專利名稱：一種測(cè)氣體濃度的rfid系統(tǒng)及其測(cè)氣體濃度的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及RFID (Radio Frequency Identif ication,射頻識(shí)別)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及ー種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)及其測(cè)氣體濃度的方法。
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(duì)人和物的識(shí)別。一般來(lái)說(shuō)，這個(gè)系統(tǒng)至少包含ー個(gè)RFID閱讀器，這個(gè)RFID閱讀器能夠在ー個(gè)設(shè)定的范圍內(nèi)發(fā)射和接受來(lái)自ー個(gè)或多個(gè)RFID標(biāo)簽的射頻信號(hào)。這個(gè)R FID標(biāo)簽一般是封裝起來(lái)的，可以貼在ー個(gè)物體上，它包括個(gè)能與天線進(jìn)行信息交流的芯片，這個(gè)芯片為微芯片，其一般來(lái)講是ー個(gè)集成電路，它可以用來(lái)儲(chǔ)存和處理信息，調(diào)制解調(diào)射頻信號(hào)，并且可以運(yùn)行其他的特殊功能。RFID標(biāo)簽的天線是用來(lái)接收和發(fā)送射頻信號(hào)，并且通常適用于ー種特殊的頻率。在一些設(shè)備中，一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)已經(jīng)被用于監(jiān)測(cè)產(chǎn)品所處環(huán)境的氣體濃度何時(shí)超過(guò)了可以接受的氣體濃度。一般來(lái)說(shuō)這些設(shè)備要求感應(yīng)裝置要有一個(gè)持續(xù)的能量來(lái)源，用來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變，但是這會(huì)增加設(shè)備的成本。另外，一些設(shè)備要求感應(yīng)裝置還要與ー個(gè)比較器電路相連，從而來(lái)檢測(cè)出偏離參考電壓的程度大小，這ー要求大大増加了設(shè)備的成本?？傊倪M(jìn)RFID系統(tǒng)是有必要的，它要求在不使用持續(xù)的能量來(lái)源或者使用一種低成本的附加電路時(shí)可以用來(lái)檢測(cè)氣體濃度變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例提供一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)及其測(cè)氣體濃度的方法，以較低成本來(lái)檢測(cè)氣體濃度變化。一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括RFID閱讀器、第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二RFID標(biāo)簽具有相同的芯片和天線；所述第一RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽エ作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標(biāo)簽為帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述第二 RFID標(biāo)簽的芯片上有兩個(gè)引腳；所述氣敏裝置與這兩個(gè)引腳相連，并與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，所述RFID閱讀器通過(guò)比較來(lái)自所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二RFID標(biāo)簽不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變?？蛇x的，在本發(fā)明ー實(shí)施例中，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為單極子天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
可選的，在本發(fā)明ー實(shí)施例中，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為雙偶極天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，或者與兩根天線同時(shí)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。可選的，在本發(fā)明ー實(shí)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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-Ti02氣敏ニ極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。另ー方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括RFID閱讀器、第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二RFID標(biāo)簽具有相同的芯片和天線；所述第一RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽エ作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標(biāo)簽為帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述第二 RFID標(biāo)簽
的芯片上有ー個(gè)引腳；所述氣敏裝置的一端與這個(gè)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)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，所述RFID閱讀器通過(guò)比較來(lái)自所述第一RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變?？蛇x的，在本發(fā)明ー實(shí)施例中，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為單極子天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)?？蛇x的，在本發(fā)明ー實(shí)施例中，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為雙偶極天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，或者與兩根天線同時(shí)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)?？蛇x的，在本發(fā)明ー實(shí)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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-Ti02氣敏ニ極管、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(shí)施例提供了一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括RFID閱讀器、第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二RFID標(biāo)簽具有相同的芯片和天線；所述第一RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽エ作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標(biāo)簽為帶氣敏裝置的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)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有一個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第ニ RFID標(biāo)簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，所述RFID閱讀器通過(guò)比較來(lái)自所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變?？蛇x的，在本發(fā)明ー實(shí)施例中，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為單極子天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)?？蛇x的，在本發(fā)明ー實(shí)施例中，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為雙偶極天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，或者與兩根天線同時(shí)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)?？蛇x的，在本發(fā)明ー實(shí)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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-Ti02氣敏ニ極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。 再一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)測(cè)氣體濃度的方法，所述方法應(yīng)用于上述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，包括將所述第一 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一RFID標(biāo)簽工作在第一共振頻率下將所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第ニ RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；通過(guò)所述RFID閱讀器發(fā)送指令給所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第ニ RFID標(biāo)簽并接收反饋信號(hào)；利用所述RFID閱讀器比較所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。上述技術(shù)方案具有如下有益效果因?yàn)椴捎盟鰷y(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括RFID閱讀器、第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽具有相同的芯片和天線；所述第一RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一RFID標(biāo)簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標(biāo)簽為帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，此時(shí)所述第二RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，所述RFID閱讀器通過(guò)比較來(lái)自所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變的技術(shù)手段，所以達(dá)到了以較低成本來(lái)檢測(cè)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(cè)的供電問(wèn)題。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)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(shí)施例一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽芯片相連接的示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例第二 RFID標(biāo)簽芯片內(nèi)部天線的等效電路圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例氣敏裝置、電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置與第二 RFID標(biāo)簽芯片內(nèi)部天線等效電路相連接的不意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例氣敏裝置與RFID標(biāo)簽天線直接相連接的示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例氣敏裝置的結(jié)構(gòu)說(shuō)明圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例基于信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)氣體濃度的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)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(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。如圖I所示，為本發(fā)明實(shí)施例一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括RFID閱讀器I、第一 RFID標(biāo)簽2和第二 RFID標(biāo)簽3，所述第一RFID標(biāo)簽2和所述第二 RFID標(biāo)簽3具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標(biāo)簽2被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標(biāo)簽2的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽2工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標(biāo)簽3為帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽3的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與第二RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標(biāo)簽3的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽3工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標(biāo)簽2和所述第二 RFID標(biāo)簽3分別接收所述RFID閱讀器I發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，所述RFID閱讀器I通過(guò)比較來(lái)自所述第一 RFID標(biāo)簽2和所述第二 RFID標(biāo)簽3不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。本發(fā)明實(shí)施例的氣敏裝置與第二 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)明實(shí)施例是ー種用來(lái)檢測(cè)氣體濃度變化的RFID系統(tǒng)。這一系統(tǒng)包含了兩個(gè)RFID標(biāo)簽第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽。第二 RFID標(biāo)簽的芯片上有兩個(gè)引腳，氣敏裝置與這兩個(gè)引腳相連，與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，夕卜界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化。此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變。第二RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)天線工作在第二共振頻率下。RFID閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)通信，可以通過(guò)比較第一 RFID標(biāo)簽和第二RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。就一個(gè)實(shí)例而言,這一系統(tǒng)包含了一種RFID標(biāo)簽,所述標(biāo)簽包含第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽都只有一根天線。第二 RFID標(biāo)簽的芯片上有兩個(gè)引腳，氣敏裝置與這兩個(gè)引腳相連，與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變。第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)天線工作在第二共振頻率下。RFID閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)通信，可以通過(guò)比較第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。更確切地說(shuō)，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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)效應(yīng)管的等效電路等，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-TiO2氣敏ニ極管、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。就另ー個(gè)實(shí)例而言，這一系統(tǒng)包含了兩個(gè)RFID標(biāo)簽第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽；第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽都有兩根天線。第二 RFID標(biāo)簽的芯片上有兩個(gè)引腳， 氣敏裝置與這兩個(gè)引腳相連，與兩根天線同時(shí)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化。這與第二RFID標(biāo)簽僅含一根天線的情況類似。此時(shí)被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變。第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽天線工作在第二共振頻率下。RFID閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)通信，可以通過(guò)比較第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。更確切地說(shuō)，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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)效應(yīng)管的等效電路等，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-TiO2氣敏ニ極管、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一引腳結(jié)構(gòu)這一系統(tǒng)包含了兩個(gè)RFID標(biāo)簽第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，第二 RFID標(biāo)簽的芯片上有ー個(gè)引腳，這ー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(diǎn)與兩個(gè)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。在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化。此時(shí)被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變。第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽天線工作在第二共振頻率下。RFID閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)通信，可以通過(guò)比較第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。就一個(gè)實(shí)例而言,這一系統(tǒng)包含了兩個(gè)RFID標(biāo)簽第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽；第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽都只有一根天線。第二 RFID標(biāo)簽的芯片上有ー個(gè)引腳，氣敏裝置與這ー個(gè)引腳相連，氣敏裝置另一端直接連到天線上，與天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化。此時(shí)被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變。第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽天線工作在第二共振頻率下。RFID閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)通信，可以通過(guò)比較第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。更確切地說(shuō)，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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)效應(yīng)管的等效電路等，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-TiO2氣敏ニ極管、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(wú)引腳結(jié)構(gòu)這一系統(tǒng)包含了兩個(gè)RFID標(biāo)簽第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，第二 RFID標(biāo)簽的芯片上沒(méi)有引腳，氣敏裝置直接連到天線上。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正常的頻率通信。當(dāng)被放置在一定的氣體環(huán)境下，天線的特征頻率和信號(hào) 強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化。RFID閱讀器能夠給標(biāo)簽裝置發(fā)送指令，實(shí)現(xiàn)通信，通過(guò)比較來(lái)自第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽的不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。就一個(gè)實(shí)例而言,這一系統(tǒng)包含了兩個(gè)RFID標(biāo)簽第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽；第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽都只有一根天線。第二 RFID標(biāo)簽的芯片上沒(méi)有引腳，氣敏裝置直接連到天線上，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分。外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化。此時(shí)被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變。第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽天線工作在第二共振頻率下。RFID閱讀器能夠給標(biāo)簽發(fā)送指令，并通過(guò)比較第一 RFID標(biāo)簽和第二根標(biāo)簽工作時(shí)的不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異可以檢測(cè)氣體濃度的改變。更確切地說(shuō)，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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)效應(yīng)管的等效電路等，所述氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-TiO2氣敏ニ極管、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，可以帶ー個(gè)也可以帶多個(gè)引腳。天線的根數(shù)可以是ー根、兩根甚至是多根。相對(duì)應(yīng)地也可以連接一個(gè)或多個(gè)氣敏裝置，同時(shí)氣敏裝置的型號(hào)可以相同也可以不同。就裝置的ー種具體實(shí)例而言，當(dāng)被放置于一定的氣體環(huán)境下，與氣敏裝置相連的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少有ー個(gè)會(huì)發(fā)生改變。RFID閱讀器能夠給標(biāo)簽裝置發(fā)送指令，通過(guò)比較來(lái)自天線的不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。就一種氣敏裝置的具體實(shí)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(hào)強(qiáng)度值進(jìn)行比較。這些信號(hào)強(qiáng)度值屬于不同的頻率，并與多數(shù)的氣體濃度值相聯(lián)系，同時(shí)基于上述提到的比較可以檢測(cè)氣體濃度的水平。然而，就另ー個(gè)方面而言，ー個(gè)RFID系統(tǒng)包括兩個(gè)RFID標(biāo)簽裝置和ー個(gè)RFID閱讀器裝置。這兩個(gè)RFID標(biāo)簽裝置被用來(lái)發(fā)送兩種信號(hào)，即，第一 RFID標(biāo)簽的信號(hào)和第二RFID標(biāo)簽的信號(hào)，閱讀器分別收到第一 RFID標(biāo)簽的信號(hào)和第二 RFID標(biāo)簽的信號(hào)，經(jīng)過(guò)后臺(tái)處理的第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)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。再一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)測(cè)氣體濃度的方法，所述方法應(yīng)用于上述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，包括將所述第一 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一RFID標(biāo)簽工作在第一共振頻率下將所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第ニ RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；通過(guò)所述RFID閱讀器發(fā)送指令給所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第ニ RFID標(biāo)簽并接收反饋信號(hào)；利用所述RFID閱讀器比較所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。如圖2所示，為本發(fā)明實(shí)施例氣敏裝置與第二RFID標(biāo)簽芯片相連接的氣敏標(biāo)簽10 的示意圖。圖2中，標(biāo)簽裝置10，包括一個(gè)底座15，ー個(gè)集成電路板13，兩個(gè)引腳16，17和一個(gè)雙偶極天線11，12。集成電路板13上有兩個(gè)引腳16，17，這兩個(gè)引腳向外與氣敏裝置14相連，這兩個(gè)引腳在芯片內(nèi)部與天線的等效電路并聯(lián)。該標(biāo)簽可以與閱讀器進(jìn)行通信。在一個(gè)實(shí)例中，發(fā)射端11，12由ー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(guò)兩個(gè)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環(huán)境下，氣敏裝置會(huì)引起一個(gè)或多個(gè)發(fā)射端發(fā)生共振頻率的變化，從而導(dǎo)致ー個(gè)不同的頻率。這個(gè)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環(huán)境下，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)送頻率和接受頻率中至少ー個(gè)發(fā)生變化。在另ー個(gè)實(shí)例中，ー開(kāi)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(shí)，它就會(huì)降低。在另ー個(gè)實(shí)例中，一開(kāi)始設(shè)定的天線頻率低于一定氣體環(huán)境下的天線頻率，當(dāng)達(dá)到一定的氣體環(huán)境時(shí)它就會(huì)上升?？捎糜诒景l(fā)明的這樣的氣敏裝置有氫敏器件、氫敏MOS場(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-TiO2氣敏ニ極管、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)致變化的氣體環(huán)境可能是ー個(gè)特定的氣體濃度值也可能是ー個(gè)有選擇性的氣體濃度值的范圍。時(shí)間的長(zhǎng)短必然導(dǎo)致天線共振頻率的變化，天線質(zhì)量也會(huì)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(shí)間的長(zhǎng)短。如圖3所示，為第一 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(chǎng)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(jí)線圈和次級(jí)線圏。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(L)、寄生電容(Cp)和并聯(lián)電容(C2)，其諧振頻率為/ = 2，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(wèn)的天線線圈互感量就明顯不能滿足實(shí)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(bǔ)償線圈橫截面小的問(wèn)題。如圖4所示，為本發(fā)明實(shí)施例氣敏裝置、電壓電阻轉(zhuǎn)換裝置與與第二 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(L)、寄生電容(Cp)和并聯(lián)電容(C2)，其諧振頻率為/ =、/^―，式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。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。M為代表氣敏裝置的可變電阻。此標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，其特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，天線工作在第二共振頻率下。如圖5所示，為本發(fā)明實(shí)施例可檢測(cè)氣體濃度變化的無(wú)源RFID標(biāo)簽裝置40的簡(jiǎn)圖。如圖4所示，標(biāo)簽裝置40包括一個(gè)底座45，ー個(gè)集成電路43和一個(gè)雙偶極天線41，42。與天線42相連的氣敏裝置44將會(huì)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(lái)控制任何ー個(gè)既定點(diǎn)的頻率。就ー個(gè)實(shí)例而言，安裝天線41，42可以使其在相同的頻率產(chǎn)生共振。就另ー個(gè)實(shí)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(gè)實(shí)例中，發(fā)射端雙偶極天線41，42由ー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環(huán)境下，氣敏裝置會(huì)引起一個(gè)或多個(gè)發(fā)射端發(fā)生共振頻率的變化，從而導(dǎo)致ー個(gè)不同的頻率。這個(gè)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環(huán)境下，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)送頻率和接受頻率中至少ー個(gè)發(fā)生變化。在另ー個(gè)實(shí)例中，ー開(kāi)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(shí)，它就會(huì)降低。在另ー個(gè)實(shí)例中，一開(kāi)始設(shè)定的天線頻率低于一定氣體環(huán)境下的天線頻率，當(dāng)達(dá)到一定的氣體環(huán)境時(shí)它就會(huì)上升?？捎糜诒镜陌l(fā)明的這樣的氣敏裝置包括氫敏器件、氫敏MOS場(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-TiO2,敏ニ極管、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?；跉饷粞b置的類型不同，導(dǎo)致變化的氣體環(huán)境可能是ー個(gè)特定的氣體濃度值也可能是ー個(gè)有選擇性的氣體濃度值的范圍。時(shí)間的長(zhǎng)短必然導(dǎo)致天線共振頻率的變化，天線質(zhì)量也會(huì)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(shí)間的長(zhǎng)短。如圖6所示，為Pd-MIS氣敏ニ極管的結(jié)構(gòu)圖。它是在P型或N型硅襯底61上生成ー層Si02層62，然后用蒸發(fā)或?yàn)R射エ藝在Si02層上形成300 200° A厚的Pd薄膜63，組成Pd-MIS氣敏ニ極管。如果把該ニ極管放在被測(cè)氣體中，氣敏ニ極管的電容與電壓特性就會(huì)發(fā)生變化。由于氣體濃度的不同，還會(huì)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(cè)量。如圖7所示，為本發(fā)明實(shí)施例基于信號(hào)強(qiáng)度的測(cè)氣體濃度的方法流程圖，所述方法應(yīng)用于上述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，包括701、將所述第一 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽工作在第一共振頻率下
702、將所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有一個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；703、通過(guò)所述RFID閱讀器發(fā)送指令給所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽并接收反饋信號(hào)；704、利用所述RFID閱讀器比較所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。RFID閱讀器可測(cè)量收到信號(hào)的能量強(qiáng)度，計(jì)算出一個(gè)反應(yīng)信號(hào)強(qiáng)度的比較值，然后將比較值轉(zhuǎn)化成不同的氣體濃度值。就一個(gè)實(shí)例而言，閱讀器會(huì)設(shè)定一個(gè)時(shí)間段用來(lái)接收標(biāo)簽的信號(hào)，如果沒(méi)有收到信號(hào)，閱讀器就會(huì)將信號(hào)強(qiáng)度記錄為O。在這個(gè)系統(tǒng)中，RFID閱讀器將來(lái)自不與氣敏裝置相連的第一 RFID標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值作為一個(gè)參考值，把它與來(lái)與氣敏裝置相連的第二 RFID標(biāo)簽的信號(hào)強(qiáng)度值進(jìn)行比較?！ねㄟ^(guò)接收到的來(lái)自與氣敏裝置相連和不與氣敏裝置相連的第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽的信號(hào)，RFID閱讀器會(huì)收集到代表不同信號(hào)強(qiáng)度的比較值。然后，RFID閱讀器會(huì)把這樣一個(gè)比較值轉(zhuǎn)化為標(biāo)簽所處的氣體環(huán)境。就一個(gè)具體的實(shí)例而言，配置這個(gè)RFID閱讀器是為了通過(guò)使用儲(chǔ)存的參考數(shù)據(jù)將接受到的來(lái)自連接或者不連接氣敏裝置的RFID標(biāo)簽的RF信號(hào)強(qiáng)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第一 RFID標(biāo)簽作為一個(gè)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(guò)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(jì)中會(huì)使它的阻抗值的變化與第二 RFID標(biāo)簽被放置于特定氣體濃度下的時(shí)間長(zhǎng)短形成一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。同上，通過(guò)使用本發(fā)明，在RFID標(biāo)簽無(wú)源的條件下，RFID閱讀器能夠檢測(cè)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(lái)感知到氣體濃度的變化，感知?dú)怏w濃度的變化是基于天線上共振頻率的變化也能夠識(shí)別到天線接收到信號(hào)的變化。例如通過(guò)對(duì)與氣敏裝置相連的天線的設(shè)計(jì),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(gè)具體的實(shí)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(guó)RFID的頻率頻段(902-928MHZ)被分割為52個(gè)頻道，在這52個(gè)頻道中閱讀器可以隨機(jī)的跳過(guò)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止多個(gè)閱讀器在同一個(gè)物理空間內(nèi)試圖使用同一個(gè)頻率所造成的沖突。例如在一個(gè)例子中，RFID頻段(902-928MHZ)不是劃分為52個(gè)頻道而是平均劃分成了 n個(gè)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(guò)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(gè)頻率范圍之中。因此與原來(lái)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(shí)例中，如果標(biāo)簽所在的環(huán)境超過(guò)了預(yù)期的氣體濃度范圍，閱讀器只能通過(guò)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?yàn)闃?biāo)簽中的天線就只能在這個(gè)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(shí)，因?yàn)闃?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(lái)。 在模型中，閱讀器可以向標(biāo)簽發(fā)送一個(gè)在頻道n-1和頻道n之間的指令來(lái)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?yàn)闃?biāo)簽?zāi)軌蚪邮艿酵ㄟ^(guò)頻道n-1發(fā)過(guò)來(lái)的指令，并且能夠通過(guò)頻道n-1能向閱讀器反饋信息，因?yàn)闃?biāo)簽不能夠接受到通過(guò)頻道n發(fā)過(guò)來(lái)的指令，并且不能夠通過(guò)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目前的發(fā)明并不限制在將頻段平均劃分為n個(gè)頻道。本發(fā)明實(shí)施例可以較低成本來(lái)檢測(cè)氣體濃度變化，并利用RFID獲得的能量，解決了氣體濃度檢測(cè)的供電問(wèn)題。這個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)特點(diǎn)的實(shí)施可能會(huì)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(diǎn)的實(shí)施是通過(guò)編程用一種高水平的處理和面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言與電腦和其他設(shè)備機(jī)器的相互交流的方式實(shí)現(xiàn)的。每一個(gè)這樣的功能程序可能被儲(chǔ)存在一個(gè)存儲(chǔ)中介中例如只讀存儲(chǔ)器中被一個(gè)電腦和處理器讀取來(lái)實(shí)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(shí)施例列出的各種說(shuō)明性邏輯塊(illustrative logical block),單元,和步驟可以通過(guò)電子硬件、電腦軟件,或兩者的結(jié)合進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。為清楚展示硬件和軟件的可替換性(interchangeability),上述的各種說(shuō)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(guò)硬件還是軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)取決于特定的應(yīng)用和整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)于每種特定的應(yīng)用，可以使用各種方法實(shí)現(xiàn)所述的功能，但這種實(shí)現(xiàn)不應(yīng)被理解為超出本發(fā)明實(shí)施例保護(hù)的范圍。本發(fā)明實(shí)施例中所描述的各種說(shuō)明性的邏輯塊，或單元都可以通過(guò)通用處理器，數(shù)字信號(hào)處理器，專用集成電路(ASIC)，現(xiàn)場(chǎng)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(jì)來(lái)實(shí)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(jī)。處理器也可以通過(guò)計(jì)算裝置的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如數(shù)字信號(hào)處理器和微處理器，多個(gè)微處理器，一個(gè)或多個(gè)微處理器聯(lián)合一個(gè)數(shù)字信號(hào)處理器核，或任何其它類似的配置來(lái)實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明實(shí)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(chǔ)于RAM存儲(chǔ)器、閃存、ROM存儲(chǔ)器、EPROM存儲(chǔ)器、EEPROM存儲(chǔ)器、寄存器、硬盤、可移動(dòng)磁盤、⑶-ROM或本領(lǐng)域中其它任意形式的存儲(chǔ)媒介中。示例性地，存儲(chǔ)媒介可以與處理器連接，以使得處理器可以從存儲(chǔ)媒介中讀取信息，并可以向存儲(chǔ)媒介存寫信息?？蛇x地，存儲(chǔ)媒介還可以集成到處理器中。處理器和存儲(chǔ)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(chǔ)媒介也可以設(shè)置于用戶終端中的不同的部件中。在一個(gè)或多個(gè)示例性的設(shè)計(jì)中，本發(fā)明實(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)。如果在軟件中實(shí)現(xiàn)，這些功能可以存儲(chǔ)與電腦可讀的媒介上，或以一個(gè)或多個(gè)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(chǔ)媒介和便于使得讓電腦程序從一個(gè)地方轉(zhuǎn)移到其它地方的通信媒介。存儲(chǔ)媒介可以是任何通用或特殊電腦可以接入訪問(wèn)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(chǔ)、磁盤存儲(chǔ)或其它磁性存儲(chǔ)裝置，或其它任何可以用于承載或存儲(chǔ)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(gè)網(wǎng)站站點(diǎn)、服務(wù)器或其它遠(yuǎn)程資源通過(guò)一個(gè)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(wú)線和微波等無(wú)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(shí)施方式
，對(duì)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(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)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
1.一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括RFID閱讀器、第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽具有相同的芯片和天線；所述第一RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標(biāo)簽為帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述第二 RFID標(biāo)簽的芯片上有兩個(gè)引腳；所述氣敏裝置與這兩個(gè)引腳相連，并與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，所述RFID閱讀器通過(guò)比較來(lái)自所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。
2.如權(quán)利要求I所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為單極子天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求I所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為雙偶極天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，或者與兩根天線同時(shí)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求I所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-Ti02氣敏ニ極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。
5.一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括RFID閱讀器、第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽具有相同的芯片和天線；所述第一RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標(biāo)簽為帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，所述第二 RFID標(biāo)簽的芯片上有一個(gè)引腳；所述氣敏裝置的一端與這個(gè)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)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，所述RFID閱讀器通過(guò)比較來(lái)自所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二RFID標(biāo)簽不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。
6.如權(quán)利要求5所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為單極子天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求5所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為雙偶極天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，或者與兩根天線同時(shí)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
8.如權(quán)利要求5所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-TiO2氣敏ニ極管、原電池式氣敏裝置、原電池式氨敏裝置、原電池式氧敏裝置。
9.一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括RFID閱讀器、第一 RFID標(biāo)簽和第二 RFID標(biāo)簽，所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下,所述第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標(biāo)簽為帶氣敏裝置的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)，在氣敏裝置與第二 RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有ー電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，外界氣體濃度的變化會(huì)引起氣敏裝置兩端電壓或電流的變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，所述RFID閱讀器通過(guò)比較來(lái)自所述第一RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。
10.如權(quán)利要求9所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為單極子天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
11.如權(quán)利要求9所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽的天線均為雙偶極天線所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標(biāo)簽的一根天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，或者與兩根天線同時(shí)形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
12.如權(quán)利要求9所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，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、或ー溝型場(chǎng)效應(yīng)管、或場(chǎng)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(chǎng)效應(yīng)管、氫敏集成傳感器、氣敏ニ極管、Pd-MIS氣敏ニ極管、Pd-TiO2氣敏ニ極管、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.—種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)測(cè)氣體濃度的方法，其特征在于，所述方法應(yīng)用于權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，或權(quán)利要求5-8中任ー項(xiàng)所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，或權(quán)利要求9-12中任一項(xiàng)所述測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)，包括 將所述第一 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標(biāo)簽的天線的第一共振頻率和信號(hào)強(qiáng)度保持不變，此時(shí)所述第一 RFID標(biāo)簽工作在第一共振頻率下 將所述第二 RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標(biāo)簽的天線的特征頻率和信號(hào)強(qiáng)度至少會(huì)有ー個(gè)發(fā)生變化，此時(shí)所述第二 RFID標(biāo)簽工作在第二共振頻率下； 通過(guò)所述RFID閱讀器發(fā)送指令給所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽并接收反饋信號(hào)； 利用所述RFID閱讀器比較所述第一 RFID標(biāo)簽和所述第二 RFID標(biāo)簽工作時(shí)不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè) 氣體濃度的改變。
全文摘要
本發(fā)明提供一種測(cè)氣體濃度的RFID系統(tǒng)及其測(cè)氣體濃度的方法，該系統(tǒng)包括RFID閱讀器、第一RFID標(biāo)簽和第二RFID標(biāo)簽，上述標(biāo)簽具有相同的芯片和天線；第一RFID標(biāo)簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，工作在第一共振頻率下；第二RFID標(biāo)簽為帶氣敏裝置的RFID標(biāo)簽，氣敏裝置與第二RFID標(biāo)簽的天線形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)，在氣敏裝置與第二RFID標(biāo)簽的芯片連接的線路上有一電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置，該連接的線路和該電壓-電阻轉(zhuǎn)換裝置是芯片的一部分，第二RFID標(biāo)簽放置在一定的氣體環(huán)境下，工作在第二共振頻率下；第一RFID標(biāo)簽和第二RFID標(biāo)簽分別接收RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號(hào)，RFID閱讀器通過(guò)比較來(lái)自第一RFID標(biāo)簽和第二RFID標(biāo)簽不同頻率的信號(hào)強(qiáng)度之間的差異來(lái)檢測(cè)氣體濃度的改變。其可以較低成本來(lái)檢測(cè)氣體濃度變化。
文檔編號(hào)G06K19/07GK102809583SQ20121018338
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月1日
發(fā)明者劉丙午, 霍靈瑜, 王玉泉 申請(qǐng)人:北京物資學(xué)院