技术领域
[0001] 本
发明涉及传感器领域，尤其涉及一种无源传感器装置。
背景技术
[0002] 随着社会的发展,
物联网已经成为一个必然的趋势，智慧农场越来越多的使用光、温
湿度传感器为农场作物提供精细化的服务，目前温湿度传感器功能单一，体积大，成本高，需人工读取数据，读取不便，且目前的温湿度传感器一般使用
电池作为电源，使用寿命有限，更换麻烦，电池没电后不能再使用，造成资源浪费且不环保。因此，亟需提供一种新的无源传感器装置以解决上述问题。
发明内容
[0003] 有鉴于此，有必要提供一种新的无源传感器装置，以增加传感器的功能，方便使用，增加传感器的使用寿命，并减少成本。
[0004] 本发明实施方式提供一种无源传感器装置，包括天线模
块，变压模块，控
制模块，传送模块，
数据采集模块，显示模块，存储模块及晶振。所述天线模块用于接收电
磁场能量并转换为
电能。所述变压模块电连接于所述天线模块，用于对所述天线模块转换的电能进行变压使其符合所述无源传感器装置的供电要求。所述数据采集模块电连接于所述控制及传送模块，用于采集环境数据。所述
控制模块电连接于所述变压模块及数据采集模块，用于控制所述变压模块及所述数据采集模块的工作。所述传送模块电连接于所述变压模块、数据采集模块及控制模块用于发送所述环境数据或者接收外部阅读器发出的信息。所述显示模块电连接于所述控制及传送模块，用于显示所述环境数据。
[0005] 优选地，上述无源传感器装置还包括存储模块，电连接于所述控制模块及传送模块，用于存储所述环境数据。
[0006] 优选地，所述控制模块选择将所述环境数据即时发送或存储至所述存储模块。
[0007] 优选地，所述天线模块包括840-845MHz频段UHF RFID偶极子天线，所述UHF RFID偶极子天线包括第一线圈及第二线圈。
[0008] 优选地，所述变压模块包括升压模块及稳压模块，所述升压模块用于升高所述天线模块转换的
电压，所述稳压模块用于输出稳定的电压给所述无源传感器装置供电。
[0009] 优选地，所述升压模块包括电连接于所述第一线圈的第一升压模块及电连接于所述第二线圈的第二升压模块。
[0010] 优选地，所述第一升压模块包括依次电连接的第一电容、第一
二极管、第二电容、第三电容及第二二极管，所述第一电容电连接于所述第一二极管的正极，所述第二二极管的负极电连接于所述第一电容及所述第一线圈的第一端，所述第一线圈的第二端电连接于所述第二电容、第三电容及第三二极管的正极，所述第三二极管的负极电连接于所述第一线圈的第一端。
[0011] 优选地，所述第二升压模块包括依次电连接的第四电容、第四二极管、第五电容、第六电容及第五二极管，所述第四电容电连接于所述第五二极管的负极及所述第二线圈的第一端，所述第四二极管的正极电连接于所述第四电容，所述第二线圈的第二端电连接于所述第五电容、第六电容及第六二极管的正极，所述第六二极管的负极电连接于所述第二线圈的第一端。
[0012] 优选地，该无源传感器装置还包括：
[0013] 第一磁场检测端，电连接于所述第一二极管及所述第二电容之间；
[0014] 第二磁场检测端，电连接于所述第四二极管及第五电容之间，所述第一磁场检测端及第二磁场检测端用于检测阅读器发出的磁场大小，当检测到所述阅读器发出的磁场太大或者太小时，所述控制及传送模块发送指令调整所述阅读器发出的磁场大小。
[0015] 优选地，当有多个阅读器协同工作时，所述无源传感器装置会通过所述第一磁场检测端及第二磁场检测端检测各阅读器发出的磁场并选择
信号强的阅读器工作。
[0016] 优选地，所述数据采集模块包括光传感器、
温度传感器及湿度传感器其中之一或者他们的组合。
[0017] 本发明无源传感器装置通过转换外界
电磁场能量为电能，并通过变压获得自身的工作电压，通过
存储器存储无源传感器装置获得的环境信息，还具有实时显示的功能，通过控制与传送装置将环境信息传送给主机帮助分析，达到了低损耗、高灵敏度、高可靠性、低成本的目的。因此，本发明具有有益的效果。
附图说明
[0018] 图1为本发明无源传感器装置一实施方式的模块示意图。
[0019] 图2为本发明无源传感器装置中变压模块一实施方式结构示意图。
[0020] 图3为本发明无源传感器装置一实施方式的工作流程示意图。
[0021] 主要元件符号说明
[0022] 无源传感器装置 1
[0023] 控制及传送模块 10
[0024] 数据采集模块 11
[0025] 显示模块 12
[0026] 变压模块 13
[0027] 天线模块 14
[0028] 晶振 15
[0029] 存储模块 16
[0030] 控制模块 101
[0031] 传送模块 102
[0032] 升压模块 131
[0033] 稳压模块 132
[0034] 第一升压模块 1311
[0035] 第二升压模块 1312
[0036] 第一电容-第十三电容 C1-C13
[0037] 第一二极管-第六二极管 D1-D6
[0038] 第一线圈 A
[0039] 第二线圈 B
[0041] 第一磁场检测端-第三磁场检测端 AD1-AD3
[0042] 如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
[0043] 以下实施方式的具体参数只为更好地说明本发明，但不应以具体数值限制本发明
权利要求的范围。
[0044] 请参阅图1，图1为本发明无源传感器装置1一实施方式的模块示意图。
[0045] 如图1所示，在一实施方式中，无源传感器装置1包括天线模块14，变压模块13，控制及传送模块10，数据采集模块11，显示模块12，存储模块16及晶振15。天线模块14，用于接收电磁场能量并转换为电能，天线模块14可包括840-845MHz频段UHF RFID偶极子天线，所述UHF RFID偶极子天线包括第一线圈A及第二线圈B。变压模块13，电连接于天线模块14，用于对所述天线模块14转换的电能进行变压使其符合所述无源传感器装置1的供电要求，变压模块13包括升压模块131及稳压模块132，所述升压模块131用于升高所述天线模块14转换的电压，所述稳压模块132用于输出稳定的电压给所述无源传感器装置1供电；控制及传送模块10，电连接于变压模块13，用于对所述无源传感器装置1进行控制及传接数据，控制及传送模块10包括控制模块101及传送模块102，本实施方式中，控制模块101的作用包括但不限于实现对变压模块13、数据采集模块11、显示模块12、存储模块16及传送模块102的控制，进行电压转换、数据采集、数据显示、数据存储及数据传输，控制模块101可为MCU、CPU、DSP或其他可实现控制功能的芯片及
芯片组合。传送模块102可为蓝牙、WiFi等可实现无线传输功能的芯片及芯片组合，其作用包括但不限于传送数据采集模块11采集的数据、控制模块101发送的控制指令到阅读器及接受阅读器传来的相关信息。数据采集模块11，电连接于所述控制及传送模块10，用于采集环境数据，本实施方式中，数据采集模块11包括光传感器、温度传感器及湿度传感器，在其他实施方式中，数据采集处理模块11可包括其他传感器以采集其他环境参数，比如可包括烟雾传感器，酸
碱度传感器等。显示模块12，电连接于所述控制及传送模块10，用于显示无源传感器装置1的工作状态，包括但不限于时间、光感信息、温度、湿度、采集
频率等，在本实施方式中，显示模块12可为OLED(Organic Light Emitting Display,有机发光管)、LED(Light Emitting Diode,
发光二极管)、LCD(Liquid Crystal Display，
液晶显示器)或其他具有显示功能的显示设备，可以是他们的组合，也可以是他们中的一个。存储模块16，电连接于所述控制及传送模块10，用于存储所述环境数据，包括但不限于光感信息、温度、湿度、时间等，本实施方式中，存储模块16可以是卡片形式，也可以是
软盘，可以是活动的，也可以是固定的，例如存储模块16可为ROM、FLASH。在本实施方式中，晶振15用于产生系统
时钟信号及基准信号，电连接于所述控制及传送模块10。
[0046] 请参阅图2，图2为本发明无源传感器装置中变压模块一实施方式结构示意图。
[0047] 如图2所示，在一实施方式中，变压模块13包括升压模块131，稳压模块132，升压模块131电连接于第一线圈A及第二线圈B，当阅读器工作产生交变的电磁场时，第一线圈A及第二线圈B感应交变的电磁场从而转换其为电能。升压模块131括电连接于所述第一线圈A的第一升压模块1311及电连接于所述第二线圈B的第二升压模块1312。所述第一升压模块1311包括依次电连接的第一电容C1、第一二极管D1、第二电容C2、第三电容C3及第二二极管D2，所述第一电容C1电连接于所述第一二极管D1的正极，所述第二二极管D2的负极电连接于所述第一电容C1及所述第一线圈A的第一端，所述第一线圈A的第二端电连接于所述第二电容C2、第三电容C3及第三二极管D2的正极，还包括第三二极管D3，第三二极管D3的负极电连接于所述第一线圈A的第一端。第二升压模块1312包括依次电连接的第四电容C4、第四二极管D4、第五电容C5、第六电容C6及第五二极管D5，所述第四电容C4电连接于所述第五二极管D5的负极及所述第二线圈B的第一端，所述第四二极管D4的正极电连接于所述第四电容C4，所述第二线圈B的第二端电连接于所述第五电容C5、第六电容C6及第六二极管D6的正极，第二升压模块1312还包括第六二极管D6，第六二极管D6的负极电连接于所述第二线圈B的第一端。
[0048] 在本实施方式中，升压模块131电连接有第一磁场检测端AD1、第二磁场检测端AD2。第一磁场检测端AD1通过电连接于第一二极管D1及第二电容C2之间，第二磁场检测端AD2电连接于第四二极管D4及第五电容之间，所述第一磁场检测端AD1及第二磁场检测端AD2用于检测阅读器发出的电磁场大小，当检测到阅读器发出的磁场太大或者太小时，控制及传送模块10发送指令调整阅读器发出的磁场大小。在本实施方式中，变压模块131还电连接有第三磁场检测端AD3，通过第四电阻R4电连接于升压模块131用于检测通过阅读器发出的电磁场转化的总电压。
[0049] 在本实施方式中，稳压模块132包括第三电阻R3，第十一电容C11,第十二电容C12，TLV431芯片，用于将升压模块131出的电压转化为稳定的2.5伏特电压供无源传感器装置1使用。
[0050] 在本实施方式中，无源传感器装置1转换阅读器产生的电磁场能量为电能的方法为：
[0051] 以下以第一升压模块1311工作为例进行说明，第二升压模块1312工作方式与第一升压模块1311类似。
[0052] 当阅读器开始工作，产生高频电磁场，天线模块14接受到交变的高频电磁场，通过互感使无源传感器装置1与阅读器产生谐振。在电磁场变化的正半周，第一二极管D1导通，第二二极管D2截止，第一电容器C1充电；负半周时，第一二极管D1截止，第二二极管D2导通，电容器C2充电。
[0053] 在其他实施方式中，无源传感器模块1可分布设置在不同
位置，多个阅读器可以组网工作，当有多个阅读器协同工作时，所述无源传感器装置会通过所述第一磁场检测端AD1及第二磁场检测端AD2检测各阅读器发出的磁场并选择信号强的阅读器工作。
[0054] 在其他实施方式中，传送模块102可为无线传输模块，例如可为蓝牙模块，蓝牙模块可设置于多个无源传感器模块1或者阅读器中，蓝牙模块可组网使用，一扩大无线传输的范围，提高效率。
[0055] 请参阅图3，图3为本发明无源传感器装置一实施方式的工作流程示意图。
[0056] 本发明无源传感器装置1的工作步骤为：
[0057] S301：阅读器开始工作，产生交变高频电磁场；
[0058] S302：无源传感器装置1感应阅读器发出的电磁场产生电能；
[0059] S303：升压模块131，稳压模块132工作，获得无源传感器装置1需要的稳定电压；
[0060] S304：无源传感器装置1检测阅读器发出的磁场强度；
[0061] S305：无源传感器装置1判断阅读器产生的磁场是否太强或者太弱，若是，则返回S301，并发送指令给阅读器调整磁场大小；
[0062] S306：无源传感器装置1采集光、温度、湿度等环境数据；
[0063] S307：存储环境数据；
[0064] S308：传送模块102传送采集的环境数据给阅读器；
[0065] S309：阅读器判断数据是否完整，若不完整，则返回S308重新发送数据；
[0066] S310：阅读器判断是否结束采集数据，若仍需采集则返回S306继续采集数据；
[0067] S311：关闭阅读器；
[0068] S312：停止无源传感器装置1的工作。
[0069] 需要明白的是，以上对于无源传感器装置1的工作流程描述目的在于清楚、清晰的说明无源传感器装置1的工作步骤，而并非用于限制本发明，在本发明的
基础之上进行增加步骤、减少步骤、改变顺序都视为本发明的同等变化，都在本发明的保护范围之内。
[0070] 在本实施方式中，阅读器分布设置于不同位置，阅读器通过有线或者无线的方式连接于主机，主机接受阅读器回传的数据及发送指令控制阅读器的工作。在其他实施方式中，阅读器也可以采用由移动式，举例而言，技术人员可以手持阅读器到需要采集环境信息的地方采集数据。
[0071] 由于上述技术方案的选择，本发明的有益效果是明显的：
[0072] 本发明无源传感器装置集光、温湿度传感器于一体，采用无线方式传输数据，克服了布线困难的难题，通过转换外界电磁场能量为电能，存储器存储无源传感器装置获得的环境信息，还具有实时显示的功能，通过控制与传送装置将环境信息传送给主机帮助分析，并且可以实时监控阅读器发出磁场的大小，达到了低损耗、高灵敏度、高可靠性、低成本的目的。因此，本案具有有益的效果。
[0073] 可以理解的是，对所属技术领域的技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与
变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
