一种基于无源无线传感技术的密闭喷涂房环境监测系统

摘要

本发明公开了基于无源无线传感技术的密闭喷涂房环境监测系统，包括上位机、主电路和次级电路三个部分。将次级电路安装在喷涂房内墙壁上，主电路安装在墙壁外，安装时保证两部分电路上的印制PCB电感最大重叠。次级电路包含温湿压三个MEMS微传感器，用来测试喷涂房内环境变化。主电路发出的载波通过电感耦合到次级电路为次级电路供电。次级电路采用时分复用技术，在一个周期内分段采集几个传感器参数，再将测得的信号对次级电路进行负载调制，调制后的波形通过电感耦合至主电路。主电路通过解调后就得到传感器测量信号。输出至上位机，经处理后得到相应的环境参数并显示出来。在该系统中，喷涂房内的传感器及其电路不需要电池供电，寿命长。

主权项

一种基于无源无线传感技术的密闭喷涂房环境监测系统，其特征在于：包括安装在喷涂房内的次级电路(1)，安装在喷涂房外的主电路(2)以及连接所述主电路(2)的上位机(3)；所述主电路(2)包括第一耦合电感(21)、载波发生模块(4)、包络检波模块(5)以及滤波放大模块(6)；所述次级电路(1)包括第二耦合电感(11)、整流稳压模块(7)、负载调制模块(8)、时分复用模块(9)、C‑f转换模块(10)以及MEMS电容式传感器(11)，所述第二耦合电感(11)与第一耦合电感(21)耦合连接；其中：所述载波发生模块(4)用于产生高频载波并经由所述第一耦合电感(21)发射出去；所述第二耦合电感(11)用于接收所述高频载波后，发送到整流稳压模块(7)得到稳定的5V电压；所述MEMS电容式传感器(11)为通过CMOS MEMS工艺制备的电容式温度、湿度、气压集成传感器，用于检测密闭喷涂房内的温度、湿度以及气压大小；所述C‑f转换模块(10)包括连接三个传感器的多路开关，用于将所述MEMS电容式传感器(11)的电容值转换成对应的频率信号；所述时分复用模块(9)用于产生控制信号来选通所述C‑f转换模块(10)的多路开关，在一个时钟周期内分段测量三个传感器信号；所述负载调制模块(8)用于根据所述C‑f转换模块(10)输出的频率信号，使所述第二耦合电感(11)上的信号幅值发生变化，并耦合至所述第一耦合电感(21)；所述包络检波模块(5)根据所述第一耦合电感(21)接收到的信号幅值，解调得到传感器测量信号；所述滤波放大模块(6)用于将所述传感器测量信号进行滤波放大后发送至所述上位机(3)；所述上位机(3)用于根据所述滤波放大后的传感器测量信号，计算并输出密闭喷涂房的温度、湿度和气压值。