[0165]由上式可見，輸出換能器間距LI越長，傳感信息測量的精度越高。所以采用并聯(lián)方式布局輸出換能器組，傳感信息測量的精度更高。
[0166]近來正發(fā)展閱讀器采用相位檢測回波間時距的技術，能使傳感信息獲取精度大大提高。但在只有兩個輸出換能器時，面臨相位參考問題，極易產生相位測試誤差360°以上的錯誤。由此，現(xiàn)今實用延遲型傳感器都采用三個輸出換能器構成輸出換能器組:利用三個輸出換能器間的時距比較，確定相位測試真值。相關說明可參考L.Reindl等發(fā)表的“HighPrecis1n Wireless Measurement of Temperature by Using Surface Acoustic WavesSensors" (Sensor 2003, Numberg, May, 2003)。
[0167]當然，在設計時，應保證應答器在標稱傳感量測試范圍內，所有芯片的回波均可滿意分辨，如圖11，圖12和圖13中最下方所示。
[0168]3.4時分機制下防碰撞性能
[0169]由前述，時分機制下，芯片防碰撞功能等于在一定時間段內，可以分辨的回波脈沖起始延遲時基數(shù)目，即時序區(qū)內時基數(shù)目n，稱為時序容量。
[0170]由于芯片長度是有限的，它與封裝尺寸、生產工藝和性價比有關。
[0171]在確定的芯片長度時，反射柵數(shù)目越多，有效時序區(qū)越短。
[0172]閱讀器性能對防碰撞功能起主要作用。
[0173]四、本發(fā)明:采用碼分時分機制實現(xiàn)芯片級防碰撞功能的SAW延遲線型無線傳感器
[0174]本發(fā)明的實質是:將采用前節(jié)所述時分機制的芯片，其輸入均勻叉指換能器用前述相關換能器代替，即可得到采用碼分時分機制實現(xiàn)防碰撞功能的聲表面波延遲反射型傳感芯片。
[0175]采用碼分和并聯(lián)時分機制的技術方案如圖14和圖15所示，分別為單天線和雙天線結構；而采用碼分和串聯(lián)時分機制的技術方案如圖16和圖17所示，分別為單天線和雙天線結構。
[0176]4.1 芯片
[0177]不失一般性，以圖14示例說明采用碼分時分機制實現(xiàn)防碰撞功能的聲表面波延遲反射型傳感芯片。芯片標識為Xx，大寫字母X表示芯片編碼分類，小寫字母X代表時分序號 1，2，…，η。
[0178]圖14的芯片分為三類:A，B和C，各類芯片的叉指換能器均是同樣碼長的相關換能器，其編碼為屬于同一相容碼組(10,0, 3,4)的相容碼；A:H16C= (0101101100) ,BiHlCA=(0111001010)和 C:H11D= (0100011101) ο
[0179]圖14給出了三類五個芯片:A1、B1和Cl為不同類、但起始延遲距離LO (此處為最小)相同的芯片；C1、C2和Cn為同一類、但起始延遲距離LO不同的芯片。
[0180]設閱讀器發(fā)出的詢問信號如圖14左下方的編碼(C類芯片編碼HllD的時域反演編碼)載波脈沖，被應答器天線接收后，饋電到芯片相關換能器，產生相關聲脈沖，如圖14上部中列所示:對匹配芯片(圖14中C類芯片)，將得到典型的自相關聲脈沖，幅度大，主峰窄(僅一個碼元寬度)，且旁瓣低(1/3不到)；而對非匹配芯片(圖14中A、B類芯片)，只能得到幅度不到40%的雜散互相關聲脈沖。
[0181]所述聲脈沖，是傳感信息電磁回波的源，其特性明顯影響回波特性。由于采用相關換能器和匹配詢問脈沖，生成的聲脈沖幅度大，主峰窄，由此被輸出換能器組形成的回波電磁脈沖，也具有幅度大、主峰窄，為提高時分機制的時序容量打下良好基礎。
[0182]圖14右下為同時檢測所有應答器時，閱讀器得到的電磁回波示意。圖14下方的時域特性，依次為Cla，C2a，…，Cna ;Clb，C2b，…，Cnb ;Cld，C2d，…，Cnd的回波，其中輸出換能器標記為a，b，d。而A、B類芯片的回波被淹沒在本底雜波中。這表明對一個特定詢問信號，只有與其匹配的應答器會有傳感器回波響應，且不同起始回波延遲特性的應答器的傳感器回波也明顯分開，即實現(xiàn)了碼分時分防碰撞功能。
[0183]由圖14可知，本實例采用的相容碼組(10，0，3，4)的度為3，每類芯片的數(shù)目最大為9 (時序容量)，故本實例的防碰撞功能為3*9 = 27。
[0184]上述以碼分和并聯(lián)時分芯片(圖14，圖15)說明本發(fā)明，只表明本發(fā)明的優(yōu)選方案之一。碼分和串聯(lián)時分結合的芯片(圖16，圖17)也是本發(fā)明的又一實施方式，不重復說明了。
[0185]4.2本發(fā)明優(yōu)點
[0186]本發(fā)明技術方案除具有現(xiàn)今SAW延遲型無線傳感器的所有特點外，還具有如下優(yōu)占.V.
[0187]1.傳感器防碰撞功能優(yōu)異。如采用一 13位相容碼組，其相容碼組度為8，傳感器的防碰撞功能即為8。只要再結合13個起始延遲設計，傳感器的防碰撞功能就超過100，已滿足絕大多數(shù)應用。
[0188]如采用相位檢測方式提高閱讀器性能，以及采用度更高的相容碼組，本發(fā)明傳感器防碰撞功能可近一千以上。
[0189]2.傳感芯片上得到的詢問聲脈沖極窄，回波電脈沖也窄，提高了傳感量的檢測精度。
[0190]3.傳感芯片上得到的詢問聲脈沖極窄，輸出換能器的間距也可以變小，傳感器芯片尺寸變短，傳感器更小，成本也低。
[0191]4.本技術方案的編碼技術，屬于擴頻技術應用，具有所有擴頻通信技術的優(yōu)點:抗干擾、實際發(fā)射射頻功率小。
[0192]以上雖以溫度傳感器說明本發(fā)明，但本發(fā)明也能用于其他環(huán)境敏感量的無線防碰撞傳感器應用。
[0193]雖然本發(fā)明通過實施例進行了描述，但實施例并非用來限定本發(fā)明。本領域技術人員可在本發(fā)明的精神的范圍內，做出各種變形和改進，但同樣均在本發(fā)明的保護范圍之內。因此本發(fā)明的保護范圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。
【主權項】
1.一種具有防碰撞功能的聲表面波延遲線型無線傳感器系統(tǒng)，由應答器、閱讀器和后臺處理單元組成，其特征在于: 所述應答器內采用聲表面波傳感芯片； 所述聲表面波傳感芯片的輸入叉指換能器為編碼叉指換能器； 所述聲表面波傳感芯片至少有兩個沿聲道排列的同頻輸出叉指換能器，所述輸出叉指換能器是與輸入相關換能器同頻的常規(guī)均勻叉指換能器。2.根據(jù)權利要求1中所述的一種具有防碰撞功能的聲表面波延遲線型無線傳感器系統(tǒng)的應答器，其特征在于: 所述應答器中聲表面波傳感芯片的輸入相關換能器，其編碼為相容碼； 由采用同一相容碼編碼的聲表面波傳感芯片的多個應答器組成同類應答器。3.根據(jù)權利要求2中所述的一種具有防碰撞功能的聲表面波延遲線型無線傳感器系統(tǒng)的應答器，其特征在于: 起始延遲距離，即聲表面波傳感芯片的第一個輸出叉指換能器與其輸入相關換能器的距離，同類應答器中不同聲表面波傳感芯片彼此不同； 同類應答器中不同聲表面波傳感芯片上的各個輸出叉指換能器的間距一致； 設計上述各個輸出叉指換能器間距時，應使在標稱傳感量測試范圍內，同類應答器同時產生的電磁回波疊加后，所有回波峰都應能被閱讀器分辨，獲知其來源和傳感信息。4.根據(jù)權利要求1中所述的一種具有防碰撞功能的聲表面波延遲線型無線傳感器系統(tǒng)，其特征在于: 所述閱讀器具有相容碼產生部件。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種具有防碰撞功能的聲表面波延遲線型無線傳感器系統(tǒng)。應答器傳感芯片輸入換能器采用編碼叉指換能器(相關換能器)，其編碼為屬于同一相容碼組的相容碼，采用同一相容碼編碼芯片的應答器，稱為同類應答器。應答器傳感芯片上，至少有兩個沿聲道排列的同頻輸出叉指換能器。同類應答器芯片，第一個輸出換能器與輸入換能器的起始延遲距離，各芯片彼此不同；各輸出換能器的間距一致；設計上述各距離時，應使在標稱傳感量測試范圍內，同類應答器同時產生的電磁回波疊加后，所有回波峰都應能被閱讀器分辨，獲知其來源和傳感信息。閱讀器具有相容碼的編碼部件。本系統(tǒng)的防碰撞功能等于不同類應答器種類數(shù)目乘以時序容量。
【IPC分類】G01D5/48, G01K11/22
【公開號】CN105136334
【申請?zhí)枴緾N201510536196
【發(fā)明人】陳培杕, 王祥邦, 肖功亞, 黃亮, 朱衛(wèi)俊
【申請人】中電科技德清華瑩電子有限公司
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月27日