传感器电路阵列、操纵传感器电路阵列的控制设备及传感器系统

摘要

一种传感器电路阵列(101)包括，用于接收电磁辐射的接收天线(103)，以及用于检测传感器电路阵列(101)周围环境中至少一个参数的传感器元件(104)。所述接收天线(103)按下述方式与传感器元件(104)相连，也即使得在接收天线(103)接收到激活信号时，传感器元件(104)基于该激活信号受到激活，以使传感器元件(104)检测传感器电路阵列(101)周围环境中的至少一个参数。

说明书

技术领域

本发明涉及传感器电路阵列。

本发明还涉及用于操纵传感器电路阵列的控制设备。

此外，本发明涉及传感器系统。

背景技术

在服务部门、后勤领域、商业领域以及工业生产领域，自动识别系统的重要性明显增加。于是，在这些以及其他领域中，越来越多地实现自动识别系统；未来将有可能取代条形码系统。识别系统的其他应用与人和动物的识别有关。非常有兴趣的是，还可能使用识别系统来监视和控制食物，特别是易腐烂食物的冷却过程。特别是，非接触式识别系统，如发射机应答器系统，适于以快速的方式无线传输数据，不需要电缆连线，而电缆连线可能会是很令人烦扰的。这类系统利用特别是高频域内电磁波的发射和吸收。具有低于大约800MHz工作频率的系统通常是基于线圈的电感耦合，利用电容器使线圈处于谐振状态，从而仅适合在几厘米范围的较小距离内通信，可以达到1米。由于物理边界条件，具有800MHz或更大工作频率的发射机应答器系统，特别适合在几米的距离内进行数据传送。

这些系统是所谓的RFID系统(“射频识别”)。分为两种RFID系统，即有源RFID系统(其自身包含电源设备，如电池)和无源RFID系统(其中，在分别由线圈和天线吸收的电磁波的基础上实现供电，其中，可通过包含在RFID系统中的整流子电路将天线中产生的交流电流整流，产生直流电流)。此外，可以得到被无源起动并在需要时(如数据传输)使用电池的半有源(半无源)系统。

发射机应答器或RFID标签包括半导体芯片(具有集成电路)，可以将数据编程并写入到其中；与所用操作频带(比如，在美国为902MHz到928MHz的频带，在欧洲为863MHz到868MHz的频带，或者其他的ISM带(“工业科学医用”)，例如2.4GHz到2.83GHz)匹配的高频天线。除RFID标签之外，RFID系统包括读出装置和能够在RFID标签与读出设备之间进行双向无线数据通信的系统天线。此外，可以使用输入/输出设备(如计算机)控制读出设备。

半导体芯片(IC-集成电路)被直接耦合(例如通过引线接合法倒装晶片封装)或者作为SMD(“表面安装器件”)设备(如TSSOP机壳，“减薄缩小型小外廓封装”)安装到高频天线上。半导体芯片和高频天线设置在可由塑料材料制成的载体基片上。还可以在印刷电路板(PCB)上制造该系统。

可以由传感器和无线通信单元形成用于检查物理参数(如温度、湿度，或气体或烟尘的存在和/或浓度等)的已知无线传感器系统，其中无线通信单元用于将测量数据传输到基站，基站可以在显示器上显示接收到的测量数据。可将这种系统设计成，使无线传感器自动地将测量数据发送给基站，其中，在每两个相继发射事件之间具有预定的恒定时间间隔(例如在每两个相继的传感器发射事件之间为几分钟的间隔)。这意味着，传感器本身(至少其内部控制单元)总是有效的，从而传感器持续消耗比如电池的能量。

然而，在许多情况下，需要的测量传感器数据非常少。在特定的时间间隔根本不需要传感器数据(比如在夜间)。由于传感器不断的能量消耗，会大大缩短为传感器输送能量的电池的寿命或耐用性，并且在没有分离的能源时传感器不能进行自给自足操作。

在文献WO2000/45331 A1中，披露了一种结合有传感器系统和射频识别设备(RFID)的集成电路传感器，其中，RFID包括射频接收机、发射机和电源。

不过，WO2000/45331 A1中所描述的解决方案的缺点在于，为了触发测量，电源永久地或周期性地为传感器系统供电。从而，传感器的能耗非常高。

文献US 5,859,873披露了一种具有电源的测量部件，所述电源为进行测量操作的元件输送能量。通过基站来传输测量数据，在基站传输信号时无需任何接触。使用测量部件的电源记录和转换测量值，其中，使用基站发送的功率将测量数据从测量部件传输到基站。但按照US 5,859,873的测量部件，其缺点在于，传感器的能耗也是非常高的。

发明内容

本发明的目的在于以被减小的能耗使传感器工作。

为了实现上述目的，提出按照独立权利要求的传感器电路阵列、操纵传感器电路阵列的控制设备，以及传感器系统。

所述传感器电路阵列包括用于接收电磁辐射的接收天线。另外，所述传感器电路阵列还包括用于检测传感器电路阵列周围环境中至少一个参数的传感器元件。所述接收天线按照下述方式与传感器元件相连，也就是使得在通过接收天线接收激活信号时，传感器元件按照所述激活信号被激活，使传感器元件检测所述传感器电路阵列周围环境中的至少一个参数。

另外，按照本发明，提供一种操纵传感器电路阵列的控制设备，它包括用于发射电磁辐射的发射天线。所述控制设备还包括控制单元，该控制单元与所述发射天线相连，并且被设计成使发射天线按照下述方式发射可以被传感器电路的接收天线接收的激活信号，也就是使得当通过接收天线接收激活信号时，与接收天线相连的传感器元件按照所述激活信号被激活，从而使传感器元件检测所述传感器电路阵列周围环境中的至少一个参数。

除此以外，本发明提供一种传感器设备，包括具有上述特征的传感器电路阵列，并且包括具有上述特征以便操纵传感器电路阵列的控制设备。

按照本发明的性能特征，所能具有的优点是，使传感器元件在大部分时间内都工作在去激活(即断电或低功率)状态，并且仅通过接收天线接收到的激活信号有选择地将其激活(即提供工作的能量)。譬如，假定在读出设备需要物理、化学、生物或可由传感器测量的其他参数的当前值时，所述读出设备的发射单元发射激活信号。在这种情况下，所述读出设备或者基站可以发送将要由传感器电路阵列的接收天线接收的电磁辐射信号，所述接收天线基于所接收到的电磁辐射产生激活信号，所述激活信号使传感器元件从不消耗能量的睡眠模式进入到传感器元件能够检测参数的激活状态。由此，仅在需要或者要求可检测的参数的当前值时，才使传感器元件以选择的方式发生切换。在没有这种外部要求时，可以按照备用模式或者去激活模式驱动传感器元件，其中的能耗得以减小，最好被减小为零。

与现有技术不同的是，传感器并不被供电，而且也不连续地或者以内部定义的固定周期工作在耗能有源状态，而是仅仅当存在外部要求时才被激活。从而，明显减小了传感器的能耗，增长了为传感器输送能量的电源的寿命。另外，提高了传感器功能的应用的灵活性，这是因为传感器仅在需要时才被激活，而不是周期性地被激活，从而传感器只有在真正对参数的当前值感兴趣的时候才检测所述参数。通过减小操纵传感器所必须的能量，延长了更换电池之间的平均时间，或者由于在传感器电路阵列内部可产生操纵本发明传感器所需的极小能量，例如，使用太阳能电池或者激活电磁辐射的能量作为能源，使自给自足的工作成为可能。

此外，由于基于电磁激活信号(如RF信号)来激活传感器，因而，较小的传感器电路阵列可以按无线的方式工作，并且可以远离较大的读出设备设置。因此，可以将传感器电路阵列设置在读出设备的位置处，和/或那种不应该被安置人类用户的、具有严酷有害环境的位置处(比如非常高的温度、强放射性、很小的利用空间)。

因此，本发明提供一种最好是无线设计的传感器系统，以及一种以大大减小的能耗去操纵无绳传感器的优选方法。这样，可以延长为传感器输送工作能量的电池或者其他能源的寿命，能够开发出其自身并不具有能源的自给自足式的传感器。按照本发明的方法，是基于传感器与无绳发射机应答器，如射频识别设备(RFID)的组合。

本发明的一种方案是，利用发射机应答器来控制/激活传感器。与传统无绳传感器不同的是，并非永久地或者周期性地发送传感器数据，而仅在外部控制设备提示后才予发送。

按照一种实施例，提供一种由电池供电的RFID发射机应答器单元，它包括一个或多个传感器，发射机和无源收发机。当所述单元被读出站询问时，由无源发射机应答器来激活单元的部件(如传感器；需要的话，比如发射机)。

本发明提供一种无线传感器系统，它包括至少一个基站单元和至少一个无线传感器模块。基站可以监视和控制整个传感器网络，并利用相应的电磁信号，如高频信号，使网络内的特定传感器被激活/读出。例如，本发明的传感器系统可包括一个基站单元和两个传感器模块(例如，在家用环境中为两个温度传感器)。一个温度传感器用于检测建筑物外部的外部温度，另一传感器用于检测建筑物内部的内部温度。从而，可将本发明的系统嵌入智能自动建筑/家用控制系统中。

按照本发明一种实施例，所述无线传感器可以包括用来测量一个或多个参数的传感器模块，以及集成式无线发射机应答器。所述发射机应答器的重要功能是在基站单元发送出相应的请求之后，激活传感器。按照本发明，由于可以采用无源发射机应答器，所以该无源发射机应答器并非必须需要分离的电源，而仅在基站产生适当的电磁场时才成为被激活的。由于每个发射机应答器/传感器可以具有其自身的识别编号(唯一标识符)，所以可以由单独的基站单元控制及寻址多个不同的传感器，并且不同发射机应答器/传感器阵列彼此不会干扰。与此不同的是，传统的无线传感器系统通常只允许系统中具有有限数量的传感器，其中，所提供的频带被分成多个子带。

利用基站产生适宜的(如高频)交流场之后，所述基站等待来自在该基站影响范围之内的所有发射机应答器/传感器阵列的响应。在接收到来自每个包含唯一标识符的当前发射机应答器/传感器阵列的反馈信号之后，基站或控制设备可以发送激活信号，对特定的经过验证的发射机应答器进行寻址，即发送命令将相应的传感器部件激活，然后传感器部件被激活，以测量传感器数据，并将它的传感器数据(通过发射机应答器)发送给基站。基站可以评价和分析(比如高频的)数据流，并在显示器上显示相应的检测信息，和/或使调节单元改变被检测参数的值。

所述无线传感器系统的一种方案是，提供具有扩展功能的基站(如用于控制发射机应答器的高频电子器件)。特别是，本发明教导了将无线发射机应答器(如工作在紫外高频带)与传感器有利地结合起来。发射机应答器可通过适当的电子开关功能，将传感器激活和去激活。从而，它作为使传感器模块通和断的接通/断开设备。只有在被激活(比如通过使开关闭合)之后，传感器才开始工作，并测量相应的物理参数或者多个参数。所测得的数据可以被传送给发射机应答器，发射机应答器将这些数据发送给基站。

为了提供足以使发射机应答器发送所述传感器数据的能量，可以将所述发射机应答器也通过开关与电源单元相连。在激活传感器之后，也断开基站的电磁场，这样可减小对用户的辐射照射量。

尽管可以选择用于传感器电路阵列的分离的电源单元，但这也可以增加发射机应答器的覆盖范围。另外，所述附加的可选电源单元使得基站不必永久地产生电磁场。

为了增加基站的覆盖范围和/或减小能耗和/或减小辐射照射量，基站的发射天线(及附加的或可选择的传感器电路阵列的发射器部件)可以具有定向发射性质。在建筑物/家庭环境控制系统的情况下，仅使住宅的有限部分或房地产的一部分(相应接收机所处的位置)受到照射，可以减少对用户的辐射曝光量，减小能耗。可以借由适当实现的天线(比如参见图4)来实现具有定向发射性质的发射单元。可以通过结合使用各个适宜的天线(如天线阵列)和各天线元件信号的设计相位调整，实现对发送性质的控制。

可以将“智能”基站设计成是可编程的。这种“智能”基站可以具有与比如房子内或室内的附加设备，如加热器、遮阳卷帘等的接线(有线和/或无线)。通过采取这一措施，可以根据传感器检测到的当前环境条件(如温度、发光度)来控制或调节这种设备。还可以将基站与网络，如因特网相连，从而使用户可以远程地获取与其住宅或房子处周围环境有关的信息，以便使用户能够通过向控制设备发出命令或指令，来控制房间配置，以控制传感器电路阵列和附加设备。

为了构成无需分离的电源单元即可工作的实际自给自足的传感器系统，所述电源单元不仅可以是备用电池，而且还可以是另外的可再充电能量存储装置(如蓄电池、大型电容器等)。此外，当使用这种可再充电能量存储装置时，应当在传感器部件中设置能量恢复装置，以便再充电或再放电能量存储装置。这种能量恢复装置可以为将光转换成电能的太阳能电池。在本发明的范围内，还可以使用(或结合)小型风轮(如可与传感器元件同时测量风速)。

另一种产生能量的可能性是使用基站所产生的高频交变电压。每个未被激活/一直未被激活的发射机应答器从基站接收信号。通过将这些高频信号转换成直流电压(在可选的电压倍增单元之后)，可为能量存储装置提供被恢复或再充电的能量。当网络(比如在工厂总部)内使用相当大量的传感器时，这种办法特别吸引人，其中的传感器一个接一个地被相继询问，由于在这种情况下，必须相对频繁地将高频交变场切换成为导通，从而，可以作为当前未被激活的传感器的能源。

取代RFID发射机应答器(天线加半导体芯片)，可将本发明传感器电路阵列的一种简单实施例设计成具有整流部件(如二极管电路)和平滑电容器的简单高频交变电压检测器(即天线)，可以使晶体管(如MOSFET)发生切换，从而为传感器模块输送能量。

本发明公开了一种新型结构的传感器模块，它使用扫描仪的高频波，通过开关将传感器和/或传感器电子器件与内部能源相连，以便开始实际传感器测量。其优点在于，与要求传感器周期性或永久有效的情形相比，消耗的能量更少。从而，按照本发明的传感器只有在扫描仪发出相应命令之后才被激活，不需要进行内部时间间隔控制。这样可节省传感器电路阵列的空间、成本和能量。因此，本发明教导了一种只有按照要求才被激活的传感器。也就是在所谓的备用模式中，天线或传感器都不消耗能量。

通过使用代用能源(如太阳能电池和电容器)，可完全不需要电池，从而不需要对传感器电路阵列的工作进行维护。

本发明的一个概念是，在被基站询问之后，无源发射机应答器按照下述方式去激活传感器部件，也就是使传感器部件与电源(电池、太阳能模块等)相连。为了传送传感器数据，无源发射机应答器可以是由传感器部件的电源供电的有源发射机应答器。

下面将参照从属权利要求描述本发明进一步优选的实施例。

以下将描述本发明传感器电路阵列的优选实施例。这些实施例还可以应用于所述操纵传感器电路阵列的控制设备和所述传感器系统。

所述传感器电路阵列可以包括用于发射电磁辐射的发射天线，其中，所述发射天线按下述方式与传感器元件相连，也就是使发射天线根据对传感器电路阵列周围环境中至少一个参数的检测，发送传感器元件所提供的检测信号。从而，传感器电路阵列的发射天线可以按照无线方式将测得的传感器数据传输给读出设备。当使用有源发射机应答器(如有源RFID标签)时，可按照一种优选方式实现这种实施例。在这种情况下，发射天线主动地发射电磁辐射。

接收天线和发射天线可以为共享/单个天线。采取这种方法，在本发明的传感器电路阵列中实现单独一个接收及发射的天线结构。这样可使形成传感器电路阵列所需的空间最小化，并且进一步降低成本。不过，作为可供选择的方式，也可以将接收天线和发射天线实现为两个不同的物理结构，这样可使每个天线针对其相应的操作功能最优化，并且能够同时操纵两个天线结构。

可以将本发明的传感器电路阵列设计成，使得可以由接收天线性质的改变，得出传感器元件根据对传感器电路阵列周围环境中至少一个参数的检测而生成的检测信号。根据这一假定，可以实现无源发射机应答器。无源发射机应答器不主动发射电磁辐射。与此相反，发射机应答器按其特有的方式改变其反射性质。这种技术也被称作“负载调节”。在这种性质改变中，可将信息编码。

可以将接收天线设计成把接收天线所接收到的电磁辐射的电能提供给传感器元件。根据这样的实施方式，利用接收天线获得的电磁辐射作为操纵传感器元件的能源，并且作为控制传感器元件去测量传感器参数的激活信号。换句话说，根据这样的实施方式，激活信号和能量提供信号可以是同一个。

传感器电路可包括连接在接收天线与传感器元件之间的整流器子电路，并将它设计成，使得整流器子电路将源于接收天线接收到的电磁辐射的交变电信号整流，产生提供给传感器元件的整流电信号。这种整流器子电路(可以在二极管的基础上形成)可以将源于接收天线接收到的电磁辐射的交变电压转换成整流电信号；可以使用整流电信号来操纵需要直流电压或直流电流形式能量的传感器设备。

作为上述实施例的一种选择方式，所述传感器电路阵列可以包括电源单元(为一分离的装置)，其中，可以将接收天线设计成通过下述方式将传感器元件耦合到电源单元来激活传感器元件，所述方式就是使得通过电源单元为传感器元件提供能量，用以检测至少一个参数。根据这种实施方式，提供一个分离的电源单元，该单元可以选择的方式与耗能传感器元件连接(处于有效状态)或断开(处于无效状态)，于是，就可以由该电源单元来提供(电)能量。特别是，激活信号可按照下述方式影响所述电源单元，也就是使其以选择的方式与传感器元件耦合或去耦合。

电源单元可选自至少一个不可再充电电池或者太阳能电池。当使用不可再充电电池时，用户可用新的带电电池来更换空电池。当使用太阳能电池时，可借助传感器电路阵列周围环境中的光使电源单元自动再充电，从而实现完全的自给自足式传感器电路阵列。

作为和供选择的方式，所述电源单元可以选自至少一个可再充电电池或电容器。例如，可以使用接收天线接收到的电磁辐射中所包含的能量使可再充电电池再充电。电容器也可以收集来自这种电磁辐射的电荷，最好是在被整流之后。

再来参照所述的实施例，传感器电路阵列可以包括与电源单元耦合的再充电部件，将电源单元再充电。

传感器电路阵列可包括与接收天线和/或发射天线相连的集成电路。可以将这种集成电路实现为比如通过硅技术，或基于III-V族半导体制得的半导体芯片。硅芯片为利用硅晶片制造的电子芯片，这种芯片中实现了单片集成电路。

可以将集成电路、接收天线和发射天线实现为射频识别标签(RFID标签)。这种RFID标签的代表性应用领域为，在自动技术(如在通行税系统中自动识别车辆)中，实时检测人或动物的生理参数，或者监测和控制设有多个传感器的家庭环境中的设备(如电冰箱)和参数(如当前室温)的应用。

射频识别标签可与电源单元相连，为其输送电能。

另外，所述传感器电路阵列可以包括衬底，在衬底上和/或衬底中可以设置接收天线和传感器元件。可以将衬底适当地选择为比如廉价的塑料衬底。

可以将传感器元件设计或者控制成，在不存在接收天线激活信号的条件下使其去激活。换句话说，在不要求测量物理参数的工作状态下，可以将传感器元件完全地，或者部分地切断能耗。只有在有求时才将传感器激活并输送能量。这样，就可以节省大量的为操纵传感器元件所需的能量。

所述传感器元件可以选自温度传感器、湿度传感器、压力传感器、速度传感器、加速度传感器、位置传感器、气体传感器、生物传感器、化学传感器、风力传感器、发光度传感器、流量传感器或电传感器当中的至少一种。温度传感器形式的传感器元件可以检测比如房间环境中的温度，作为调节加热器的基础。湿度传感器可检测早期状态下的水渍，从而可避免发生更严重的损害。可以在飞行器中实现压力传感器，以检测机舱中压力的损失，以便触发为乘客提供氧气面罩。速度传感器可以被固定在运动物体上，其中，可以将速度信息传输给静态设置的控制设备。气体传感器可以被设置在严酷的或者是有毒条件的空间中，并且可以将它的传感器信息传送给远程的位置。对于生物传感器的应用而言，可以在活的有机体内(如人体内)实现无绳生物传感器，其中，可以在体外传送和分析检测信号。

传感器电路阵列可包括用于存储识别信息(比如唯一的标识符)的存储装置，允许明确地识别特定传感器电路阵列，其中，可以将传感器电路阵列设计成，基于识别信息来确定是否将接收天线接收到的激活信号寻址到传感器电路阵列。也可以将这种存储装置实现为集成电路、DRAM(“动态随机存取存储器”)、SRAM(“静态随机存取存储器”)、闪存、EEPROM(“电可擦可编程只读存储器”)等。

在所述传感器电路阵列中，可以将发射天线设计成按照空间定向的方式发射电磁辐射。换句话说，发射天线能够发射辐射的方向可以为各向异性的，从而可以使发射辐射的预期目的以高的空间精度得到发挥，这将进一步降低能耗。

下面将描述控制设备的优选实施例。但是，这些实施例也可以应用于本发明的传感器电路阵列和传感器系统中。

控制设备可以包括用于接收电磁辐射的接收天线，其中，可以将接收天线设计成，使得能够接收检测信号，这里所说的检测信号是由传感器元件根据传感器电路阵列周围环境中至少一个参数的检测所提供，并且由传感器电路阵列的发射天线发送出去的。于是，控制设备的附加的接收天线能够与传感器电路阵列进行无绳双向通信。

所述控制设备的发射天线和控制设备的接收天线可以为一个共用天线，即共用的物理天线结构。这样就使控制设备具有简化的结构。作为可供选择的方式，所述控制设备可具有设置成物理结构的发射天线，它与构成接收天线的物理结构分开地形成。后一种结构能够使两个分离天线结构对于其各自的操作功能分别最优化。

可以将控制设备的控制单元设计成，根据接收天线接收到的检测信号控制调节单元，所述调节单元能够调节传感器电路阵列周围环境中的至少一个参数。从而，可使用测得的参数作为调整能够调节被测参数的设备的基础。例如，如果已经通过传感器测量了温度，就可以对作为调节设备的加热器进行相应地控制。

可将控制设备设计成在显示设备上显示接收天线接收到的检测信号。这种显示设备可以为监视器(如阴极射线管或液晶显示器)、蜂窝电话或者比如个人数字助理(PDA)或任何其他手持式设备的显示器。

可将发射天线设计成按照空间定向的方式发射电磁辐射。换句话说，可以沿着特定方向发射电磁辐射，所述电磁辐射作为将传感器激活的激活信号的基础，最好电磁辐射入射到一个特定传感器设备上。这样可使所需的电磁辐射量最小。

所述控制设备可包括用户接口，所述用户接口被设计成用户能够输入至少一个用来控制所述控制单元的控制命令。从而，通过这样的用户接口，如键盘或计算机鼠标或跟踪球，用户可以灵活地控制所述控制设备。

可以将所述用户接口设计成，使用户能够通过因特网对控制单元进行控制。这样用户就能够从远程位置对控制设备进行控制。

下面将描述传感器系统的优选实施例。所述实施例也适用于传感器电路阵列和控制设备。

可以将传感器电路阵列和控制设备配置成彼此进行无线通信。例如，传感器电路阵列和控制设备可以交换电磁辐射，进行通信。

根据下面参照实施例对示例性实施例的详细描述，将使本发明的上述方面和其他方面愈见清楚。

附图说明

以下将参照示例的实施例更详细地描述本发明，不过本发明并不限于此。附图中的说明都是示意性的。

图1表示本发明第一实施例的传感器系统；

图2表示本发明第二实施例具有传感器系统的建筑物/房间环境的传感器系统；

图3表示本发明一种实施例的传感器电路阵列；

图4表示本发明一种实施例的控制设备。

具体实施方式

下面参照图1详细描述本发明第一实施例的传感器系统100。传感器系统100包括：传感器电路阵列101和控制设备102。所述传感器电路阵列101包括用于接收高频(RF)电磁辐射的传感器电路天线103。另外，该传感器电路阵列101包括用于检测传感器电路阵列101周围环境温度的温度传感器元件104。传感器电路天线103按下述方式与传感器元件104相连，也就是使得在通过传感器电路天线103接收激活信号时，传感器电路天线103激活温度传感器元件104，使之检测传感器电路阵列101环境中的温度。

在温度传感器元件104检测当前温度值时，改变传感器电路天线103的性质特征(如与电磁辐射的反射有关的性质)。传感器电路天线103按下述方式与温度传感器元件104相连，也就是使得可由传感器电路天线103的当前性质(“负载调制”)得出由温度传感器元件104提供的检测信号，并发送检测信号。根据图1中所示的实施例，将传感器电路天线103设计成把由传感器电路天线103所接收的电磁辐射得到的电能提供给温度传感器元件104，并发送检测信号。这表明是将传感器电路天线设计成为接收天线和发射天线。传感器电路阵列101还包括塑料基片105，其中，将传感器电路天线103和温度传感器元件104设置于塑料基片105上。在传感器电路天线103没有激活信号时，使温度传感器元件104被去激活。

如图1所示，所述传感器系统100具有用于操纵传感器电路阵列101的控制设备102。该控制设备包括用于发射电磁辐射的控制设备天线106。另外，控制设备102包括与控制设备天线106连接的微处理器107(CPU-中央处理单元)，并使它按下述方式将传感器电路阵列101的传感器电路天线103能够接收到的激活信号发射出去，所述方式是使得在传感器电路天线103接收到激活信号时，天线103把温度传感器元件104激活，使温度传感器元件104检测传感器电路阵列101周围环境的温度。

不仅将控制设备天线106设计成发射辐射，而且还用于调制检测传感器电路天线103的反射性质。从而，将控制设备天线106设计成根据对传感器电路阵列101周围环境温度的检测，从传感器电路天线103接收温度传感器元件104所产生的检测信号。这表明是控制设备天线被设计成发射天线和接收天线。

有如从图1所能够看出的，传感器系统100还具有加热设备108，该加热设备108用于加热周围环境，以调节环境温度。微处理器107基于控制设备天线106估计出的检测信号，以控制加热设备108，以便能调节传感器电路阵列101周围环境的温度。

传感器系统100还包括图形用户界面109(GUI)，使用户能够输入用于控制微处理器107，从而控制(间接地)加热设备108和温度传感器元件104的控制命令。将图形用户界面109设计成，使得身处远处的用户能通过互联网110来控制所述的控制设备107。有如箭头111所示那样，将传感器电路阵列101和控制设备102配置成按双向方式彼此进行无线通信联系。

传感器系统100的功能有如下面所述者。微处理器107可产生激活信号(比如因用户通过GUI 109输入的控制命令而产生)，激活信号从控制设备天线106传送给传感器电路天线103。传感器电路天线103使用所传输信号中包含的能量和激活信息，触发温度传感器元件104进行测量，并为其提供能量。从而，测得温度被编码或包含测得温度的检测信号，被控制设备天线106接收，并从控制设备天线106传输给微处理器107。微处理器107将测得温度与目标值进行比较，如果分析结果是当前温度低于设计目标值，则微处理器107将触发加热器108，以对周围环境进行加热，从而使温度升高。

下面参照图2描述本发明第二实施例的建筑物/房间环境传感器系统200。

正如从图中所能看出的，基站或控制设备201位于公寓中的适当位置。在该公寓中另一位置处，设有无线内部温度传感器202。在公寓外部，设有无线外部温度传感器203。无线内部温度传感器202用于测量公寓的内部温度。无线外部温度传感器203用于测量公寓的外部温度。控制设备201按照无线方式与温度传感器202、203通信。大部分时间内，使用RFID标签按无线方式与控制设备201进行通信联系的温度传感器202、203都处于非激活状态。在这种状态下，温度传感器202、203不消耗能量。在基站201希望了解内部温度当前值的情况下，它将相应的激活信号传送给无线内部温度传感器202，其中，根据激活信号将无线内部温度传感器202内的温度传感器部件激活。从而，温度传感器部件开始测量内部温度，并且，还按照无线方式将测得的温度向回传送给基站201。按照同样的方式，控制设备207可以向无线外部温度传感器203发送请求，以便激活对当前外部温度的测量。

下面参照图3描述本发明实施例的传感器电路阵列300。

在传感器电路阵列300的情形中，发射机应答器天线301用于从读出设备(未表示出)接收电磁辐射。该辐射信号被传递到集成电路302(发射机应答器半导体)，该集成电路302是用于确定是否将发射机应答器301接收到的电磁辐射翻译成用于对参数进行测量的请求。如果它是一个请求，则集成电路302产生用于使开关303(可为MOSFET，其中激活信号被加给MOSFET的栅极，使电流可以在MOSFET的源极与漏极之间流动)闭合的激活信号。通过将开关303闭合，作为电源单元的电池304与传感器电子装置305连接，从而可以通过传感器电子装置激活相关的传感器306(如温度、气体或湿度传感器)。换句话说，电池304为传感器电子装置305提供操纵传感器306所需的电能。从而，传感器306执行测量过程，产生测量信息，并将该测量信息加给集成电路302。根据该测量信息，集成电路302可以产生检测信号，检测信号从发射机应答器302传送给发射机应答器天线301，以及从发射机应答器天线301传送给读出设备(未示出)。

发射机应答器302将传感器电子装置305和传感器306激活和去激活，并控制传感器模块300的开关303。只有在已经闭合了开关303之后，传感器电子装置305和传感器306才开始工作，并测量相应的物理参数。然后，根据检测信号得出的数据被传送给发射机应答器302，发射机应答器302将这些数据发送给基站(未示出)。

为了给发射机应答器302提供发送数据所需的足够能量，如果需要的话，还可以通过开关303将发射机应答器302与电源单元304耦合。

下面将参照图4描述本发明一种实施例的控制设备400。

图4(部分地)表示一种示例性的电子装置阵列，用于控制构成发射天线并包含四个信号天线401到404(发射天线)的天线阵列的发射性质。这四个天线401到404可以与相位控制单元405相连，所述相位控制单元405能够控制RF信号处理部件406并受RF信号处理部件406d控制。RF信号处理部件406与数字控制单元407交互和互通地连接。将控制设备400设计成定向发射辐射，其中，通过组合使用适当天线结构401到404可控制发射性质。

图4的结构也适用于通过本发明传感器电路阵列定向发射辐射。

应予说明的是，术语“包括”不排除其他元件或步骤，“一个”不排除多个。另外，可省略结合不同实施例所描述的元件。

还应说明，所附各权利要求中的附图标记不应当被解释为限制权利要求的保护范围。