一種測氣體的rfid系統(tǒng)及其測氣體的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)及其測氣體濃度的方法，所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括：RFID閱讀器、第一RFID標簽和第二RFID標簽，所述第一RFID標簽和所述第二RFID標簽具有相同的芯片和天線；所述第一RFID標簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一RFID標簽工作在第一共振頻率下；所述第二RFID標簽為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述氣敏裝置與所述第二RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二RFID標簽工作在第二共振頻率下；所述第一RFID標簽和所述第二RFID標簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器通過比較來自所述第一RFID標簽和所述第二RFID標簽不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。本發(fā)明可以較低成本來檢測氣體濃度變化。
【專利說明】一種測氣體的RFID系統(tǒng)及其測氣體的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及RFID (Radio Frequency Identif ication,射頻識別)【技術領域】，尤其涉及一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)及其測氣體濃度的方法。
【背景技術】
[0002]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定的范圍內發(fā)射和接受來自一個或多個RFID標簽的射頻信號。這個RFID標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行信息交流的芯片，這個芯片為微芯片，其一般來講是一個集成電路，它可以用來儲存和處理信息，調制解調射頻信號，并且可以運行其他的特殊功能。RFID標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。
[0003]在一些設備中，一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)已經(jīng)被用于監(jiān)測產品所處環(huán)境的氣體濃度何時超過了可以接受的氣體濃度。一般來說這些設備要求感應裝置要有一個持續(xù)的能量來源，用來檢測氣體濃度的改變，但是這會增加設備的成本。另外，一些設備要求感應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備的成本。總之，改進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)明內容】

[0004]本發(fā)明實施例提供一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)及其測氣體濃度的方法，以較低成本來檢測氣體濃度變化。
[0005]一方面，本發(fā)明實施例提供了一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括:RFID閱讀器、第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一 RFID標簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標簽為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述第二 RFID標簽的芯片上有兩個引腳；所述氣敏裝置與這兩個引腳相連，并與所述第二 RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標簽的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器通過比較來自所述第一RFID標簽和所述第二 RFID標簽不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
[0006]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為單極子天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構。
[0007]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為雙偶極天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的一根天線形成并聯(lián)結構，或者與兩根天線同時形成并聯(lián)結構。
[0008]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述氣敏裝置為電阻型氣敏裝置，所述氣敏裝置包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置。
[0009]另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括:RFID閱讀器、第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一 RFID標簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標簽為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述第二 RFID標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標簽的天線上，并與天線形成并聯(lián)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標簽的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器通過比較來自所述第一 RFID 標簽和所述第二 RFID標簽不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
[0010]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為單極子天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構。
[0011]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為雙偶極天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的一根天線形成并聯(lián)結構，或者與兩根天線同時形成并聯(lián)結構。
[0012]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述氣敏裝置為電阻型氣敏裝置，所述電阻型氣敏裝置包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏
>J-U ρ?α裝直。
[0013]又一方面，本發(fā)明實施例提供了一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括:RFID閱讀器、第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一 RFID標簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標簽為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述氣敏裝置連接到所述RFID標簽的天線上，并與天線形成并聯(lián)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標簽的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下；所述第
一RFID標簽和所述第二 RFID標簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器通過比較來自所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
[0014]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為單極子天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構。
[0015]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為雙偶極天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的一根天線形成并聯(lián)結構，或者與兩根天線同時形成并聯(lián)結構。[0016]可選的，在本發(fā)明一實施例中，所述氣敏裝置為電阻型氣敏裝置，所述電阻型氣敏裝置包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏
裝置
[0017]再一方面，本發(fā)明實施例提供了一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)測氣體濃度的方法，所述方法應用于上述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，包括:將所述第一RFID標簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一RFID標簽工作在第一共振頻率下:將所述第二 RFID標簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第
二RFID標簽的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下；通過所述RFID閱讀器發(fā)送指令給所述第一 RFID標簽和所述第
二RFID標簽并接收反饋信號；利用所述RFID閱讀器比較所述第一 RFID標簽和所述第二RFID標簽工作時不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
[0018]上述技術方案具有如下有益效果:因為采用所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括:RFID閱讀器、第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽具有相同的芯片和天線；所述第一RFID標簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一RFID標簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標簽為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的天線形成 并聯(lián)結構，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器通過比較來自所述第一 RFID標簽和所述第二RFID標簽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手段，所以達到了以較低成本來檢測氣體濃度變化的技術效果，并利用RFID獲得的能量，解決了氣體濃度檢測的供電問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術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，對于本領域普通技術人員來講，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。
[0020]圖1為本發(fā)明實施例一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)結構示意圖；
[0021]圖2為本發(fā)明實施例氣敏裝置與第二 RFID標簽芯片相連接的示意圖；
[0022]圖3為本發(fā)明實施例第二 RFID標簽芯片內部天線的等效電路圖；
[0023]圖4為本發(fā)明實施例氣敏裝置、第二 RFID標簽芯片內部天線等效電路相連接的示意圖；
[0024]圖5為本發(fā)明實施例氣敏裝置與RFID標簽天線直接相連接的示意圖；
[0025]圖6.1-圖6.2為本發(fā)明實施例氣敏裝置的結構說明圖；
[0026]圖7為本發(fā)明實施例基于信號強度的測氣體濃度的方法流程圖。
【具體實施方式】
[0027]下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、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，本領域普通技術人員在沒有做出創(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)明保護的范圍。
[0028]如圖1所示，為本發(fā)明實施例一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)結構示意圖，所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括:RFID閱讀器1、第一 RFID標簽2和第二 RFID標簽3，所述第一RFID標簽2和所述第二 RFID標簽3具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標簽2被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標簽2的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一 RFID標簽2工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標簽3為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述氣敏裝置與所述第二 RFID標簽3的天線形成并聯(lián)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標簽3的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽3工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標簽2和所述第二 RFID標簽3分別接收所述RFID閱讀器I發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器I通過比較來自所述第一 RFID標簽2和所述第
二RFID標簽3不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。本發(fā)明實施例的氣敏裝置與第二 RFID標簽的芯片相連至少存在三種情況:
[0029]兩引腳結構:
[0030]本發(fā)明實施例是一種用來檢測氣體濃度變化的RFID系統(tǒng)。這一系統(tǒng)包含了兩個RFID標簽:第一 RFID標簽和第二 RFID標簽。第二 RFID標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)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化。此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。第二 RFID標簽的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閱讀器能夠給標簽發(fā)送指令，實現(xiàn)通信，可以通過比較第一 RFID標簽和第二 RFID標簽工作時不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
[0031]就一個實例而言,這一系統(tǒng)包含了 一種RFID標簽,所述標簽包含第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，第一 RFID標簽和第二 RFID標簽都只有一根天線。第二 RFID標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)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化。此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。第二 RFID標簽的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閱讀器能夠給標簽發(fā)送指令，實現(xiàn)通信，可以通過比較第一 RFID標簽和第二 RFID標簽工作時不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
[0032]更確切地說，氣敏裝置應具有較低的電阻，它的具體實例包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置等。
[0033]就另一個實例而言，這一系統(tǒng)包含了兩個RFID標簽:第一 RFID標簽和第二 RFID標簽；第一 RFID標簽和第二 RFID標簽都有兩根天線。第二 RFID標簽的芯片上有兩個引腳，氣敏裝置與這兩個引腳相連，與兩根天線同時形成并聯(lián)結構。外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化。這與第二 RFID標簽僅含一根天線的情況類似。此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。第二 RFID標簽的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閱讀器能夠給標簽發(fā)送指令，實現(xiàn)通信，可以通過比較第一 RFID標簽和第二 RFID標簽工作時不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。更確切地說，氣敏裝置應具有較低的電阻，它的具體實例包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置等。
[0034]一引腳結構:
[0035]這一系統(tǒng)包含了兩個RFID標簽:第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，第二 RFID標簽的芯片上有一個引腳，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。引腳在芯片內部的連接點與兩個引腳的情況類似，最終仍然是要達到與天線并聯(lián)的目的。外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化。此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。第二 RFID標簽的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閱讀器能夠給標簽發(fā)送指令，實現(xiàn)通信，可以通過比較第一 RFID標簽和第二 RFID標簽工作時不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
[0036]就一個實例而言,這一系統(tǒng)包含了兩個RFID標簽:第一 RFID標簽和第二 RFID標簽；第一 RFID標簽和第二 RFID標簽都只有一根天線。第二 RFID標簽的芯片上有一個引腳，氣敏裝置與這一個引腳相連，氣敏裝置另一端直接連到天線上，與天線形成并聯(lián)結構。外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化。此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。第二 RFID標簽的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閱讀器能夠給標簽發(fā)送指令，實現(xiàn)通信，可以通過比較第一 RFID標簽和第二 RFID標簽工作時不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。更確切地說，氣敏裝置應具有較低的電阻，它的具體實例包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置等。
[0037]無引腳結構:
[0038]這一系統(tǒng)包含了兩個RFID標簽:第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，第二 RFID標簽的芯片上沒有引腳，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。RFID閱讀器能夠給標簽裝置發(fā)送指令，實現(xiàn)通信，通過比較來自第一 RFID標簽和第二 RFID標簽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。
[0039]就一個實例而言,這一系統(tǒng)包含了兩個RFID標簽:第一 RFID標簽和第二 RFID標簽；第一 RFID標簽和第二 RFID標簽都只有一根天線。第二 RFID標簽的芯片上沒有引腳，氣敏裝置直接連到天線上。外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化。此時被放置在一定的氣體環(huán)境下，第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變。第二RFID標簽的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閱讀器能夠給標簽發(fā)送指令，并通過比較第一 RFID標簽和第二根標簽工作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，氣敏裝置應具有較低的電阻，它的具體實例包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置等。[0040]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。就裝置的一種具體實例而言，當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強度至少有一個會發(fā)生改變。RFID閱讀器能夠給標簽裝置發(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。 [0041]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)的氣體濃度值相聯(lián)系，同時基于上述提到的比較可以檢測氣體濃度的水平。
[0042]然而，就另一個方面而言，一個RFID系統(tǒng)包括兩個RFID標簽裝置和一個RFID閱讀器裝置。這兩個RFID標簽裝置被用來發(fā)送兩種信號，即，第一 RFID標簽的信號和第二RFID標簽的信號，閱讀器分別收到第一 RFID標簽的信號和第二 RFID標簽的信號，經(jīng)過后臺處理的第一 RFID標簽和第二 RFID標簽的信號強度值之間的比較值，并把這些比較值轉化為氣體濃度的不同水平。
[0043]如圖2所示，為本發(fā)明實施例氣敏裝置與第二 RFID標簽芯片相連接的氣體感應標簽10的示意圖。圖2中，標簽裝置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部與天線的等效電路并聯(lián)。該標簽可以與閱讀器進行通?目。
[0044]在一個實例中，發(fā)射端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，當天線11，12被放置于一定的氣體環(huán)境下，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環(huán)境下，就會導致發(fā)送頻率和接受頻率中至少一個發(fā)生變化。
[0045]在另一個實例中，一開始設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，然后當達到一定的氣體濃度時，它就會降低。在另一個實例中，一開始設定的天線頻率低于一定氣體濃度水平下的天線頻率，當達到一定的氣體濃度水平時它就會上升?？捎糜诒景l(fā)明的這樣的氣敏裝置有:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置等。
[0046]基于氣敏裝置的類型不同，導致變化的氣體濃度水平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。時間的長短必然導致天線共振頻率的變化，天線質量也會導致不同的變化。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。
[0047]如圖3所示，為第一 RFID標簽天線的等效電路圖。當標簽線圈天線進入讀寫器產生的交變磁場中，標簽天線與讀寫器天線之間的相互作用就類似于變壓器。兩者的線圈相當于變壓器的初級線圈和次級線圈。由標簽天線形成的諧振回路如圖所示，包括標簽天線
的線圈電感(L)、寄生電容(Cp)和并聯(lián)電容(C2),其諧振頻率為/ = 2n4Uc，式中C為Cp和C2的并聯(lián)等效電容，R1, R2為電路內電感線圈及其他裝置的等效電阻。標簽和讀寫器雙向通信使用的載波頻率就是f。當要求標簽天線線圈外形很小，即面積小，且需一定的工作距離，RFID標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，可以在標簽天線線圈內部插入具有高導磁率的鐵氧體材料，以增大互感量，從而補償線圈橫截面小的問題。
[0048]如圖4所示，為本發(fā)明實施例氣敏裝置、與第二 RFID標簽天線等效電路相連接的示意圖。由標簽天線形成的諧振回路如圖所示，包括標簽天線的線圈電感(L)、寄生電容
(Cp)和并聯(lián)電容(C2)，其諧振頻率為
【權利要求】
1.一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括:RFID閱讀器、第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標簽被放置在一定的氣體環(huán)境下,所述第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一 RFID標簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標簽為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述第二 RFID標簽的芯片上有兩個引腳；所述氣敏裝置與這兩個引腳相連，并與所述第二 RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二RFID標簽的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器通過比較來自所述第一 RFID標簽和所述第二RFID標簽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.如權利要求1所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為單極子天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構。
3.如權利要求1所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為雙偶極天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的一根天線形成并聯(lián)結構，或者與兩根天線同時形成并聯(lián)結構。
4.如權利要求1所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述氣敏裝置為電阻型氣敏裝置，所述氣敏裝置包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置。
5.一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括:RFID閱讀器、第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一 RFID標簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標簽為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述第二 RFID標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標簽的天線上，并與天線形成并聯(lián)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標簽的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器通過比較來自所述第一RFID標簽和所述第二 RFID標簽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.如權利要求5所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為單極子天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構。
7.如權利要求5所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為雙偶極天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的一根天線形成并聯(lián)結構，或者與兩根天線同時形成并聯(lián)結構。
8.如權利要求5所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述氣敏裝置為電阻型氣敏裝置，所述電阻型氣敏裝置包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置。
9.一種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)包括:RFID閱讀器、第一 RFID標簽和第二 RFID標簽，所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽具有相同的芯片和天線；所述第一 RFID標簽被放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一 RFID標簽工作在第一共振頻率下；所述第二 RFID標簽為帶氣敏裝置的RFID標簽，所述氣敏裝置連接到所述RFID標簽的天線上，并與天線形成并聯(lián)結構，外界氣體濃度的變化會引起氣敏裝置本身電阻的變化，此時放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標簽的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下；所述第一 RFID標簽和所述第二RFID標簽分別接收所述RFID閱讀器發(fā)送的指令并反饋信號，所述RFID閱讀器通過比較來自所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽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.如權利要求9所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為單極子天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的天線形成并聯(lián)結構。
11.如權利要求9所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述第一RFID標簽和所述第二 RFID標簽的天線均為雙偶極天線:所述的氣敏裝置與所述第二 RFID標簽的一根天線形成并聯(lián)結構，或者與兩根天線同時形成并聯(lián)結構。
12.如權利要求9所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，其特征在于，所述氣敏裝置為電阻型氣敏裝置，所述電阻型氣敏裝置包括:半導體式氣敏裝置、氧化亞錫氣敏裝置、半導體陶瓷氣敏裝置、接觸燃燒式氣敏裝置。
13.—種測氣體濃度的RFID系統(tǒng)測氣體濃度的方法，其特征在于，所述方法應用于權利要求1-4中任一項所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，或權利要求5-8中任一項所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，或權利要求 9-12中任一項所述測氣體濃度的RFID系統(tǒng)，包括: 將所述第一 RFID標簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第一 RFID標簽的天線的第一共振頻率和信號強度保持不變，此時所述第一 RFID標簽工作在第一共振頻率下: 將所述第二 RFID標簽放置在一定的氣體環(huán)境下，所述第二 RFID標簽的天線的特征頻率和信號強度至少會有一個發(fā)生變化，此時所述第二 RFID標簽工作在第二共振頻率下； 通過所述RFID閱讀器發(fā)送指令給所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽并接收反饋信號； 利用所述RFID閱讀器比較所述第一 RFID標簽和所述第二 RFID標簽工作時不同頻率的信號強度之間的差異來檢測氣體濃度的改變。
【文檔編號】G06K7/00GK103454316SQ201210183705
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年6月1日 優(yōu)先權日:2012年6月1日
【發(fā)明者】劉丙午, 霍靈瑜, 王玉泉 申請人:北京物資學院