JP2020525928A - エネルギーハーベスティングrfid回路、エネルギーハーベスティングrfidタグ、および関連する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
無線周波数識別(RFID)は、「リーダ」(または「インタロゲータ」)と、通常は識別および追跡などの目的で、被監視物体(OBM)(または「被追跡物体」)に取り付けられた(または別のやり方でこの物体に関連づけられた)電子RFID「タグ」(または「トランスポンダ」)との間でデータを交換するために、無線周波数(RF)波を介した通信を利用する技術である。タグは、被追跡物体に関するセンサ読み取り値などの情報を生成するセンサとのインタフェースを成すことができる。RFIDタグおよびそのセンサのいずれかまたは両方を、被追跡物体内に少なくとも部分的に埋め込むことができる。
第1の態様によれば、測定を行うためにエネルギーハーベスティングRFID回路が提供される。RFID回路は、アンテナから入力リード線を介して質問信号(interrogation signal)を受け取ってエネルギーを収集し、このエネルギーは電荷蓄積ユニットに蓄積される。次いで昇圧コンバータが、収穫電圧(harvested voltage)を昇圧して昇圧電圧を生成し、この電圧は出力電圧としてセンサ出力リード線に供給される。昇圧コンバータをアクティベートするために昇圧器スイッチングユニットも提供される。特に昇圧器スイッチングユニットは、電荷蓄積ユニットにより出力された電圧が第1の閾値に到達するまで、昇圧コンバータをアクティベートしない。出力電圧に基づき1つまたは複数のセンサ入力リード線が、パイプ継手における歪みなど検出値を反映する測定入力を受け取る。
本発明の1つまたは複数の態様を包含する例示的な実施形態が説明され、図面に描かれている。同じ要素を指し示すために同じ参照番号が用いられている。
Claims (18)
- エネルギーハーベスティングRFID回路であって、当該回路は、
質問信号を受信するアンテナリード線と、
収穫されたエネルギーを受け取って収穫電圧を生成する電荷蓄積ユニットと、
前記収穫電圧を昇圧して、出力電圧としてセンサ出力リード線に供給される昇圧電圧を生成する昇圧コンバータと、
前記昇圧コンバータをアクティベートするための昇圧器スイッチングユニットであって、前記収穫電圧が第1の閾値に到達するまでは前記昇圧コンバータをアクティベートしない、昇圧器スイッチングユニットと、
前記出力電圧と被測定物体の検出値とに基づく測定入力を受け取る1つまたは複数のセンサ入力リード線と
を含む、
エネルギーハーベスティングRFID回路。 - RFIDトランスポンダチップをさらに含む、
請求項1記載のエネルギーハーベスティングRFID回路。 - 前記RFIDトランスポンダチップは、前記質問信号内で質問要求を受け取り、前記昇圧器スイッチングユニットに供給されるアクティベート信号を生成し、
前記昇圧器スイッチングユニットは前記昇圧コンバータを、
前記昇圧器スイッチングユニットが前記アクティベート信号を受け取るまで、および
前記収穫電圧が前記第1の閾値に到達するまで、
アクティベートしない、
請求項2記載のエネルギーハーベスティングRFID回路。 - 前記RFIDトランスポンダチップは前記測定入力を受け取り、該測定入力を前記アンテナリード線を介して外部に送信する、
請求項2記載のエネルギーハーベスティングRFID回路。 - 前記電荷蓄積ユニットにより受け取られる前記収穫電圧は、前記質問信号から収穫されたエネルギー、熱エネルギーハーベスタにより収穫されたエネルギー、または振動エネルギーハーベスタにより収穫されたエネルギーである、
請求項1記載のエネルギーハーベスティングRFID回路。 - 前記RFIDトランスポンダチップは、前記質問信号から収穫されたエネルギーから整流された電圧を生成し、前記電荷蓄積ユニットは、前記整流された電圧を前記RFIDトランスポンダチップから受け取り、前記整流された電圧を使用して前記収穫電圧を生成する、
請求項2記載のエネルギーハーベスティングRFID回路。 - レギュレータスイッチングユニットをさらに含み、該レギュレータスイッチングユニットは、前記昇圧電圧が第2の閾値に到達したときに閉成することによって反応し、該閉成によって前記昇圧電圧がレギュレータへと送られ、該レギュレータは、前記昇圧電圧を平滑化し、調整された出力電圧を前記センサ出力リード線に生成する、
請求項1記載のエネルギーハーベスティングRFID回路。 - 昇圧検知器をさらに含み、該昇圧検知器は、1つまたは複数の前記センサ入力リード線を介して受け取られた前記測定入力が有効であることを表す制御信号を生成することによって、前記レギュレータスイッチングユニットの閉成に反応する、
請求項7記載のエネルギーハーベスティングRFID回路。 - RFIDトランスポンダチップをさらに含み、該RFIDトランスポンダチップは、前記測定入力と、該測定入力が有効であるか否かを表す前記制御信号の現在値とを受け取り、前記測定入力を前記制御信号の現在値と共に記録する、
請求項8記載のエネルギーハーベスティングRFID回路。 - 請求項1記載のエネルギーハーベスティングRFID回路を含むエネルギーハーベスティングRFIDタグであって、当該タグはさらに、
前記質問信号を前記アンテナリード線に供給するアンテナと、
前記被測定物体に結合されたセンサと
を含み、
前記センサは、前記エネルギーハーベスティングRFID回路の出力電圧を受け取り、前記測定入力を生成する、
エネルギーハーベスティングRFIDタグ。 - 前記センサは歪みセンサである、
請求項10記載のエネルギーハーベスティングRFIDタグ。 - 前記被測定物体はパイプ継手である、
請求項10記載のエネルギーハーベスティングRFIDタグ。 - 物体を監視する方法であって、当該方法は、
RFIDタグのアンテナにより、RFIDリーダから質問信号を受け取るステップと、
前記質問信号により誘導された電流から生成された誘導電圧を、給電側電圧に変換するステップと、
前記給電側電圧を電荷蓄積ユニットに入力するステップと、
前記電荷蓄積ユニットからの電荷を第1の閾値と比較し、前記電荷蓄積ユニットからの電荷が前記第1の閾値を超えている場合のみ、
昇圧コンバータをアクティベートして昇圧電圧を生成し、
前記昇圧電圧および被測定物体の検出値からセンサ読み取り値を取得するために、前記昇圧電圧をセンサに供給し、
前記アンテナから前記RFIDリーダに前記センサ読み取り値を送信する、
ステップと、
を含む、
物体を監視する方法。 - 前記質問信号内で受け取られた質問要求に応答して、アクティベート信号を生成するステップと、
以下の条件すなわち
前記電荷蓄積ユニットからの電荷が前記第1の閾値を超えていること、および
前記アクティベート信号が受け取られたこと
の両方が満たされている場合のみ、前記昇圧コンバータを選択的にアクティベートして前記昇圧電圧を生成するステップと、
をさらに含む、
請求項13記載の方法。 - 前記昇圧電圧が第2の閾値に到達したならば、調整された出力電圧を生成するステップと、
前記調整された電圧および前記被測定物体の前記検出値から前記センサ読み取り値を取得するために、前記調整された電圧を前記センサに供給するステップと、
をさらに含む、
請求項13記載の方法。 - 前記調整された出力電圧が前記センサに供給されたときに、前記センサ読み取り値が有効であることを表す制御信号を生成するステップをさらに含む、
請求項15記載の方法。 - 前記検出値は前記被測定物体における歪みである、
請求項13記載の方法。 - 前記被測定物体はパイプ継手である、
請求項13記載の方法。
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