本實(shí)用新型涉及無線通訊技術(shù)領(lǐng)域；尤其涉及一種基于RFID的識(shí)別系統(tǒng)及含有該系統(tǒng)的智能刷牙指導(dǎo)儀。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的智能刷牙指導(dǎo)儀包括傳感器組件，傳感器組件的第一種設(shè)置方式是設(shè)置于智能牙刷內(nèi)部，第二種設(shè)置方式是在普通牙刷的底部套裝一個(gè)底托，將傳感器組件設(shè)置于底托內(nèi)。傳感器組件的第二種設(shè)置方式可利用家庭中已有的普通牙刷，改造簡單、易于拆卸修理且成本較低，是目前智能刷牙指導(dǎo)儀主要的實(shí)現(xiàn)方式。傳感器組件包括電源、傳感器和無線數(shù)據(jù)收發(fā)器，電源用于為傳感器和無線數(shù)據(jù)收發(fā)器供電，傳感器用于檢測刷牙者的刷牙軌跡、刷牙速度、力度和刷牙時(shí)間等刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)，無線數(shù)據(jù)收發(fā)器用于將上述刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送至智能手機(jī)等設(shè)備，智能手機(jī)等設(shè)備儲(chǔ)存上述刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)并根據(jù)上述刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得到對(duì)刷牙者的刷牙指導(dǎo)信息。智能手機(jī)等設(shè)備還可根據(jù)長期累積儲(chǔ)存的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)前接收的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)和/或該刷牙者輸入的年齡等個(gè)人信息計(jì)算得到對(duì)該刷牙者更有針對(duì)性的刷牙指導(dǎo)信息。刷牙者可通過智能手機(jī)等設(shè)備讀取上述刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)和刷牙指導(dǎo)信息。

在有兩個(gè)以上成員的家庭中，如果為每個(gè)牙刷都配備一個(gè)設(shè)置傳感器組件的底托用來檢測和發(fā)送自己的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)，則會(huì)帶來成本的增加。如果該家庭只有一個(gè)設(shè)置傳感器組件的底托，各刷牙者刷牙時(shí)將底托裝在自己的牙刷底部，則會(huì)造成智能手機(jī)等設(shè)備在接收和儲(chǔ)存刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)時(shí)無法區(qū)分該數(shù)據(jù)是屬于哪一個(gè)刷牙者的數(shù)據(jù)，計(jì)算得到的刷牙指導(dǎo)信息會(huì)出現(xiàn)偏差；如果區(qū)分該數(shù)據(jù)是屬于哪一個(gè)刷牙者的數(shù)據(jù)只能通過人工綁定的方式，由刷牙者手動(dòng)區(qū)分，會(huì)帶來繁瑣不便且出錯(cuò)幾率較高。由于家庭中每個(gè)刷牙者都有僅由自己使用的牙刷，因此對(duì)刷牙者的區(qū)分相當(dāng)于對(duì)牙刷的區(qū)別。

因此，需要提供一種基于RFID技術(shù)的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)及含有該系統(tǒng)的智能刷牙指導(dǎo)儀。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于是提供一種基于RFID的識(shí)別系統(tǒng)及含有該系統(tǒng)的智能刷牙指導(dǎo)儀，解決現(xiàn)有的智能刷牙指導(dǎo)儀不能自動(dòng)識(shí)別牙刷或刷牙者的問題。

為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用下述技術(shù)方案：

一種基于RFID的識(shí)別系統(tǒng)，包括：

集成于智能刷牙指導(dǎo)儀的傳感器組件中的自動(dòng)識(shí)別單元和設(shè)置于各牙刷的牙刷套中的RFID標(biāo)簽；

所述自動(dòng)識(shí)別單元包括信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)調(diào)制器、功率放大器、天線、信號(hào)解調(diào)器和通信電源接口；

所述信號(hào)發(fā)生器，生成射頻信號(hào)；

所述信號(hào)調(diào)制器，將射頻信號(hào)調(diào)制為調(diào)制信號(hào)；

所述功率放大器，對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大，得到放大后的調(diào)制信號(hào)；

所述天線，根據(jù)放大后的調(diào)制信號(hào)發(fā)射載波信號(hào)，所述載波信號(hào)用于激活所述RFID標(biāo)簽；

所述RFID標(biāo)簽，將ID信號(hào)反射至所述天線；

信號(hào)解調(diào)器，對(duì)所述天線接收的ID信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到ID號(hào)，并通過通信電源接口將ID號(hào)發(fā)送至傳感器組件。

所述自動(dòng)識(shí)別單元還包括：

電源模塊，為所述信號(hào)發(fā)生器、所述信號(hào)調(diào)制器、所述信號(hào)解調(diào)器和所述功率放大器供電。

所述射頻信號(hào)為超高頻射頻信號(hào)。

放大后的調(diào)制信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度為20dBm，天線的增益為-10dBi。

一種智能刷牙指導(dǎo)儀，該智能刷牙指導(dǎo)儀包括一個(gè)設(shè)置于牙刷底托中的傳感器組件和至少一個(gè)與牙刷一一對(duì)應(yīng)的牙刷套，該智能刷牙指導(dǎo)儀還包括上述基于RFID的識(shí)別系統(tǒng)，所述傳感器組件中的傳感器將ID號(hào)加載到該傳感器檢測到的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)中。

所述傳感器組件中的傳感器在檢測到刷牙動(dòng)作時(shí)向所述電源模塊和所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；

所述電源模塊，在收到啟動(dòng)信號(hào)后為信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)調(diào)制器、信號(hào)解調(diào)器和功率放大器供電；

所述信號(hào)發(fā)生器，在收到啟動(dòng)信號(hào)后生成射頻信號(hào)。

牙刷套套于牙刷的底部。

射頻信號(hào)為超高頻射頻信號(hào)。

放大后的調(diào)制信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度為20dBm，天線的增益為-10dBi。

本實(shí)用新型的有益效果如下：

本實(shí)用新型所述技術(shù)方案具有自動(dòng)識(shí)別的功能，可實(shí)現(xiàn)在一個(gè)傳感器組件配合多個(gè)牙刷的使用過程中，根據(jù)不同牙刷套內(nèi)設(shè)置的RFID標(biāo)簽的ID號(hào)，區(qū)分不同牙刷，進(jìn)而區(qū)分不同刷牙者，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)區(qū)分不同的刷牙者的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

圖1示出基于RFID的識(shí)別系統(tǒng)的示意圖。

圖2示出M100(U1)專用芯片的示意圖。

圖3示出SGA8543Z(U18)的示意圖。

圖4示出MIC5330芯片的示意圖。

具體實(shí)施方式

為了更清楚地說明本實(shí)用新型，下面結(jié)合優(yōu)選實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。附圖中相似的部件以相同的附圖標(biāo)記進(jìn)行表示。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，下面所具體描述的內(nèi)容是說明性的而非限制性的，不應(yīng)以此限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，本實(shí)用新型公開了一種基于RFID的識(shí)別系統(tǒng)，包括：

集成于智能刷牙指導(dǎo)儀的傳感器組件中的自動(dòng)識(shí)別單元和設(shè)置于各牙刷的牙刷套中的RFID標(biāo)簽；

所述自動(dòng)識(shí)別單元包括信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)調(diào)制器、功率放大器、天線、信號(hào)解調(diào)器和通信電源接口，其中信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)調(diào)制器和信號(hào)解調(diào)器均實(shí)現(xiàn)于圖1中示出的射頻處理部分中；所述信號(hào)發(fā)生器，生成射頻信號(hào)；所述信號(hào)調(diào)制器，將射頻信號(hào)調(diào)制為調(diào)制信號(hào)；所述功率放大器，對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大，得到放大后的調(diào)制信號(hào)；所述天線，根據(jù)放大后的調(diào)制信號(hào)發(fā)射載波信號(hào)，所述載波信號(hào)用于激活所述RFID標(biāo)簽；所述RFID標(biāo)簽，將ID信號(hào)反射至所述天線；信號(hào)解調(diào)器，對(duì)所述天線接收的ID信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到ID號(hào)，并通過通信電源接口將ID號(hào)發(fā)送至傳感器組件。

本方案中，射頻信號(hào)為超高頻射頻信號(hào)，放大后的調(diào)制信號(hào)的信號(hào)強(qiáng)度為20dBm，天線的增益為-10dBi，這樣，載波信號(hào)的射頻場感應(yīng)范圍在2CM左右，由于超高頻RFID標(biāo)簽本身是不帶電的，只有與天線很接近的RFID標(biāo)簽才能憑借載波信號(hào)產(chǎn)生的感應(yīng)電流所獲得的能量激活并工作(將ID信號(hào)反射至天線)，即只有自動(dòng)識(shí)別單元集成的傳感器組件設(shè)置的底托套設(shè)的牙刷套中的RFID標(biāo)簽發(fā)送ID信號(hào)至天線。

本方案中，自動(dòng)識(shí)別單元還包括：電源模塊，為所述信號(hào)發(fā)生器、所述信號(hào)調(diào)制器、所述信號(hào)解調(diào)器和所述功率放大器供電。為所述信號(hào)發(fā)生器、所述信號(hào)調(diào)制器、所述信號(hào)解調(diào)器和所述功率放大器單獨(dú)設(shè)置電源模塊，而不使用傳感器中的電源的目的在于：在基于RFID的識(shí)別系統(tǒng)的使用過程中，只有當(dāng)傳感器檢測到刷牙動(dòng)作時(shí)才會(huì)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)控制電源模塊和信號(hào)發(fā)生器開始工作，進(jìn)行識(shí)別牙刷。這樣做的有益效果一個(gè)是省電，二是防止誤讀到其他牙刷套的ID號(hào)。

本方案中，如圖2所示，實(shí)現(xiàn)信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)調(diào)制器和信號(hào)解調(diào)器的射頻處理部分采用M100(U1)專用芯片，該芯片內(nèi)部集成UHF載波發(fā)生器、調(diào)制、解調(diào)等電路以及支持ISO18000-6C協(xié)議。該專用芯片具有體積小、功耗低、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)。該專用芯片調(diào)制信號(hào)經(jīng)過阻抗匹配直接輸給PA，天線上接收到的信號(hào)經(jīng)過耦合器后再經(jīng)過巴倫(U21)轉(zhuǎn)換為差分信號(hào)直接輸入到芯片內(nèi)部處理。

本方案中，如圖3所示，功率放大器采用SGA8543Z(U18)，將M100輸出的調(diào)制信號(hào)放到20dbm，從而可以更加可靠激活RFID標(biāo)簽。功率放大器中的功率放大電路的功放輸出信號(hào)經(jīng)過功率放大器中的定向耦合器發(fā)送到天線?；诔杀究紤]，定向耦合器采用微帶線的形式，可以滿足系統(tǒng)要求。天線也是采用PCB微帶天線的方式。

本方案中，如圖4所示，電源模塊采用MIC5330芯片，可以提供兩路3.3V輸出，一路提供給射頻處理部分M100(U1)專用芯片，另一路提供給功率放大器SGA8543Z(U18)，兩路供電使能可分開控制。

本實(shí)用新型進(jìn)一步公開了一種包括上述基于RFID的識(shí)別系統(tǒng)的智能刷牙指導(dǎo)儀，該智能刷牙指導(dǎo)儀還包括一個(gè)設(shè)置于牙刷底托中的傳感器組件和至少一個(gè)與牙刷一一對(duì)應(yīng)的牙刷套，所述傳感器組件中的傳感器將ID號(hào)加載到該傳感器檢測到的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)中。

本方案中，所述傳感器組件中的傳感器在檢測到刷牙動(dòng)作時(shí)向所述電源模塊和所述信號(hào)發(fā)生器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；所述電源模塊，在收到啟動(dòng)信號(hào)后為信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)調(diào)制器、信號(hào)解調(diào)器和功率放大器供電；所述信號(hào)發(fā)生器，在收到啟動(dòng)信號(hào)后生成射頻信號(hào)。這樣，在RFID牙刷自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)的使用過程中，只有當(dāng)傳感器檢測到刷牙動(dòng)作時(shí)才會(huì)發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)控制電源模塊和信號(hào)發(fā)生器開始工作，進(jìn)行識(shí)別牙刷。這樣做的有益效果一個(gè)是省電，二是防止誤讀到其他牙刷套的ID號(hào)。

在使用上述智能刷牙指導(dǎo)儀時(shí)，首先將各含有RFID標(biāo)簽的牙刷套分別套于各牙刷的底部，在刷牙者使用自己的牙刷進(jìn)行刷牙前再將含有傳感器組件的底托套裝在待使用的牙刷的牙刷套上，在開始刷牙時(shí)，傳感器檢測到刷牙動(dòng)作，通過通信電源接口向自動(dòng)識(shí)別單元中的電源模塊和信號(hào)發(fā)生器發(fā)送啟動(dòng)信號(hào)；電源模塊開始為信號(hào)發(fā)生器、信號(hào)調(diào)制器、信號(hào)解調(diào)器和功率放大器供電；信號(hào)發(fā)生器生成射頻信號(hào)；信號(hào)調(diào)制器將射頻信號(hào)調(diào)制為調(diào)制信號(hào)；功率放大器對(duì)調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大得到放大后的調(diào)制信號(hào)；天線根據(jù)放大后的調(diào)制信號(hào)發(fā)射載波信號(hào)；套裝有底托的牙刷套中的RFID標(biāo)簽根據(jù)載波信號(hào)產(chǎn)生感應(yīng)電流，開始工作，將該RFID標(biāo)簽獨(dú)有的ID信號(hào)反射至天線；信號(hào)解調(diào)器對(duì)天線接收的ID信號(hào)進(jìn)行解調(diào)得到ID號(hào)，并通過通信電源接口將ID號(hào)發(fā)送至傳感器；傳感器將ID號(hào)加載到該傳感器檢測到的屬于該刷牙者的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)中，再通過無線數(shù)據(jù)收發(fā)器將攜帶有ID號(hào)的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)送至智能手機(jī)等設(shè)備；智能手機(jī)等設(shè)備根據(jù)ID號(hào)儲(chǔ)存攜帶有ID號(hào)的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)，并根據(jù)攜帶有ID號(hào)的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算得到對(duì)該刷牙者的刷牙指導(dǎo)信息。在智能手機(jī)等設(shè)備需要根據(jù)長期累積儲(chǔ)存的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)，結(jié)合當(dāng)前接收的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)和/或該刷牙者輸入的年齡等個(gè)人信息計(jì)算得到對(duì)該刷牙者更有針對(duì)性的刷牙指導(dǎo)信息時(shí)，只需通過ID號(hào)在存儲(chǔ)器中查找與當(dāng)前接收的攜帶ID號(hào)的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)具有相同ID號(hào)的刷牙相關(guān)數(shù)據(jù)即可。

顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定，對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)，這里無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉，凡是屬于本實(shí)用新型的技術(shù)方案所引伸出的顯而易見的變化或變動(dòng)仍處于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。