專(zhuān)利名稱(chēng)：一種無(wú)線系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)控方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明實(shí)施方式涉及無(wú)線應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種無(wú)線系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
天線在當(dāng)今各類(lèi)無(wú)線通信系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。作為無(wú)線電設(shè)備中輻射或接收無(wú)線電波的裝置，它是無(wú)線電通信裝備、雷達(dá)、電子對(duì)抗設(shè)備和無(wú)線電導(dǎo)航設(shè)備的重要組成部分。凡是利用電磁波來(lái)傳遞信息的，都依靠天線來(lái)進(jìn)行工作。用于輻射無(wú)線電波的天線稱(chēng)發(fā)射天線，它把射頻系統(tǒng)送來(lái)的交變電流能量轉(zhuǎn)換為空間電磁波能量。用于接收無(wú)線電波的天線稱(chēng)為接收天線，它把從空間獲取的電磁波能量轉(zhuǎn)換為交變電流能量送給射頻系統(tǒng)。通常一副天線既可作為發(fā)射天線，也可作為接收天線，配有雙工器的天線可以收發(fā)同時(shí)共用。傳統(tǒng)的天線用金屬導(dǎo)線、金屬面或其他介質(zhì)材料構(gòu)成一定形狀，并架設(shè)在一定空間。另一方面，在未來(lái)的物聯(lián)網(wǎng)中，傳感器及其組成的傳感器網(wǎng)絡(luò)將在數(shù)據(jù)采集前端發(fā)揮重要的作用。傳感器通常指“能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用信號(hào)的器件或裝置，通常由敏感元件和轉(zhuǎn)換元件組成”。傳感器是一種檢測(cè)裝置，能感受到被測(cè)量的信息(如光、熱、濕度、壓力、或化學(xué)組成)，并能將檢測(cè)感受到的信息，按一定規(guī)律變換成為電信號(hào)或其他所需形式的信息輸出，以滿足信息的傳輸、處理、存儲(chǔ)、顯示、記錄和控制等要求。它是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制的首要環(huán)節(jié)。在當(dāng)前傳感網(wǎng)絡(luò)無(wú)線系統(tǒng)里，傳感器與天線各自獨(dú)立工作，且功能上是分離的。傳感器檢測(cè)信息并傳至系統(tǒng)；系統(tǒng)需要對(duì)信息進(jìn)行處理，如儲(chǔ)存、數(shù)字化、編碼等等；天線通過(guò)電磁波把系統(tǒng)處理后的信息發(fā)射出去。為了實(shí)現(xiàn)物品的網(wǎng)絡(luò)化自動(dòng)控制與管理，無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)標(biāo)簽被引入物聯(lián)網(wǎng)概念中并得到大量應(yīng)用。無(wú)線射頻識(shí)別標(biāo)簽開(kāi)始逐步取代傳統(tǒng)的貨物、設(shè)備，甚至人員管理中的一維或則二維條形碼(Barcode)，很大程度提升了管理效率。當(dāng)前一種結(jié)合傳感器的無(wú)線系統(tǒng)為帶傳感器的RFID標(biāo)簽。RFID標(biāo)簽與其它傳感器(如溫度傳感器)結(jié)合后，提供了很多應(yīng)用機(jī)會(huì)。藉此不僅可以監(jiān)控某件物品，還可以知道這些物品發(fā)生了什么事情。然而，現(xiàn)有RFID與傳感器的結(jié)合是有源方式。傳感器所感知的信息將自動(dòng)存儲(chǔ)到RFID標(biāo)簽的芯片存儲(chǔ)器(ROM)中，由RFID標(biāo)簽天線發(fā)送到讀卡器，從而起到監(jiān)控作用。為了能夠存儲(chǔ)傳感器的信息，芯片必須由電池供電才能實(shí)時(shí)接收和存儲(chǔ)信息。而且，在這樣的結(jié)構(gòu)中，天線、芯片、傳感器都是相對(duì)獨(dú)立工作。天線的作用就是傳統(tǒng)的發(fā)射與接受電磁信號(hào)；傳感器的作用則是感知外界信息，這些信息大都是模擬信號(hào)。芯片把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信息后，存儲(chǔ)并通過(guò)射頻接口利用天線把該數(shù)字信息發(fā)射出去。在現(xiàn)有的這種無(wú)線系統(tǒng)里，存在有需要電池的缺點(diǎn)，而且電池還需要定期更換，如不更換則有一定的使用壽命。而且，如果受電池限制，RFID標(biāo)簽工作環(huán)境也受到限制，如防水，不耐高溫等。尤其是，電池價(jià)格高，不適宜大規(guī)模使用。
再有，在現(xiàn)有的這種無(wú)線系統(tǒng)里，傳感器與天線各自獨(dú)立，功能上沒(méi)有相互作用影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施方式提出一種無(wú)線系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控。本發(fā)明實(shí)施方式還提出了 一種環(huán)境監(jiān)控方法，以實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)控。本發(fā)明實(shí)施方式的具體方案如下:一種無(wú)線系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括環(huán)境傳感器、天線、存儲(chǔ)芯片和閱讀器，環(huán)境傳感器與天線連接，天線與芯片連接，其中:存儲(chǔ)芯片，用于存儲(chǔ)標(biāo)示物體信息；環(huán)境傳感器，用于將其所在的環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將所述電信號(hào)發(fā)送到天線；天線，用于將所述電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將所述標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器:閱讀器，用于讀取所述標(biāo)示物體信息，并根據(jù)所述讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。所述存儲(chǔ)芯片為無(wú)線射頻識(shí)別RFID芯片，所述閱讀器為RFID閱讀器。所述環(huán)境傳感器為溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、振動(dòng)傳感器、速度傳感器或加速度傳感器。所述環(huán)境傳感器與天線連接包括: 環(huán)境傳感器與天線直接連接，或環(huán)境傳感器通過(guò)無(wú)源電路與天線連接。所述環(huán)境傳感器、天線和RFID芯片構(gòu)成無(wú)線差分子系統(tǒng)，而且該無(wú)線系統(tǒng)包括至少兩個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)，且每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)的環(huán)境傳感器能檢測(cè)到的環(huán)境參數(shù)變化范圍都不相同；RFID閱讀器，用于讀取每個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的標(biāo)示物體信息，并通過(guò)比較針對(duì)各個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。所述環(huán)境傳感器、天線和RFID芯片集成為RFID標(biāo)簽。一種環(huán)境監(jiān)控方法，該方法包括:環(huán)境傳感器探測(cè)存儲(chǔ)芯片中所標(biāo)示物體所在的環(huán)境參數(shù)變化，將該環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將所述電信號(hào)發(fā)送到天線；天線將所述電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)芯片中的標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器；閱讀器讀取所述標(biāo)示物體信息，并根據(jù)所述讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。所述天線將所述電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化包括:天線將所述電信號(hào)映射為天線發(fā)射功率的變化，或天線將所述電信號(hào)映射為天線諧振頻率的變化。所述存儲(chǔ)芯片為無(wú)線射頻識(shí)別RFID芯片，所述閱讀器為RFID閱讀器，該方法進(jìn)一步包括:
將環(huán)境傳感器、天線和RFID芯片構(gòu)成無(wú)線差分子系統(tǒng)，其中每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)的環(huán)境傳感器能檢測(cè)到的環(huán)境參數(shù)變化范圍都不相同；RFID閱讀器讀取每個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的標(biāo)示物體信息，并通過(guò)比較針對(duì)各個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。所述環(huán)境傳感器探測(cè)其所在的環(huán)境參數(shù)變化為:環(huán)境傳感器探測(cè)其所在的溫度參數(shù)變化、壓力參數(shù)變化、濕度參數(shù)變化、振動(dòng)參數(shù)變化、速度參數(shù)變化或加速度參數(shù)變化。從上述技術(shù)方案可以看出，在本發(fā)明實(shí)施方式中，環(huán)境傳感器將其所在的環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將電信號(hào)發(fā)送到天線；天線將電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將存儲(chǔ)芯片中的標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器；閱讀器讀取標(biāo)示物體信息，并根據(jù)在讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出環(huán)境參數(shù)變化。由此可見(jiàn)，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式之后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境監(jiān)控，而且傳感器與天線通過(guò)無(wú)源方式結(jié)合，還降低或杜絕了對(duì)電池的需求，并降低了成本。而且，本發(fā)明實(shí)施方式擴(kuò)大了帶傳感器的RFID標(biāo)簽的使用范圍，增加了靈敏度，也大幅度地降低了成本，為傳感RFID的大規(guī)模應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的無(wú)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的無(wú)線系統(tǒng)工作原理示意圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的多子系統(tǒng)差分識(shí)別結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的環(huán)境監(jiān)控方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。本發(fā)明實(shí)施方式提供一種低成本無(wú)源的無(wú)線系統(tǒng)，該系統(tǒng)中傳感器可以直接影響天線的性能參數(shù)。實(shí)際上，可以將本發(fā)明實(shí)施方式所提出的這種性能參數(shù)變化應(yīng)用到很多應(yīng)用中，比如應(yīng)用到傳感RFID標(biāo)簽等。圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的無(wú)線系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該系統(tǒng)包括環(huán)境傳感器101、天線102、存儲(chǔ)芯片103和閱讀器104，環(huán)境傳感器101與天線102連接，天線102與存儲(chǔ)芯片103連接。其中:存儲(chǔ)芯片103，用于存儲(chǔ)標(biāo)示物體信息；環(huán)境傳感器101，用于將其所在的環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將電信號(hào)發(fā)送到天線；天線102，用于將電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器104:閱讀器104，用于讀取標(biāo)示物體信息，并根據(jù)讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出環(huán)境參數(shù)變化。
在上述系統(tǒng)中，當(dāng)環(huán)境傳感器101所監(jiān)控的外界環(huán)境如溫度，濕度，壓力等等發(fā)生變化后，環(huán)境傳感器101的輸出信號(hào)將發(fā)生變化。通常情況下，環(huán)境傳感器101的輸出是某種受所監(jiān)控的環(huán)境影響的模擬電信號(hào)，然后這個(gè)模擬電信號(hào)通過(guò)直接的物理連接(或者無(wú)源電路)連接到天線102，從而改變天線102的性能參數(shù)。因此，環(huán)境傳感器101可以把這種特定環(huán)境變化映射到天線102的某個(gè)性能參數(shù)的變化(比如天線的諧振頻率的變化等)。天線102的電性能參數(shù)的變化可以導(dǎo)致天線發(fā)出的雷達(dá)散射面信號(hào)發(fā)生變化，而這一變化可以由閱讀器103識(shí)別出來(lái)。這樣閱讀器103在讀取簽存儲(chǔ)芯片103內(nèi)的存儲(chǔ)信息(通常為標(biāo)示物體的屬性信息等)的同時(shí)，閱讀器104也得到了天線102的天線參數(shù)變化的信息，從而可以對(duì)應(yīng)到環(huán)境傳感器101所感知的環(huán)境變化。在該系統(tǒng)中，各個(gè)元件可以全部是無(wú)源器件，而無(wú)需電池，其中天線的發(fā)射能量可以來(lái)自于閱讀器的發(fā)射波。在一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)境傳感器101、天線102和存儲(chǔ)芯片103構(gòu)成無(wú)線差分子系統(tǒng)，而且該無(wú)線系統(tǒng)包括至少兩個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)，且每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)中環(huán)境傳感器能檢測(cè)到的環(huán)境參數(shù)變化范圍都不相同；此時(shí):RFID閱讀器104，用于讀取每個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的標(biāo)示物體信息，并通過(guò)比較針對(duì)各個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。在現(xiàn)有技術(shù)中傳感器與芯片連接，而與天線相互獨(dú)立，天線性能與傳感器特性無(wú)關(guān)。相區(qū)別的是，在本發(fā)明實(shí)施方式中，把傳感器與天線先做連接，使得傳感器成為天線的一部分。這樣，當(dāng)環(huán)境參數(shù)變化時(shí)，傳感器的特性參數(shù)也相應(yīng)變化，從而改變了天線的性能。在本發(fā)明實(shí)施方式中，天線既可以與傳感器直接物理連接，也可以通過(guò)無(wú)源電路(分離式電容，電感，開(kāi)關(guān)等)進(jìn)行連接。無(wú)源電路的主要作用之一是使得傳感器的變化能夠更好地對(duì)應(yīng)天線參數(shù)的變化。具體地，環(huán)境傳感器101可以為溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、振動(dòng)傳感器、速度傳感器或加速度傳感器，等等。優(yōu)選地，可以將本發(fā)明實(shí)施方式的上述系統(tǒng)應(yīng)用于RFID系統(tǒng)中。此時(shí)，存儲(chǔ)芯片103具體為無(wú)線射頻識(shí)別(RFID)芯片，閱讀器104具體為RFID閱讀器。優(yōu)選地，還可以將環(huán)境傳感器101、天線102和存儲(chǔ)芯片103集成為RFID標(biāo)簽。RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過(guò)射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象，可快速地進(jìn)行物品追蹤和數(shù)據(jù)交換。識(shí)別工作無(wú)須人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。通常而言，RFID是一種簡(jiǎn)單的無(wú)線系統(tǒng)，用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)RFID閱讀器和很多應(yīng)答器(或RFID標(biāo)簽)組成。在本發(fā)明實(shí)施方式中，在工作時(shí)，RFID閱讀器通過(guò)發(fā)射天線發(fā)送一定頻率的射頻信號(hào)，當(dāng)RFID標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射天線工作區(qū)域時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電流，RFID標(biāo)簽獲得能量被激活。由于本發(fā)明實(shí)施方式中環(huán)境傳感器與RFID標(biāo)簽的內(nèi)置天線連接，環(huán)境傳感器可以將其所在的環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將電信號(hào)發(fā)送到該內(nèi)置天線；然后內(nèi)置天線將電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將RFID芯片內(nèi)儲(chǔ)存的自身編碼等信息(即標(biāo)示物體信息)發(fā)送出去；系統(tǒng)接收天線接收到從RFID標(biāo)簽發(fā)送來(lái)的載波信號(hào)，經(jīng)天線調(diào)節(jié)器傳送到閱讀器，閱讀器對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行解調(diào)和解碼然后送到后臺(tái)主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理；然后主系統(tǒng)根據(jù)邏輯運(yùn)算判斷該RFID標(biāo)簽的合法性，針對(duì)不同的設(shè)定做出相應(yīng)的處理和控制，發(fā)出指令信號(hào)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。在這個(gè)過(guò)程中，閱讀器讀取標(biāo)示物體信息，并根據(jù)在該讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出環(huán)境參數(shù)變化。比如，閱讀器可以通過(guò)天線發(fā)射功率的變化、天線諧振頻率的變化等天線性能參數(shù)的變化來(lái)確定出環(huán)境參數(shù)變化?？梢灶A(yù)先在閱讀器(比如閱讀器程序)中預(yù)先設(shè)置環(huán)境參數(shù)變化與天線性能參數(shù)變化這二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)閱讀器發(fā)射不同天線性能參數(shù)的電磁波給天線時(shí)，只有對(duì)應(yīng)天線性能參數(shù)的電磁波可以讀取到標(biāo)簽信息(即標(biāo)示物體信息)，那么這個(gè)天線性能參數(shù)所對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度也同時(shí)被閱讀器感知到。比如，在閱讀器(比如閱讀器程序)中預(yù)先設(shè)置環(huán)境溫度的變化與天線諧振頻率的變化二者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。當(dāng)閱讀器發(fā)射不同頻率的電磁波給天線時(shí)，只有某個(gè)頻率的電磁波可以讀取到標(biāo)簽信息(即標(biāo)示物體信息)，那么這個(gè)頻率所對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度也同時(shí)被閱讀器感知到。本發(fā)明實(shí)施方式中RFID芯片的作用類(lèi)似于傳統(tǒng)RFID標(biāo)簽芯片的作用，儲(chǔ)存了所要標(biāo)示的物體的信息，而傳感器則與天線則合二為一，成為智能化帶感覺(jué)的天線。傳感器與天線連接成一體后，除了完成信號(hào)的發(fā)射與接受外，還可以同時(shí)感知到外界的環(huán)境變化。由于天線所感知到的環(huán)境變化信息不會(huì)通過(guò)RFID芯片儲(chǔ)存，而是通過(guò)天線性能參數(shù)的變化被閱讀器直接讀出，因此本發(fā)明實(shí)施方式可以徹底省去或節(jié)約電池，從而顯著降低成本。圖2為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的無(wú)線系統(tǒng)工作原理示意圖。由圖2所示，當(dāng)傳感器所監(jiān)控的外界環(huán)境如溫度、濕度、壓力等等發(fā)生變化后，傳感器的輸出信號(hào)將發(fā)生變化。通常傳感器的輸出是某種受所監(jiān)控的環(huán)境影響的模擬電信號(hào)。這個(gè)模擬信號(hào)通過(guò)直接物理連接，或者無(wú)源電路連接到天線，從而改變了天線的性能參數(shù)。傳感器再將這種特定環(huán)境變化映射到天線的某個(gè)性能參數(shù)的變化，如天線的諧振頻率的變化、天線的發(fā)射功率的變化，等等。天線的電信能參數(shù)的變化導(dǎo)致天線發(fā)出的雷達(dá)散射面信號(hào)發(fā)生變化。這一變化可以由閱讀器識(shí)別出來(lái)。這樣在讀取簽芯片內(nèi)的存儲(chǔ)信息的同時(shí)，閱讀器也得到了天線參數(shù)變化的信息。從而對(duì)應(yīng)到傳感器所感知的環(huán)境變化。其中:本發(fā)明實(shí)施方式的RFID系統(tǒng)的主要工作頻率和有效識(shí)別距離為:低頻125-134kHz，識(shí)別距離< 0.5m ;高頻13.56MHz，識(shí)別距離小于Im:特高頻902_928MHz，識(shí)別距離4-8m:微波為2.54GHz，識(shí)別距離可達(dá)100m。RFID的識(shí)別距離可從幾厘米到十幾米，應(yīng)用范圍十分廣泛。在本發(fā)明實(shí)施方式中，將傳感器與天線有效結(jié)合后，天線電參數(shù)對(duì)于傳感器變化的靈敏度將決定識(shí)別的靈敏度。除了通過(guò)閱讀器的軟件加強(qiáng)對(duì)天線發(fā)射的雷達(dá)散射信號(hào)進(jìn)行信號(hào)處理以外，本發(fā)明實(shí)施方式還提出了多子系統(tǒng)差分識(shí)別方式來(lái)提高靈敏度。圖3為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的多子系統(tǒng)差分識(shí)別結(jié)構(gòu)示意圖。由圖3可知，一個(gè)環(huán)境傳感器、一個(gè)天線和一個(gè)RFID芯片可以構(gòu)成一個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)，而且該無(wú)線系統(tǒng)包括至少兩個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)。其中:每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)中環(huán)境傳感器能檢測(cè)到的環(huán)境參數(shù)變化范圍都不相同。RFID閱讀器讀取每個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的標(biāo)示物體信息，并通過(guò)比較針對(duì)各個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。
具體地，根據(jù)傳感器變化與天線電性能變化的映射關(guān)系，選取一組無(wú)線差分子系統(tǒng)。每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)中傳感器的工作范圍和感知范圍都不相同。如果把每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)中傳感器的感知范圍相加，則為該組傳感器的感知范圍。閱讀器可以讀到每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)里的每個(gè)單元天線發(fā)出的信號(hào)，然后通過(guò)比較每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)中單元天線發(fā)射信號(hào)的不同來(lái)識(shí)別傳感器的感知信息。無(wú)線差分子系統(tǒng)中單元天線發(fā)射信號(hào)的不同可以體現(xiàn)在閱讀器的接收功率的區(qū)別，諧振頻率的區(qū)別等等。其本質(zhì)是通過(guò)多個(gè)子系統(tǒng)的天線電參數(shù)變化的不同放大了被感知對(duì)象的微小變化，從而達(dá)到提高感知靈敏度的要求。以上以RFID系統(tǒng)中的具體應(yīng)用為例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征和原則進(jìn)行了詳細(xì)描述。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以意識(shí)到，這種描述和應(yīng)用僅僅是闡述性質(zhì)的，并不用于對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的適用范圍作出局限性限制。基于上述詳細(xì)分析，本發(fā)明實(shí)施方式還提出了一種環(huán)境監(jiān)控方法。圖4為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的環(huán)境監(jiān)控方法流程圖。如圖4所示，該方法包括:步驟401:環(huán)境傳感器探測(cè)存儲(chǔ)芯片中所標(biāo)示物體所在的環(huán)境參數(shù)變化，將該環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將所述電信號(hào)發(fā)送到天線。步驟402:天線將所述電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)芯片中的標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器。步驟403:閱讀器讀取所述標(biāo)示物體信息，并根據(jù)所述讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。其中，天線可以將電信號(hào)映射為天線發(fā)射功率的變化，或天線將所述電信號(hào)映射為天線諧振頻率的變化，等等。而且，存儲(chǔ)芯片優(yōu)選為無(wú)線射頻識(shí)別RFID芯片，閱讀器優(yōu)選為RFID閱讀器，此時(shí)該方法進(jìn)一步包括:將環(huán)境傳感器、天線和RFID芯片構(gòu)成無(wú)線差分子系統(tǒng)，其中每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)中環(huán)境傳感器能檢測(cè)到的環(huán)境參數(shù)變化范圍都不相同；RFID閱讀器讀取每個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的標(biāo)示物體信息，并通過(guò)比較針對(duì)各個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。在一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)境傳感器探測(cè)其所在的溫度參數(shù)變化、壓力參數(shù)變化、濕度參數(shù)變化、振動(dòng)參數(shù)變化、速度參數(shù)變化或加速度參數(shù)變化。在本發(fā)明實(shí)施方式中，環(huán)境傳感器將其所在的環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將電信號(hào)發(fā)送到天線；天線將電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將存儲(chǔ)芯片中的標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器；閱讀器讀取標(biāo)示物體信息，并根據(jù)在讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出環(huán)境參數(shù)變化。由此可見(jiàn)，應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施方式之后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境監(jiān)控，而且由于天線所感知到的環(huán)境變化信息不會(huì)通過(guò)存儲(chǔ)芯片儲(chǔ)存，而是通過(guò)天線性能參數(shù)的變化被閱讀器直接讀出，傳感器與天線通過(guò)無(wú)源方式實(shí)現(xiàn)了結(jié)合，因此本發(fā)明實(shí)施方式可以徹底省去或節(jié)約電池，從而顯著降低了成本。而且，本發(fā)明實(shí)施方式擴(kuò)大了帶傳感器的RFID標(biāo)簽的使用范圍，增加了靈敏度，也大幅度地降低了成本，為傳感RFID的大規(guī)模應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、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
1.一種無(wú)線系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括環(huán)境傳感器、天線、存儲(chǔ)芯片和閱讀器，環(huán)境傳感器與天線連接，天線與芯片連接，其中: 存儲(chǔ)芯片，用于存儲(chǔ)標(biāo)示物體信息； 環(huán)境傳感器，用于將其所在的環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將所述電信號(hào)發(fā)送到天線.天線，用于將所述電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將所述標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器: 閱讀器，用于讀取所述標(biāo)示物體信息，并根據(jù)所述讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線系統(tǒng)，其特征在于，所述存儲(chǔ)芯片為無(wú)線射頻識(shí)別RFID芯片，所述閱讀器為RFID閱讀器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線系統(tǒng)，其特征在于， 所述環(huán)境傳感器為溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、振動(dòng)傳感器、速度傳感器或加速度傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)線系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境傳感器與天線連接包括: 環(huán)境傳感器與天線直接連接，或環(huán)境傳感器通過(guò)無(wú)源電路與天線連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線系統(tǒng)，其特征在于， 所述環(huán)境傳感器、天線和RFID芯片構(gòu)成無(wú)線差分子系統(tǒng)，而且該無(wú)線系統(tǒng)包括至少兩個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)，且每個(gè) 無(wú)線差分子系統(tǒng)的環(huán)境傳感器能檢測(cè)到的環(huán)境參數(shù)變化范圍都不相同； RFID閱讀器，用于讀取每個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的標(biāo)示物體信息，并通過(guò)比較針對(duì)各個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)線系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)境傳感器、天線和RFID芯片集成為RFID標(biāo)簽。
7.—種環(huán)境監(jiān)控方法,其特征在于,該方法包括: 環(huán)境傳感器探測(cè)存儲(chǔ)芯片中所標(biāo)示物體所在的環(huán)境參數(shù)變化，將該環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將所述電信號(hào)發(fā)送到天線； 天線將所述電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)芯片中的標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器； 閱讀器讀取所述標(biāo)示物體信息，并根據(jù)所述讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述天線將所述電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化包括: 天線將所述電信號(hào)映射為天線發(fā)射功率的變化，或天線將所述電信號(hào)映射為天線諧振頻率的變化。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述存儲(chǔ)芯片為無(wú)線射頻識(shí)別RFID芯片，所述閱讀器為RFID閱讀器，該方法進(jìn)一步包括: 將環(huán)境傳感器、天線和RFID芯片構(gòu)成無(wú)線差分子系統(tǒng)，其中每個(gè)無(wú)線差分子系統(tǒng)的環(huán)境傳感器能檢測(cè)到的環(huán)境參數(shù)變化范圍都不相同；RFID閱讀器讀取每個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的標(biāo)示物體信息，并通過(guò)比較針對(duì)各個(gè)無(wú)線子系統(tǒng)的讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出所述環(huán)境參數(shù)變化。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述環(huán)境傳感器探測(cè)其所在的環(huán)境參數(shù)變化為: 環(huán)境傳感器探測(cè)其所在的溫度參數(shù)變化、壓力參數(shù)變化、濕度參數(shù)變化、振動(dòng)參數(shù)變化、速度參數(shù)變 化或加速度參數(shù)變化。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施方式提出了一種無(wú)線系統(tǒng)和環(huán)境監(jiān)控方法，該系統(tǒng)包括存儲(chǔ)芯片，用于存儲(chǔ)標(biāo)示物體信息；環(huán)境傳感器，用于將其所在的環(huán)境參數(shù)變化轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，并將電信號(hào)發(fā)送到天線；天線，用于將電信號(hào)映射為天線性能參數(shù)的變化，并將標(biāo)示物體信息發(fā)送到閱讀器閱讀器，用于讀取標(biāo)示物體信息，并根據(jù)讀取過(guò)程中覺(jué)察到的天線性能參數(shù)的變化確定出環(huán)境參數(shù)變化。本發(fā)明實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)了對(duì)環(huán)境監(jiān)控，而且傳感器與天線通過(guò)無(wú)源方式結(jié)合，還降低或杜絕了對(duì)電池的需求，并降低了成本。另外，本發(fā)明實(shí)施方式擴(kuò)大了帶傳感器的RFID標(biāo)簽的使用范圍，增加了靈敏度，也大幅度地降低了成本，為傳感RFID的大規(guī)模應(yīng)用提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
文檔編號(hào)G06K7/00GK103218583SQ20121001459
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2012年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月18日
發(fā)明者楊帆, 樊明延, 李展 申請(qǐng)人:北京慧感嘉聯(lián)科技有限公司