傳感器電路4和ID存儲器6相連,并作為微處理器2、射頻發射電路
3、傳感器電路4和ID存儲器6的供電電源;傳感器電路4分別連接溫度傳感器5和微處理器2,將溫度傳感器5的檢測信號進行處理,傳輸至微處理器2 ;ID存儲器6與微處理器2相連,將存儲的柔性無源標簽100的ID編碼傳輸至微處理器2 ;射頻發射電路3與微處理器2相連,接收或發射射頻信號,當微處理器獲得ID編碼和溫度檢測信號后,通過射頻發射電路發射射頻信號。
[0033]請參考圖2,在本實施例中,能量收集電路1包括無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9、柔性電池10、電源切換電路11、電源保護電路12和電源狀態檢測電路13。無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9、柔性電池10為三個相互獨立的電源,即通過設置多個供電電源,增加了供電電源冗余備份。無源電磁感應取電電路8通過感應取電線圈24接收電磁波,并將電磁波轉換為電能;震動感應取電電路9將電路所處環境中震動能量轉換為電能;柔性電池包括軟性電路板和固態電解質,供電電壓穩定,體積小,可拉伸裁剪。
[0034]無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10的輸出端分別連接電源切換電路11的輸入端,電源切換電路11的輸出端連接電源保護電路12的輸入端,電源保護電路12的輸出端連接微處理器2、射頻發射電路3、傳感器電路4和ID存儲器6的電源端;無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10的輸出端同時連接電源狀態檢測電路13的輸入端,電源狀態檢測電路13對無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10進行檢測并將檢測信號輸出至微處理器2 ;微處理器2連接電源切換電路11,通過電源切換電路11選擇滿足供電要求的其中一個的作為實際的供電電源,提高裝置的供電穩定性,方便車間生產調試。
[0035]通常,無源電磁感應取電電路8為主電源,震動感應取電電路9為次電源,柔性電池10為備用電源,當無源電磁感應取電電路8、震動感應取電電路9和柔性電池10的輸出均滿足供電要求時,優先將無源電磁感應取電電路8的輸出作為供電電源,其次優先用震動感應取電電路9的輸出作為供電電源,只有當無源電磁感應取電電路8和震動感應取電電路9的輸出都不滿足要求時,才將柔性電池10作為供電電源。
[0036]請參考圖3,在本實施例中,電源狀態檢測電路13包括電阻R10、二極管D9和二極管D10和場效應管Q6。電阻R10 —端連接微處理器2、傳感器電路3和射頻發射電路1的電源端Vcc,另一端分別連接二極管D9陽極和二極管D10陽極;二極管D9陰極VE連接微處理器的10管腳;二極管D10陰極連接場效應管Q6的源極,場效應管Q6的漏極接地、柵極連接無源電磁感應取電電路10、震動感應取電電路11和柔性電池12的輸出端。無源電磁感應取電電路10、震動感應取電電路11和柔性電池12的正常輸出為6.2V。微處理器利用采集到的二極管D9陰極VE處的值判斷當前電源的供給狀況,若二極管D9陰極VE的電壓由高變低,則供電電源由無源電磁感應取電電路8供電模式向震動感應取電電路9或柔性電池10轉換。
[0037]請參考圖4,在本實施例中,電源保護電路12包括兩個儲能電容C6、C8,兩個儲能電容C6、C8與電源端Vcc并聯,電源端Vcc掉電后儲能電容C6、C8為微處理器2提供存儲數據的存儲電源,提高系統穩定性。由于微處理器2寫入雙備份8個字節的時間大約為50ms,寫入時的電流約為2mA,微處理器2的電壓為5V時,微處理器2的運行電流約為8mA。假設儲能電容從5V放電到3.8V,通過計算可以得知0.05sX0.01A/(5V_3.8V) = 417uF,故在系統的電源端Vcc上并聯1個電容值為470uF的儲能電容即可完全滿足主電源掉電后的存儲電源供給。給電源端Vcc并聯兩個電容值為470uF的電容,加大儲能電容的總容值,提高存儲容量,保證完全滿足主電源掉電后的存儲電源供給。
[0038]電源保護電路12包括有帶看門狗功能的低壓檢測芯片U2,低壓檢測芯片U2的輸入端連接電源切換電路的輸出端V,低壓檢測芯片U2的輸出端連接場效應管Q4的柵極,同時經電阻R9連接微處理器2的RST復位引腳;場效應管Q4的源極經電阻R8接地、漏極連接場效應管Q2的柵極;場效應管Q2的漏極連接電源端Vcc、源極連接電源切換電路的輸出端V。當電源切換電路的輸出端V處電壓大于低壓檢測芯片U2的閾值時,低壓檢測芯片U2輸出為高,場效應管Q2開關斷開,電源端Vcc正常供電;當電源切換電路的輸出端V處電壓小于低壓檢測芯片U2的閾值時,場效應管Q2開關閉合,供電電源被拉低并停止供電,微處理器2的RST復位引腳接收到復位信號,微處理器2進行復位,復位后供電電源停止供電,儲能電容C6、C8繼續為微處理器2供電,維持微處理器2工作一段時間。通常低壓檢測芯片U2的閾值為2.4V較為合適,既保證穩定性,又不干擾測溫裝置的正常運行。
[0039]所述射頻發射電路3包括射頻天線,射頻天線為設置在柔性印刷電路板上的蛇形走線式天線,減小天線占用的面積,從而減小柔性無源標簽100的厚度。在本實施例中,射頻發射電路3發射的射頻信號為穿透力強的433MHz射頻信號,適應開關柜復雜通信環境。在其他實施例中,所述射頻信號為也可以為其它頻段的無線電磁波信號。
[0040]在本實施例中,所述柔性外殼內側有溫度傳感器5。在其它實施例中,溫度傳感器可以外置在柔性外殼外側,或在柔性外殼內側和柔性外殼外側各設置一個溫度傳感器。若柔性外殼內側和柔性外殼外側各設有一個溫度傳感器,傳感器電路4前端還設有傳感器信號切換電路,柔性外殼內側的溫度傳感器5與柔性外殼外側的溫度傳感器分別連接傳感器信號切換電路的輸入端,傳感器信號切換電路的輸出端連接傳感器電路4的輸入端,確保兩個溫度傳感器的信號經傳感器信號切換后,都能傳輸至微處理器2。這種情況下,若其中一個溫度傳感器損壞,另一個繼續進行溫度監測,提高了可靠性;并且同時檢測柔性無源標簽100內、外的溫度,提高了溫度監測準確性。
[0041]請參考圖5,在本實施例中,本體200是柔性條形帶,柔性無源標簽100封裝在本體200內,安裝簡便,且使得柔性無源標簽100不受外界干擾,可靠性高。本體200包括一個定位孔21和若干個凸片22的鎖緊機構固定位置。定位孔21設置在本體200 —端,凸片22設置于本體200另一端,柔性無源標簽100位于定位孔21和凸片22之間。若干個凸片22等間距分布至本體200末端,間距為2cm?3cm,柔性無源標簽100與定位孔21之間的距離、柔性無源標簽100與最近的凸片22之間的距離均小于或等于1.5cm。
[0042]在本實施例中,無源柔性標簽100的感應取電線圈24是兩根厚度為2mm的錫箔狀柔性金屬合金條,合金條封裝在本體200內,分別位于柔性無源標簽100的兩側,兩根合金條的靠近柔性無源標簽100的一端連接柔性無源標簽100的無源電磁感應取電電路8,另一端通過類似紐扣的金屬配合固定結構25、26固定。
[0043]請參考圖6,在本實施例中,動觸頭包括動梅花爪31、觸頭32和動觸頭臂30,觸頭32呈圓柱狀,梅花爪31和觸頭32的連接處33也呈圓柱狀,連接處33的橫截面直徑小于觸頭32的橫截面直徑。由于柔性無源標簽100體積小、厚度薄,因此該無源柔性測溫裝置適于安裝在此處。具體安裝方法為使本體200沿梅花爪31和觸頭32的連接處33的表面繞一圈并將該位置固定。安裝時,本體200末端穿過定位孔21,當柔性無源標簽100貼緊動觸頭時,凸片22插入定位孔21,使其位置固定。由于凸片22的間距小,固定過程中可較精確調整本體200的松緊,確保柔性無源標簽100緊貼動觸頭。本體200上還設有扣環23,本體200環繞梅花爪31和觸頭32的連接處33的表面后的余下部分穿過扣環23并收緊,減小在動觸頭上占用的空間,防止本體200的余下部分干擾動觸頭的工作。
[0044]安裝時,將類似紐扣的金屬配合固定結構25、26連接,封裝在本體200內的感應取電線圈24隨本體200成為環形線圈,與無源柔性標簽100內的無源電磁感應取電電路8連接形成一個閉合回路,將電磁波轉換為電信號。
[0045]無源柔性測溫裝置具有無源取電和無線傳送特性。無源特性使測溫裝置在安裝時可進行帶電調試,安裝后維護成本低;無線特性保障了足夠的電氣間隔距離,可靠性高。
[0046]在本實施例中,柔性無源標簽100封裝在本體200內。在其它實施例中,本體200也可以穿過柔性無源標簽100的外殼,此時本體2