CN203349843U

CN203349843U - 基于nfc技术的智能传感器

Info

Publication number: CN203349843U
Application number: CN 201320347137
Authority: CN
Inventors: 刘力
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-06-18
Filing date: 2013-06-18
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2023-06-18

Abstract

本实用新型的技术方案具体如下：一种基于NFC技术的智能传感器，包括传感器模块、能量采集和转换模块、微控制单元模块、NFC芯片以及NFC天线；传感器模块用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块用于将ＮＦＣ电磁场信号转化为电能，并为智能传感器的所有模块供电；微控制单元模块用于控制智能传感器的所有模块和对数据进行处理；NFC芯片用于智能传感器与外部配合设备相互通信；NFC天线用于接收无线信号。本实用新型克服了现有智能手机外置式和内置式传感器的缺陷，以NFC技术实现智能传感器与外部配合设备的信息交互和能量供给，智能传感器无需外部电源供电，无需与外部配合设备有线连接。

Description

基于NFC技术的智能传感器

技术领域

本实用新型涉及便携式传感器领域，具体涉及一种基于NFC技术的智能传感器。

背景技术

目前将传感器和手机结合的方式主要有内置式和外置式两种，主要是检测粉尘、甲醛、二氧化碳浓度、电磁辐射、紫外线强度等的传感器与手机结合。

内置式是将传感器直接设置在手机中，该种结合方式的缺点在于：成本高导致价格高，用户不太接受，而且传感器类型的选择少，一般一个手机也就内置一两种特定的传感器，此外，手机外形也不美观，传感器不易标定。

外置式是指外部的传感器通过蓝牙（Bluetooth）、WiFi无线或手机硬件有线接口等方式接入手机。手机硬件有线接口，常用的有IPhone 的数据接口，Android手机的USB 接口。现有的外置式结合方式的缺陷主要有两方面：一、硬件接口类型繁多，不同厂商生产的手机其硬件接口各不相同，因此外置式传感器的接口就只能针对特定类型的手机来设计，仅适用于某种类型的手机，而且有些手机接口还有加密，如苹果公司IPhone手机硬件接口和蓝牙接口都有加密，需向Apple公司申请批准，购买加密芯片。二、不论外接传感器用无线还是有线硬件连接，外接传感器都需单独电池供电，使用起来不是很方便。

近场通信（Near Field Communication，NFC），又称近距离无线通信，是一种短距离的高频无线通信技术，允许电子设备之间进行非接触式点对点数据传输（在十厘米内）交换数据。这个技术由免接触式射频识别（RFID）演变而来，并向下兼容RFID，最早由Sony和Philips各自开发成功，主要用于手机等手持设备中提供M2M(Machine to Machine)的通信。与RFID一样，NFC信息也是通过频谱中无线频率部分的电磁感应耦合方式传递，与现有非接触智能卡技术兼容，目前已经成为得到越来越多主要厂商支持的正式标准。NFC作为一种近距离的私密通信方式，能提供各种设备间轻松、安全、迅速而自动的通信。NFC 芯片是具有相互通信功能，且具有计算能力。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种基于NFC技术的智能传感器，能克服前述外置式传感器的缺陷，以NFC技术实现智能传感器与外部配合设备的信息交互和能量供给，智能传感器无需外部电源供电，无需与外部配合设备有线连接。

本实用新型的技术方案具体如下：一种基于NFC技术的智能传感器，包括传感器模块、能量采集和转换模块、微控制单元模块、NFC芯片以及NFC天线；传感器模块用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块用于将ＮＦＣ电磁场信号转化为电能，并为智能传感器的所有模块供电；微控制单元模块用于控制智能传感器的所有模块和对数据进行处理；NFC芯片用于智能传感器与外部配合设备相互通信；NFC天线用于接收无线信号。

优选的，所述传感器模块为低功耗传感器，这样传感器模块工作时所需的能耗低。

优选的，还包括信号放大处理模块，用于放大处理传感器模块产生的电压微信号和/或电流微信号。

优选的，还包括工作状态指示模块，可以用LED指示灯指示该智能传感器是否处于工作状态，能量采集和转换是否正常等等。

优选的，还包括检测数据显示模块。智能传感器本身自带显示屏，如液晶显示屏等，可以显示表示检测结果的数据。

优选的，所述微控制单元模块还可存储传感器模块输出的检测结果数据，必要时可通过ＮＦＣ将历史数据导入外部配合设备。

优选的，还包括外部配合设备通过ＮＦＣ对智能传感器内的固件进行实时更新。　如果外部配合设备上的传感器应用程序APP检测到智能传感器的固件（FIRMWARE）需要升级，传感器应用程序APP可从外部服务器获得相应的高版本固件（FIRMWARE），通过ＮＦＣ将升级版固件的程序传送到智能传感器，对智能传感器模块进行升级。前述外部配合设备只要是具有近场通讯（NFC）功能的电子设备即可。本实用新型的基于NFC技术的智能传感器主要与带有近场通讯（NFC）功能的智能手机或平板电脑配合使用，配合使用的便携电子设备需要下载相应的传感器应用程序APP。根据前面阐述的实用新型的工作原理，以及智能传感器各模块的电路连接关系，就可以将传感器应用程序APP开发编程出来。

此外，传感器应用程序APP还可发送其他命令到智能传感器，如校准，清零，重启等命令。

本实用新型所述的基于NFC技术的智能传感器可用于各种类型的低功耗传感器，例如：检测甲醛（CH2O）、一氧化碳（CO）、氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、酒精，烟雾、温度、紫外线、血糖、血压、放射线、灰尘颗粒的传感器等。

本实用新型的有益效果：一、适用范围广泛、兼容性好，可适用于各种带有近场通讯（NFC）功能的智能手机或平板电脑；二、无需外部电源供电，可以间接从外部配合设备本身获取电能；三、体积小，便于携带，使用方便快捷；四、适用于多种传感器，成本低，用户选择余地大。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一与智能手机配合使用的示意图；

图3为本实用新型实施例二的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合实施例和说明书附图来对本实用新型进行进一步说明。

实施例一

一种基于NFC技术的智能传感器100，包括能量采集和转换模块101、MCU主处理器102、NFC天线103、传感器模块104、信号放大处理模块105和NFC芯片106；传感器模块104用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块101用于将频率信号转化为电能，并为智能传感器100的所有模块供电；MCU主处理器102用于控制智能传感器100的所有模块和对数据进行处理；NFC芯片用于智能传感器100与外部配合设备200相互通信，智能传感器100与外部配合设备通过ＮＦＣ的方式实现信息交互；NFC天线103用于接收无线信号。外部配合设备上有NFC天线201，本实施例中，外部配合设备为智能手机。

使用时，用户需将传感器应用程序APP202下载到外部配合设备200上，启动外部配合设备200上的传感器应用程序APP202，将本实用新型的智能传感器100和外部配合设备200靠近在NFC可实现的范围之内，最终检测结果就会显示在手机界面上。根据下面阐述的实施例的工作原理和步骤，以及智能传感器100各模块的电路连接关系，就可以将传感器应用程序APP202编程出来。

本实用新型实施例的工作原理和步骤具体如下：1.传感器应用程序APP202使外部配合设备200开启NFC功能，产生NFC电磁场。当智能传感器100靠近使外部配合设备200的磁场范围内时，智能传感器100的NFC天线103感受到电磁场信号。能量采集和转换模块101将电磁场频率信号转化为直流电压，供给MCU主处理器102、传感器模块104、信号放大处理模块105、NFC芯片工作。

2. 外部配合设备200通过ＮＦＣ输出信号给智能传感器100。智能传感器MCU主处理器102也通过ＮＦＣ将传感器类型反馈给外部配合设备200，传感器应用程序APP202启动相应应用程序，例如传感器为检测甲醛浓度的传感器，则启动甲醛检测应用程序。

3. 传感器模块104工作，产生电压微信号，经过信号放大处理模块105信号放大，通过ＡＤ采样进入MCU主处理器102。

4. MCU主处理器102对数据进行处理，利用ＮＦＣ将数据传送到外部配合设备200手机上，传感器应用程序APP202收到数据，将表示检测结果的数据显示在手机界面上。

5. 传感器应用程序APP202也可将相应数据通过手机网路发送到云服务。如微博， facebook, twitter等社交网站共享。

6．如果传感器应用程序APP202检测到智能传感器100的固件（FIRMWARE）需要升级， APP202可从外部服务器获得相应的高版本固件（FIRMWARE），通过ＮＦＣ将升级版固件的程序传送到智能传感器100。对智能传感器模块进行升级。

此外，传感器应用程序APP202还可发送其他命令到智能传感器100，如：校准，清零，重启等命令。

实施例二

一种基于NFC技术的智能传感器100，包括能量采集和转换模块101、MCU主处理器102、NFC天线103、传感器模块104、信号放大处理模块105、NFC芯片106、检测数据显示模块107；传感器模块104用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块101用于将频率信号转化为电能，并为智能传感器100的所有模块供电；MCU主处理器102用于控制智能传感器100的所有模块和对数据进行处理；NFC芯片用于智能传感器100与外部配合设备200相互通信，智能传感器100与外部配合设备通过ＮＦＣ的方式实现信息交互；NFC天线103用于接收无线信号；表示检测结果的数据既能显示在检测数据显示模块107上，也能显示在外部配合设备的显示界面上。外部配合设备上有NFC天线201，本实施例中，外部配合设备为平板电脑。

使用时，用户需将传感器应用程序APP202下载到外部配合设备200上，启动外部配合设备200上的传感器应用程序APP202，将本实用新型的智能传感器100和外部配合设备200靠近在NFC可实现的范围之内，最终检测结果就会显示在外部配合设备的显示界面上。根据下面阐述的实施例的工作原理和步骤，以及智能传感器100各模块的电路连接关系，就可以将传感器应用程序APP202编程出来。

本实用新型实施例的工作原理和步骤具体如下：

1.传感器应用程序APP202使外部配合设备200开启NFC功能，产生NFC电磁场。当智能传感器100靠近使外部配合设备200的磁场范围内时，智能传感器100的NFC天线103感受到电磁场信号。能量采集和转换模块101将电磁场频率信号转化为直流电压，供给MCU主处理器102、传感器模块104、信号放大处理模块105、NFC芯片工作。

2.外部配合设备200通过ＮＦＣ输出信号给智能传感器100。智能传感器MCU主处理器102也通过ＮＦＣ将传感器类型反馈给外部配合设备200，传感器应用程序APP202启动相应应用程序，例如传感器为检测甲醛浓度的传感器，则启动甲醛检测应用程序。

4. MCU主处理器102对数据进行处理，将表示检测结果的数据显示再检测数据显示模块107上，同时利用ＮＦＣ将数据传送到外部配合设备200上，传感器应用程序APP202收到数据，将表示检测结果的数据显示在平板电脑界面上。

Claims

1.一种基于NFC技术的智能传感器，其特征在于：包括传感器模块、能量采集和转换模块、微控制单元模块、NFC芯片以及NFC天线；传感器模块用于检测被测量的信息，并将检测感受到的信息，变换成为电信号；能量采集和转换模块用于将ＮＦＣ电磁场信号转化为电能，并为智能传感器的所有模块供电；微控制单元模块用于控制智能传感器的所有模块和对数据进行处理；NFC芯片用于智能传感器与外部配合设备相互通信；NFC天线用于接收无线信号。

2.根据权利要求1所述的基于NFC技术的智能传感器，其特征在于：所述传感器模块为低功耗传感器。

3.根据权利要求1所述的基于NFC技术的智能传感器，其特征在于：还包括信号放大处理模块，用于放大处理传感器模块产生的电压微信号和/或电流微信号。

4.根据权利要求1所述的基于NFC技术的智能传感器，其特征在于：还包括工作状态指示模块。

5.根据权利要求1所述的基于NFC技术的智能传感器，其特征在于：还包括检测数据显示模块。

6.根据权利要求1所述的基于NFC技术的智能传感器，其特征在于：所述微控制单元模块还可存储传感器模块输出的检测结果数据。