作品照片

 

作品摘要:

检水传感器广泛应用于工业、农业、建筑和个人护理的各个方面，但是传统检水传感器体积大、能耗高、需要防水设计，特别是水检传感器本身需要供电，这给水检传感器带来了可安装性、可维护性和安全性等方面的问题，限制了其在工业、农业、建筑业方面应用的范围，特别是在安全性要求较高的人体穿戴环境下的运用，如汗检、尿检等方面。为了克服这些缺点，并降低功耗节约能源，本项目发明创造了一种新型检水传感器——基于无线射频传输原理的无源检水传感器。发明者介绍了无源检水传感器的整体设计构想与实现方案，探讨了无源检水传感器阵列电路模块、信号传输单元设计方案；在制作、测试和完成原型样机的基础上，总结了无源检水传感器的传输规律、理想阻值，给出了串并联两种代表性构成方案；对无源检水传感器的传输距离、越障能力进行了测试，并与常规检水传感器进行了比较与性能分析。测试实验证明，无源检水传感器具有更高的安全性、可安装性和环境适应性，是工业、农业、建筑和个人穿戴健康护理领域检水传感器设计的一次重大突破,作者申报了3项国家发明专利（实审）和3项实用发明专利（授权）。

 

作品设计思路:

我研究的是一种新型检水传感器——基于无线射频传输原理的无源检水传感器，无源检水传感器本身不带任何电能、机械能或化学能，利用的是目前物联网中广泛应用的射频信号能量，实现对水和各类导电液体的检测。方案：用两路间距小于0.5mm平行导线制作成环状或方形阵列电路模块，将无源电子标签的IC芯片一侧或双侧的天线截断，中间并联或串联上述阵列电路模块，当阵列电路模块表面干燥时，无源电子标签因为IC芯片一侧或双侧的天线截断而无法被读写器识别，系统判定无水，当阵列电路模块表面潮湿时，阵列电路模块接近导通，无源电子标签因为IC芯片旁的天线导通就能够被读写器识别，系统判定有水。试验和思考:无源检水传感器的整体设计包括射频识别单元选型设计、无源电子标签改进设计、微间距阵列电路模块设计、无源检水传感器集成设计等，其关键是考虑遥测距离、越障能力和安全性之间的平衡取舍。我开始在面包板上搭电路试验。设计选取AZ-9654型电子标签，这是一种超高频（UHFRFIDEPC-GEN2）柔性不干胶电子标签，最终取得了试验成功。