兩個引腳16，17和天線11，12相連，當(dāng)天線11，12被放置于一定的氣體濃度下，氣敏裝置會引起一個或多個發(fā)射端發(fā)生共振頻率的變化。這個變化的頻率與接收和發(fā)送的頻率都不一樣。例如，邏輯電路接通時，氣敏裝置放置于一定的氣體濃度下，就會導(dǎo)致發(fā)送頻率和接收頻率中至少一個發(fā)生變化。在另一個實例中，一開始設(shè)定的天線頻率值將高于一定氣體濃度環(huán)境下的天線頻率，然后當(dāng)達(dá)到一定的氣體濃度時，它就會降低。在另一個實例中，一開始設(shè)定的天線頻率低于一定氣體濃度下的天線頻率，當(dāng)達(dá)到一定的氣體濃度時它就會上升。可用于本發(fā)明的這樣的氣敏裝置有氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置 坐寸o基于氣敏裝置的類型不同，導(dǎo)致變化的氣體濃度可能是一個特定的氣體濃度值也可能是一個有選擇性的氣體濃度值的范圍。時間的長短必然導(dǎo)致天線共振頻率的變化，天線質(zhì)量也會導(dǎo)致不同的變化。例如，天線上帶有的氣敏裝置的類型能夠影響改變天線共振頻率所需時間的長短。如圖2所示，為RFID標(biāo)簽天線的等效電路圖。當(dāng)標(biāo)簽線圈天線進(jìn)入讀寫器產(chǎn)生的交變磁場中，標(biāo)簽天線與讀寫器天線之間的相互作用就類似于變壓器。兩者的線圈相當(dāng)于變壓器的初級線圈和次級線圈。由標(biāo)簽天線形成的諧振回路如圖2所示，包括標(biāo)簽天線的
線圈電感(L)、寄生電容(Cp)和并聯(lián)電容(C2)，其諧振頻率為/ =式中C為Cp
和C2的并聯(lián)等效電容，R1，R2為電路內(nèi)電感線圈及其他裝置的等效電阻。標(biāo)簽和讀寫器雙向通信使用的載波頻率就是f。當(dāng)要求標(biāo)簽天線線圈外形很小，即面積小，且需一定的工作距離，RFID標(biāo)簽與讀寫器問的天線線圈互感量就明顯不能滿足實際需求，可以在標(biāo)簽天線線圈內(nèi)部插入具有高導(dǎo)磁率的鐵氧體材料，以增大互感量，從而補償線圈橫截面小的問題。如圖3所示，為本發(fā)明實施例氣敏裝置、控制通斷的邏輯電路以及電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與RFID標(biāo)簽天線等效電路相連接的示意圖。由標(biāo)簽天線形成的諧振回路如圖所示，包括標(biāo)簽天線的線圈電感(U、寄生電容(Cp)和并聯(lián)電容(C2)，其諧振頻率為
/ = 2WZ*C式C為Cp和C2的并聯(lián)等效電容，Rl, R2為電路內(nèi)電感線圈及其他裝置的等
效電阻。M為代表氣敏裝置的可變電阻，S為控制通斷的邏輯電路，R3為與氣敏裝置串聯(lián)的等效電阻，F(xiàn)為電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置。當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下。如圖4所示，為本發(fā)明實施例氣敏裝置與RFID標(biāo)簽天線直接相連的示意圖，即可檢測氣體濃度變化的無源RFID標(biāo)簽裝置40的簡圖。如圖4所示，標(biāo)簽裝置40包括一個底座45，一個集成電路43和一個雙偶極天線41，42。與天線42相連的氣敏裝置44將會影響天線42的電阻。氣敏裝置44所適用的材料可以根據(jù)天線41，42中的任何一根的當(dāng)前電壓來控制任何一個既定點的頻率。就一個實例而言，安裝天線41，42可以使其在相同的頻率產(chǎn)生共振。就另一個實例而言，安裝天線41，42可以使其在不同的頻率產(chǎn)生共振。在一個實例中，發(fā)射端天線41，42由一種或多種不同的低電阻材料制成，這些材料有較高的導(dǎo)電性，例如銅，銀，和鋁，它們和上述提到的氣敏裝置相連，當(dāng)天線41，42被放置于一定的氣體濃度下，氣敏裝置會引起一個或多個發(fā)射端發(fā)生共振頻率的變化，從而導(dǎo)致一個不同的頻率。這個頻率的變化與接收和發(fā)送的頻率都不一樣。例如，氣敏裝置放置于一定的氣體濃度下，就會導(dǎo)致發(fā)送頻率和接收頻率中至少一個發(fā)生變化。在另一個實例中，一開始設(shè)定的天線頻率值將高于一定氣體濃度環(huán)境下的天線頻率，然后當(dāng)達(dá)到一定的氣體濃度時，它就會降低。在另一個實例中，一開始設(shè)定的天線頻率低于一定氣體濃度下的天線頻率，當(dāng)達(dá)到一定的氣體濃度時它就會上升。可用于本發(fā)明的這樣的氣敏裝置有氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣 敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置
坐寸o基于氣敏裝置的類型不同，導(dǎo)致變化的氣體濃度可能是一個特定的氣體濃度值也可能是一個有選擇性的氣體濃度值的范圍。時間的長短必然導(dǎo)致天線共振頻率的變化，天線質(zhì)量也會導(dǎo)致不同的變化。例如，天線上帶有的氣敏裝置的類型能夠影響改變天線共振頻率所需時間的長短。如圖5所示，為Pd-MIS氣敏二極管的結(jié)構(gòu)圖。它是在P型或N型硅襯底51上生成一層Si02層52，然后用蒸發(fā)或濺射工藝在Si02層上形成300 200° A厚的Pd薄膜53，組成Pd-MIS氣敏二極管。如果把該二極管放在被測氣體中，氣敏二極管的電容與電壓特性就會發(fā)生變化。由于氣體濃度的不同，還會使半導(dǎo)體的平帶電壓Vfb發(fā)生平移，根據(jù)這種特性，它可以用于氫氣、一氧化碳和丁烷氣體的測量。如圖6所示，為本發(fā)明通過使用多天線的標(biāo)簽裝置來檢測氣體濃度改變的一種方法流程圖。需要考慮到的是，上述提到的裝置使用一個標(biāo)簽集成電路來進(jìn)行與多個天線的交流。如圖6所示，50，RFID閱讀器向標(biāo)簽裝置發(fā)送能量和指令。52，邏輯電路在初始時間處于斷開的狀態(tài)，標(biāo)簽裝置用不與氣敏裝置相連的天線接收能量和指令。54，標(biāo)簽裝置把攜帶能量的電磁波轉(zhuǎn)化為DC (直流)電壓，從而才能使標(biāo)簽執(zhí)行指示的要求。而這種轉(zhuǎn)化需要用到一個電荷泵，一個整流電路，或者將其相互連接，或者要用到其他的能量轉(zhuǎn)化裝置。56，標(biāo)簽裝置通過不與氣敏裝置相連的天線向閱讀器發(fā)送信號。58，閱讀器測量并記錄收到信號的能量強度。60，閱讀器向標(biāo)簽裝置發(fā)送接通邏輯電路的指令。62，標(biāo)簽裝置用與氣敏裝置相連的天線發(fā)送數(shù)據(jù)。64，閱讀器測量收到信號的能量強度。66，閱讀器計算出一個反映信號強度的比較值。68，閱讀器將比較值轉(zhuǎn)化成不同的氣體濃度。就一個實例而言，閱讀器會設(shè)定一個時間段用來接收標(biāo)簽的信號，如果沒有收到信號，閱讀器就會將信號強度記錄為O。在這個系統(tǒng)中，閱讀器將來自不與氣敏裝置相連的天線的信號強度值作為一個參考值，把它與來與氣敏裝置相連的標(biāo)簽天線的信號強度值進(jìn)行比較。通過接收到的來自與氣敏裝置相連和不與氣敏裝置相連的發(fā)射端的信號，閱讀器會收集到代表不同信號強度的比較值。然后，RFID閱讀器會把這樣一個比較值轉(zhuǎn)化為標(biāo)簽所處的氣體濃度。就一個具體的實例而言，配置這個RFID閱讀器是為了通過使用儲存的參考數(shù)據(jù)將接收到的來自連接或者不連接氣敏裝置的天線的RF信號強度的不同轉(zhuǎn)化為氣體濃度值。最好的情況是，將不連接氣敏裝置的天線作為一個參考，可以將由于標(biāo)簽和閱讀器之間的耦合所導(dǎo)致的變化過濾掉。此外，正如之前提到的那樣，氣敏裝置被應(yīng)用到設(shè)計中會使它的阻抗值的變化與標(biāo)簽被放置于特定氣體濃度下的時間長短形成一一對應(yīng)的關(guān)系。例如，將氣敏裝置僅在一根天線上進(jìn)行定位，這樣可以允許來自RFID標(biāo)簽裝置的信號作為一種功能在一定范圍內(nèi)變化，而這一功能正是天線被放置于一定氣體濃度下的時間后才有的功能。同上，通過使用本發(fā)明，在RFID標(biāo)簽無源的條件下，RFID閱讀器能夠 檢測到標(biāo)簽裝置是否已經(jīng)被放置一定的氣體濃度下以及這一氣體濃度是否在可接受的范圍內(nèi)。不使用兩根天線的各種RFID標(biāo)簽也能用氣敏裝置來感知到氣體濃度的變化，感知氣體濃度的變化是基于天線上共振頻率的變化也能夠識別到天線接收到信號的變化。例如通過對與氣敏裝置相連的天線的設(shè)計,能夠使天線的頻率在ISM(IndustrialScientific Medical，工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段內(nèi)變化，標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)簽上都可以連接上這種與氣敏裝置以及邏輯電路相連的天線。例如在一個具體的實例中標(biāo)簽天線可以這么設(shè)定，在暴露在一定氣體濃度環(huán)境中之前，天線的共振頻率是902-928MHZ，但是標(biāo)簽一旦暴露在一定氣體濃度環(huán)境中，由于氣體濃度的影響，天線的共振頻率就降為899. 5-927. 5MHZ，在美國RFID的頻率頻段(902-928MHZ)被分割為52個頻道，在這52個頻道中閱讀器可以隨機的跳過不能接收到的頻道去，閱讀器這種跳躍的好處就是可以有效的防治多個閱讀器在同一個物理空間內(nèi)試圖使用同一個頻率所造成的沖突。例如在一個例子中，RFID頻段(902-928MHZ)不是劃分為52個頻道而是平均劃分成了 n個頻道標(biāo)簽的天線設(shè)定在此頻段(902-928MHZ)下進(jìn)行工作。由于標(biāo)簽天線與氣敏裝置相連，所以氣體濃度只要超過了預(yù)先設(shè)定的值的范圍，天線標(biāo)簽天線的工作頻率就下降到(899. 5-927. 5MHZ)這個頻率范圍之中。因此與原來的頻段相比較就將頻道n從頻段范圍中排除去，因此變化后的頻段(899. 5-927. 5MHZ)就不再允許標(biāo)簽與頻道n進(jìn)行信息的交流。在具體的實例中，如果標(biāo)簽所在的環(huán)境超過了預(yù)期的氣體濃度范圍，閱讀器只能通過頻道I至n-1給標(biāo)簽發(fā)送指令，標(biāo)簽也能做出反應(yīng)，因為標(biāo)簽中的天線就只能在這個頻率范圍內(nèi)工作，當(dāng)閱讀器以n頻道的頻率向標(biāo)簽發(fā)送指令時，因為標(biāo)簽氣體濃度的變化已經(jīng)導(dǎo)致標(biāo)簽天線的共振頻率已經(jīng)下降到899. 5-927. 5MHZ，不再達(dá)到928MHZ所以標(biāo)簽就不再做出反應(yīng)，將信息傳回閱讀器。有利的方面是由于氣體濃度超出了預(yù)先設(shè)定的值引起的天線工作頻率的變化，就被這種信息交流的消失而反映出來。在模型中，閱讀器可以向標(biāo)簽發(fā)送一個在頻道n-1和頻道n之間的指令來進(jìn)一步確認(rèn)一下標(biāo)簽天線的工作頻率范圍已經(jīng)發(fā)生了漂移，因為標(biāo)簽?zāi)軌蚪邮盏酵ㄟ^頻道n-1發(fā)過來的指令，并且能夠通過頻道n-1能向閱讀器反饋信息，因為標(biāo)簽不能夠接收到通過頻道n發(fā)過來的指令，并且不能夠通過頻道n能向閱讀器反饋信息，這樣就確定了標(biāo)簽天線的工作頻率范圍已經(jīng)發(fā)生了漂移。氣體濃度的變化導(dǎo)致標(biāo)簽天線的工作頻率發(fā)生向上和向下的漂移并且本發(fā)明并不限制在將頻段平均劃分為n個頻道。本發(fā)明實施例可以較低成本來檢測氣體濃度變化，并利用RFID獲得的能量，解決了氣體濃度檢測的供電問題。這個系統(tǒng)的各個特點的實施可能會涉及到軟件，硬件也可能涉及到軟硬件的結(jié)合才能達(dá)到，例如系統(tǒng)的許多優(yōu)點的實施是通過編程用一種高水平的處理和面向?qū)ο蟮木幊陶Z言與電腦和其他設(shè)備機器的相互交流的方式實現(xiàn)的。每一個這樣的功能程序可能被儲存在一個存儲中介中例如只讀存儲器中被一個電腦和處理器讀取來實現(xiàn)上述的功能。本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以了解到本發(fā)明實施例列出的各種說明性邏輯塊(illustrative logical block),單元,和步驟可以通過電子硬件、電腦軟件,或兩者的結(jié) 合進(jìn)行實現(xiàn)。為清楚展示硬件和軟件的可替換性(interchangeability),上述的各種說明性部件(illustrative components),單元和步驟已經(jīng)通用地描述了它們的功能。這樣的功能是通過硬件還是軟件來實現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個系統(tǒng)的設(shè)計要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實現(xiàn)所述的功能，但這種實現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實施例保護(hù)的范圍。本發(fā)明實施例中所描述的各種說明性的邏輯塊，或單元都可以通過通用處理器，數(shù)字信號處理器，專用集成電路(ASIC)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它可編程邏輯裝置，離散門或晶體管邏輯，離散硬件部件，或上述任何組合的設(shè)計來實現(xiàn)或操作所描述的功能。通用處理器可以為微處理器，可選地，該通用處理器也可以為任何傳統(tǒng)的處理器、控制器、微控制器或狀態(tài)機。處理器也可以通過計算裝置的組合來實現(xiàn)，例如數(shù)字信號處理器和微處理器，多個微處理器，一個或多個微處理器聯(lián)合一個數(shù)字信號處理器核，或任何其它類似的配置來實現(xiàn)。本發(fā)明實施例中所描述的方法或算法的步驟可以直接嵌入硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊、或者這兩者的結(jié)合。軟件模塊可以存儲于RAM存儲器、閃存、ROM存儲器、EPROM存儲器、EEPROM存儲器、寄存器、硬盤、可移動磁盤、⑶-ROM或本領(lǐng)域中其它任意形式的存儲媒介中。示例性地，存儲媒介可以與處理器連接，以使得處理器可以從存儲媒介中讀取信息，并可以向存儲媒介存寫信息?？蛇x地，存儲媒介還可以集成到處理器中。處理器和存儲媒介可以設(shè)置于ASIC中，ASIC可以設(shè)置于用戶終端中?？蛇x地，處理器和存儲媒介也可以設(shè)置于用戶終端中的不同的部件中。在一個或多個示例性的設(shè)計中，本發(fā)明實施例所描述的上述功能可以在硬件、軟件、固件或這三者的任意組合來實現(xiàn)。如果在軟件中實現(xiàn)，這些功能可以存儲與電腦可讀的媒介上，或以一個或多個指令或代碼形式傳輸于電腦可讀的媒介上。電腦可讀媒介包括電腦存儲媒介和便于使得讓電腦程序從一個地方轉(zhuǎn)移到其它地方的通信媒介。存儲媒介可以是任何通用或特殊電腦可以接入訪問的可用媒體。例如，這樣的電腦可讀媒體可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盤存儲、磁盤存儲或其它磁性存儲裝置，或其它任何可以用于承載或存儲以指令或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和其它可被通用或特殊電腦、或通用或特殊處理器讀取形式的程序代碼的媒介。此外，任何連接都可以被適當(dāng)?shù)囟x為電腦可讀媒介，例如，如果軟件是從一個網(wǎng)站站點、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程資源通過一個同軸電纜、光纖電腦、雙絞線、數(shù)字用戶線(DSL)或以例如紅外、無線和微波等無線方式傳輸?shù)囊脖话谒x的電腦可讀媒介中。所述的碟片(disk)和磁盤(disc)包括壓縮磁盤、鐳射盤、光盤、DVD、軟盤和藍(lán)光光盤，磁盤通常以磁性復(fù)制數(shù)據(jù)，而碟片通常以激光進(jìn)行光學(xué)復(fù)制數(shù)據(jù)。上述的組合也可以包含在電腦可讀媒介中。以上所述的具體實施方式
，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步 詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式
而已，并不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的芯片上有兩個引腳；所述氣敏裝置與這兩個引腳相連，并與所述RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，在所述氣敏裝置與RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、該邏輯電路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置用于將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，邏輯電路的通斷決定了氣敏裝置是否與天線并聯(lián)當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；所述RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷，從而實現(xiàn)通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
2.如權(quán)利要求I所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的天線為單極子天線。
3.如權(quán)利要求I所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的天線為雙偶極天線所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與其中一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；或者所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與兩根天線同時形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置包括一可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、或一溝型場效應(yīng)管、或場效應(yīng)管的等效電路，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。
5.一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的芯片上有一個引腳；所述氣敏裝置的一端與這個引腳相連，另一端連接到所述RFID標(biāo)簽的天線上，并與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，在所述氣敏裝置與RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、該邏輯電路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置用于將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，邏輯電路的通斷決定了氣敏裝置是否與天線并聯(lián)當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；所述RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷，從而實現(xiàn)通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
6.如權(quán)利要求5所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的天線為單極子天線。
7.如權(quán)利要求5所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的天線為雙偶極天線所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與其中一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；或者所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與兩根天線同時形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求5所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置包括一可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、或一溝型場效應(yīng)管、或場效應(yīng)管的等效電路，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。
9.一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述氣敏裝置連接到所述RFID標(biāo)簽的天線上，并與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，在所述氣敏裝置與天線連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路、該邏輯電路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置用于將氣敏裝置兩端電壓或電流的變化轉(zhuǎn)換成電阻的變化，邏輯電路的通斷決定了氣敏裝置是否與天線并聯(lián)當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體濃度下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；所述RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷，從而實現(xiàn)通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
10.如權(quán)利要求9所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的天線為單極子天線。
11.如權(quán)利要求9所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述RFID標(biāo)簽的天線為雙偶極天線所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與其中一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；或者所述氣敏裝置和與該氣敏裝置相連的電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與兩根天線同時形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求9所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，其特征在于，所述電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置包括一可變電壓轉(zhuǎn)換成可變電阻的裝置、或一溝型場效應(yīng)管、或場效應(yīng)管的等效電路，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏二極管、Pd-MIS氣敏二極管、Pd-TiO2氣敏二極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。
13.一種帶氣敏裝置的RFID系統(tǒng)，所述RFID系統(tǒng)包括RFID標(biāo)簽和RFID閱讀器，其特征在于， 所述RFID標(biāo)簽包括權(quán)利要求1-4中任一項所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，或權(quán)利要求5-8中任一項所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，或權(quán)利要求9-12中任一項所述帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽； 所述RFID閱讀器發(fā)送指令以控制RFID標(biāo)簽的邏輯電路的通斷，從而通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
14.一種帶氣敏裝置的RFID系統(tǒng)的氣體濃度檢測方法，其特征在于，所述氣體濃度檢測方法應(yīng)用于權(quán)利要求13所述帶氣敏裝置的RFID系統(tǒng)，包括 通過所述RFID閱讀器發(fā)送指令以控制RFID標(biāo)簽的邏輯電路的通斷； 通過RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在在一定的氣體環(huán)境下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在在一定的氣體環(huán)境下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下； 利用所述RFID閱讀器比較來自 天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽、RFID系統(tǒng)及氣體濃度檢測方法，氣敏裝置與RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一個控制通斷的邏輯電路和一個電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置當(dāng)邏輯電路斷開時，氣敏裝置不與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的第一共振頻率和信號強度保持不變；當(dāng)邏輯電路接通時，氣敏裝置與天線并聯(lián)，此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時天線工作在第二共振頻率下；RFID標(biāo)簽接收RFID閱讀器發(fā)送的指令以控制邏輯電路的通斷，從而實現(xiàn)通過比較來自天線的不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。其可以較低成本來檢測氣體濃度變化。
文檔編號G01N27/16GK102810181SQ201210183608
公開日2012年12月5日 申請日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者霍靈瑜, 劉丙午, 王玉泉, 田志勇, 李俊韜 申請人:北京物資學(xué)院