CN212032164U - 一种基于nfc低功耗无电源的体温计 - Google Patents

Abstract

本实用新型所涉及一种基于NFC低功耗无电源的体温计，包括NFC读取设备，云端服务器，以及NFC主机模块。因NFC主机模块包括主控MCU电路，WIFI/2G通信电路，电源电路，射频电路，第一感应线圈。NFC读取设备包括读取电路，第二感应线圈。使用之前，利用NFC主机模块内部第一感应线圈与NFC读取设备内部第二感应线圈相互电磁感应而产生电流，以供NFC读取设备供电而维持正常运行。不需要在NFC读取设备内部另外增设电源模块而供电，避免了因现有技术中NFC模块内部普通电源使用一段时间之后需要更换新电源供NFC模块维持正常运行，而导致提高其维护成本，缩短使用寿命的现象发生，从而达到降低维护成本，延长使用寿命的功能。

Description

一种基于NFC低功耗无电源的体温计

【技术领域】

本实用新型涉及一种体温计检测仪器，具体是指一种基于NFC低功耗无电源的体温计。

【背景技术】

现有市场上大部分的体温测量仪器主要分为传统的水银温度计和电子体温计两种。传统水银温度计虽然能够检测人体的体温的目的，应用时间也比较长，但是由于在测量时的检测时间长，不便于长时间连续体温监测，容易碎，导致所述传统水银温度计测量极其不方便。随后，出现一种电子体温计，所述电子体温计采用机械按键唤醒模式实现降低体温计的低功耗性能，而实现检测体温目的。在检测过程中，该电子体温计虽然能够克服传统水银温度计存在的技术缺陷，但是，由于所述电子体温计内部的机械按键唤醒的模式采用的结构比较复杂，体温计内部的电子元器件经常容易吸收外界的一些水分，使得防水性能比较差，导致所述的电子体温计的使用寿命比较短。为了提高电子体温计的使用寿命，随后一种NFC的低功耗智能体温计，该低功耗智能体温计采用RFID射频技术，NFC近场通讯技术和低功耗芯片构成，实现无按键设计，通过NFC模块的通讯功能唤醒电子体温计，不仅能够降低体温计的能耗，而且还可以简化结构，提高防水能力。但是，由于NFC模块内部采用锂离子电池或者纽扣电池构成的普通电源构成，使用一段时间之后，NCF模块内部的普通电源需要更换新电源供给体温计维持正常运行，导致此种体温计的维护成本比较高，使用寿命比较短。

【实用新型内容】

有鉴于此，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种具有降低维护成本，延长使用寿命的基于NFC低功耗无电源的体温计。

为此解决上述技术问题，本实用新型中的技术方案所采用一种基于NFC低功耗无电源的体温计，其包括NFC读取设备，云端服务器，以及将NFC设备内部数据与云端服务器内部数据进行数据交换的NFC主机模块；所述NFC主机模块包括主控MCU电路，WIFI/2G通信电路，电源电路，分别与主控MCU电路，WIFI/2G通信电路连接的射频电路，连接在射频电路上的第一感应线圈；所述NFC读取设备包括读取电路，设置于读取电路上的第二感应线圈；利用NFC主机模块内部第一感应线圈与NFC读取设备内部第二感应线圈相互电磁感应而产生电流，以供NFC读取设备供电而维持正常运行。

进一步限定，所述第二感应线圈包括目标天线线圈；连接在目标天线线圈两端的电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5，所述的电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5相互串联连接在一起；连接在电容C4与电阻R3相交处的电容C2，连接在电容C2另一端上的电阻R1，连接在电阻R1另一端的TNA信号端；连接在电容C5与电阻R4相交处的电容C3，连接在电容C3另一端上的电阻R2，连接在电阻R2另一端的TMD信号端。

进一步限定，所述第二感应线圈包括目标天线线圈；并联连接在目标天线线圈两端的电阻R7、电阻R8，电阻R7与电阻R8串联连接；并联连接在在目标天线线圈两端的电容C6、电容C7，电容C6与电容C7串联连接；连接在电容C8与电阻R7相交处的电容C6，连接在电容C6另一端的电阻R5，连接在电阻R5另一端的TNA信号端，连接在电容C9与电阻R8相交处的电容C7，连接在电容C7另一端的电阻R6，连接在电阻R6另一端的TMD信号端。

进一步限定，所述第一感应线圈包括发起天线线圈；分别连接在发起天线线圈上的电阻R12，电阻R13；连接在电阻R12，电阻R13两端之间的电容C17、电容C16，电容C17与电容C16串联连接；连接在电阻R12与电容C17相交处的电容C12，连接在电容C12另一端的电感L1，该电感L1与TX1端连接；连接在电阻R13与电容C16相交处的电容C15，连接在电容C15另一端的电感L0，该电感L0与TX1端连接；连接在电感L1和电感L0两端的型号为CLRC663的芯片U1，设置于芯片U1上的RXN接口端，VMD接口端，TX1接口端，TVSS接口端，TX2接口端，VMD1接口端，RXP接口端；连接在VMD0接口端上的电容C11和电阻R9，电容C11与电阻R9相互串联连接；连接在VMD1接口端上的电阻R9；连接在RXN接口端上的电容C10，连接在电容C10另一端的电阻R14，连接在电阻R14另一端的电容C13，连接在电容C13另一端的电容C14，连接在电容C14另一端的电阻R12，连接在电阻R12另一端的电容C17，该电容C17另一端与RXP接口端相互连接。

进一步限定，所述读取电路包括型号为WL1200DFN8的NFC主控芯片，设置于NFC主控芯片上的引脚1至引脚8，连接在NFC主控芯片的引脚7与引脚2之间的电容C1，连接在引脚7与引脚2之间的参考电阻Rref，读取电阻NTC，参考电阻Rref与读取电阻NTC串联连接，参考电阻Rref与读取电阻NTC相交处连接在引脚8上，所述第二感应线圈分别与NFC主控芯片上引脚4，引脚5相互连接。

进一步限定，所述NFC主机模块还包括与主控MCU电路连接的信号采集发送电路，以及温度采集电路；与温度采集电路相互连接的温度传感器，与信号采集发送电路连接的第一感应线圈。

本实用新型的有益技术效果：因所述NFC主机模块包括主控MCU电路，WIFI/2G通信电路，电源电路，分别与主控MCU电路，WIFI/2G通信电路连接的射频电路，连接在射频电路上的第一感应线圈。所述NFC读取设备包括读取电路，设置于读取电路上的第二感应线圈。使用之前，利用NFC主机模块内部第一感应线圈与NFC读取设备内部第二感应线圈相互电磁感应而产生电流，以供NFC读取设备供电而维持正常运行。不需要在NFC读取设备内部另外增设电源模块而供电，避免了因现有技术中NFC模块内部普通电源使用一段时间之后需要更换新电源供NFC模块维持正常运行，而导致提高其维护成本，缩短使用寿命的现象发生，从而达到降低维护成本，延长使用寿命的功能。

下面结合附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

【附图说明】

图1为本实用新型中NFC读取设备的电路原理图；

图2为本实用新型中NFC主机模块的电路原理图；

图3为本实用新型中基于NFC低功耗无电源的体温计的工作流程图；

图4为本实用新型中基于NFC低功耗无电源的体温计的工作原理图；

图5为本实用新型实施例1中第一、二感应线圈的工作原理图；

图6为本实用新型中第一感应线圈的工作原理图；

图7为本实用新型中实施例2中第一、二感应线圈的工作原理图。

【具体实施方式】

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参考图1至图6所示，下面结合第一种实施例说明一种基于NFC低功耗无电源的体温计，其包括NFC读取设备，NFC主机模块，云端服务器。

所述NFC读取设备包括读取电路，设置于读取电路上的第二感应线圈。所述读取电路包括型号为WL1200DFN8的NFC主控芯片，设置于NFC主控芯片上的引脚1至引脚8，连接在NFC主控芯片的引脚7与引脚2之间的电容C1，连接在引脚7与引脚2之间的参考电阻Rref，读取电阻NTC，参考电阻Rref与读取电阻NTC串联连接，参考电阻Rref与读取电阻NTC相交处连接在引脚8上，所述第二感应线圈分别与NFC主控芯片上引脚4，引脚5相互连接。在本实施例中，所述NFC读取设备为用于对被检测的人体温度的体温计。

所述NFC主机模块包括主控MCU电路，WIFI/2G通信电路，电源电路，分别与主控MCU电路，WIFI/2G通信电路连接的射频电路，连接在射频电路上的第一感应线圈，与主控MCU电路连接的信号采集发送电路，以及温度采集电路；与温度采集电路相互连接的温度传感器，与信号采集发送电路连接的第一感应线圈。NFC主机模块主要功能是将NFC设备内部数据与云端服务器内部数据进行数据交换。

所述第二感应线圈包括目标天线线圈；连接在目标天线线圈两端的电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5，所述的电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5相互串联连接在一起；连接在电容C4与电阻R3相交处的电容C2，连接在电容C2另一端上的电阻R1，连接在电阻R1另一端的TNA信号端；连接在电容C5与电阻R4相交处的电容C3，连接在电容C3另一端上的电阻R2，连接在电阻R2另一端的TMD信号端。

所述第一感应线圈包括发起天线线圈；分别连接在发起天线线圈上的电阻R12，电阻R13；连接在电阻R12，电阻R13两端之间的电容C17、电容C16，电容C17与电容C16串联连接；连接在电阻R12与电容C17相交处的电容C12，连接在电容C12另一端的电感L1，该电感L1与TX1端连接；连接在电阻R13与电容C16相交处的电容C15，连接在电容C15另一端的电感L0，该电感L0与TX1端连接；连接在电感L1和电感L0两端的型号为CLRC663的芯片U1，设置于芯片U1上的RXN接口端，VMD接口端，TX1接口端，TVSS接口端，TX2接口端，VMD1接口端，RXP接口端；连接在VMD0接口端上的电容C11和电阻R9，电容C11与电阻R9相互串联连接；连接在VMD1接口端上的电阻R9；连接在RXN接口端上的电容C10，连接在电容C10另一端的电阻R14，连接在电阻R14另一端的电容C13，连接在电容C13另一端的电容C14，连接在电容C14另一端的电阻R12，连接在电阻R12另一端的电容C17，该电容C17另一端与RXP接口端相互连接。

主控MCU电路为一个NFC芯片，该芯片的英文全称为Near Field Communication，近距离无线通信，简称为NFC。NFC是由非接触式射频识别(RFID)及互联互通技术整合演变而来，在单一芯片上结合感应式读卡器、感应式卡片和点对点的功能，能在短距离内与兼容设备进行识别和数据交换。NFC芯片装在手机上，就可以实现读取其他NFC设备或标签的信息。NFC的短距离交互大大简化整个认证识别过程，使电子设备间互相访问更直接、更安全和更清楚。通过NFC，电脑、数码相机、手机、PDA等多个设备之间可以很方便快捷地进行无线连接，进而实现数据交换和服务。NFC芯片为一个13.56MHz的工作频率，免许可国际通用频带，是美国ISM带15/18频带之一，数据传输速率为106、212或424kbps，取决于通讯范围，在20cm或大约8英寸时传输速率最大，实际通讯范围只有几英寸或不大于10cm，该标准规定了多种工作模式。

NFC主机模块可以在主动或被动模式下交换数据。在被动模式下，启动NFC通信的设备，也称为NFC发起设备(主设备)，在整个通信过程中提供射频场(RF-field)，它可以选择106kbps、212kbps或424kbps其中一种传输速度，将数据发送到另一台设备。另一台设备称为NFC目标设备(从设备)，不必产生射频场，而使用负载调制(load modulation)技术，即可以相同的速度将数据传回发起设备。此通信机制与基于ISO14443A、MIFARE和FeliCa的非接触式智能卡兼容，因此，NFC发起设备在被动模式下，可以用相同的连接和初始化过程检测非接触式智能卡或NFC目标设备，并与之建立联系。

在主动模式下，每台设备要向另一台设备发送数据时，都必须产生自己的射频场。发起设备和目标设备都要产生自己的射频场，以便进行通信。这是对等网络通信的标准模式，可以获得非常快速的连接设置。移动设备主要以被动模式操作，可以大幅降低功耗，并延长电池寿命。在一个应用会话过程中，NFC设备可以在发起设备和目标设备之间切换自己的角色。利用这项功能，电池电量较低的设备可以要求以被动模式充当目标设备，而不是发起设备

检测之前，NFC读取设备靠近NFC主机模块，所述NFC主机模块内部的第一感应线圈通过TX1接口端和TX2接口端向发起天线线圈发生指令，驱使所述发起天线线圈通过射频电路想向目标天线线圈发送一个感应信号，该感应信号从TNA信号端进入，分别经过电阻R1，电容C2，至目标天线线圈。目标天线线圈与发起天线线圈相互感应之后而产生感应电流，该感应电流为NFC读取设备供电，而驱使NFC读取设备获得电流之后而正常运行。主控MCU电路通过射频电路上的第一线圈读取到有NFC读取设备的靠近信号指令，然后主控MCU电路通过射频电路上第一线圈向NFC读取设备发送读取温度传感器的温度指令，主控MCU电路收到NFC读取设备回传的数据后，通过WIFI/2G通信电路发送到云端服务器。电源电路是给NFC主机模块内部的所有电路供电。在此过程中，利用NFC主机模块内部第一感应线圈与NFC读取设备内部第二感应线圈相互电磁感应而产生电流，以供NFC读取设备供电而维持正常运行。不需要在NFC读取设备内部另外增设电源模块而供电，避免了因现有技术中NFC模块内部普通电源使用一段时间之后需要更换新电源供NFC模块维持正常运行，而导致提高其维护成本，缩短使用寿命的现象发生，从而达到降低维护成本，延长使用寿命的功能。

综上所述，因所述NFC主机模块包括主控MCU电路，WIFI/2G通信电路，电源电路，分别与主控MCU电路，WIFI/2G通信电路连接的射频电路，连接在射频电路上的第一感应线圈。所述NFC读取设备包括读取电路，设置于读取电路上的第二感应线圈。使用之前，利用NFC主机模块内部第一感应线圈与NFC读取设备内部第二感应线圈相互电磁感应而产生电流，以供NFC读取设备供电而维持正常运行。不需要在NFC读取设备内部另外增设电源模块而供电，避免了因现有技术中NFC模块内部普通电源使用一段时间之后需要更换新电源供NFC模块维持正常运行，而导致提高其维护成本，缩短使用寿命的现象发生，从而达到降低维护成本，延长使用寿命的功能。

请参考图7所示，第二种实施例与第一种实施例不同点为，所述第二感应线圈包括目标天线线圈；并联连接在目标天线线圈两端的电阻R7、电阻R8，电阻R7与电阻R8串联连接；并联连接在在目标天线线圈两端的电容C6、电容C7，电容C6与电容C7串联连接；连接在电容C8与电阻R7相交处的电容C6，连接在电容C6另一端的电阻R5，连接在电阻R5另一端的TNA信号端，连接在电容C9与电阻R8相交处的电容C7，连接在电容C7另一端的电阻R6，连接在电阻R6另一端的TMD信号端。同样可以达到第一种实施例中所述的技术效果。

以上参照附图说明了本实用新型的优选实施例，并非因此局限本实用新型的权利范围。本领域技术人员不脱离本实用新型的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本实用新型的权利范围之内。

Claims (6)

1.一种基于NFC低功耗无电源的体温计，其包括NFC读取设备，云端服务器，以及将NFC设备内部数据与云端服务器内部数据进行数据交换的NFC主机模块；其特征在于：所述NFC主机模块包括主控MCU电路，WIFI/2G通信电路，电源电路，分别与主控MCU电路，WIFI/2G通信电路连接的射频电路，连接在射频电路上的第一感应线圈；所述NFC读取设备包括读取电路，设置于读取电路上的第二感应线圈；利用NFC主机模块内部第一感应线圈与NFC读取设备内部第二感应线圈相互电磁感应而产生电流，以供NFC读取设备供电而维持正常运行。

2.根据权利要求1所述一种基于NFC低功耗无电源的体温计，其特征在于：所述第二感应线圈包括目标天线线圈；连接在目标天线线圈两端的电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5，所述的电阻R3、电阻R4、电容C4、电容C5相互串联连接在一起；连接在电容C4与电阻R3相交处的电容C2，连接在电容C2另一端上的电阻R1，连接在电阻R1另一端的TNA信号端；连接在电容C5与电阻R4相交处的电容C3，连接在电容C3另一端上的电阻R2，连接在电阻R2另一端的TMD信号端。

3.根据权利要求1所述一种基于NFC低功耗无电源的体温计，其特征在于：所述第二感应线圈包括目标天线线圈；并联连接在目标天线线圈两端的电阻R7、电阻R8，电阻R7与电阻R8串联连接；并联连接在目标天线线圈两端的电容C6、电容C7，电容C6与电容C7串联连接；连接在电容C8与电阻R7相交处的电容C6，连接在电容C6另一端的电阻R5，连接在电阻R5另一端的TNA信号端，连接在电容C9与电阻R8相交处的电容C7，连接在电容C7另一端的电阻R6，连接在电阻R6另一端的TMD信号端。

4.根据权利要求1所述一种基于NFC低功耗无电源的体温计，其特征在于：所述第一感应线圈包括发起天线线圈；分别连接在发起天线线圈上的电阻R12，电阻R13；连接在电阻R12，电阻R13两端之间的电容C17、电容C16，电容C17与电容C16串联连接；连接在电阻R12与电容C17相交处的电容C12，连接在电容C12另一端的电感L1，该电感L1与TX1端连接；连接在电阻R13与电容C16相交处的电容C15，连接在电容C15另一端的电感L0，该电感L0与TX1端连接；连接在电感L1和电感L0两端的型号为CLRC663的芯片U1，设置于芯片U1上的RXN接口端，VMD接口端，TX1接口端，TVSS接口端，TX2接口端，VMD1接口端，RXP接口端；连接在VMD0接口端上的电容C11和电阻R9，电容C11与电阻R9相互串联连接；连接在VMD1接口端上的电阻R9；连接在RXN接口端上的电容C10，连接在电容C10另一端的电阻R14，连接在电阻R14另一端的电容C13，连接在电容C13另一端的电容C14，连接在电容C14另一端的电阻R12，连接在电阻R12另一端的电容C17，该电容C17另一端与RXP接口端相互连接。

5.根据权利要求1所述一种基于NFC低功耗无电源的体温计，其特征在于：所述读取电路包括型号为WL1200DFN8的NFC主控芯片，设置于NFC主控芯片上的引脚1至引脚8，连接在NFC主控芯片的引脚7与引脚2之间的电容C1，连接在引脚7与引脚2之间的参考电阻Rref，读取电阻NTC，参考电阻Rref与读取电阻NTC串联连接，参考电阻Rref与读取电阻NTC相交处连接在引脚8上，所述第二感应线圈分别与NFC主控芯片上引脚4，引脚5相互连接。

6.根据权利要求1所述一种基于NFC低功耗无电源的体温计，其特征在于：所述NFC主机模块还包括与主控MCU电路连接的信号采集发送电路，以及温度采集电路；与温度采集电路相互连接的温度传感器，与信号采集发送电路连接的第一感应线圈。

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