基于RFID的识别系统及含有该系统的智能刷牙指导仪的制作方法

本实用新型涉及无线通讯技术领域；尤其涉及一种基于RFID的识别系统及含有该系统的智能刷牙指导仪。

背景技术：

现有的智能刷牙指导仪包括传感器组件，传感器组件的第一种设置方式是设置于智能牙刷内部，第二种设置方式是在普通牙刷的底部套装一个底托，将传感器组件设置于底托内。传感器组件的第二种设置方式可利用家庭中已有的普通牙刷，改造简单、易于拆卸修理且成本较低，是目前智能刷牙指导仪主要的实现方式。传感器组件包括电源、传感器和无线数据收发器，电源用于为传感器和无线数据收发器供电，传感器用于检测刷牙者的刷牙轨迹、刷牙速度、力度和刷牙时间等刷牙相关数据，无线数据收发器用于将上述刷牙相关数据发送至智能手机等设备，智能手机等设备储存上述刷牙相关数据并根据上述刷牙相关数据计算得到对刷牙者的刷牙指导信息。智能手机等设备还可根据长期累积储存的刷牙相关数据，结合当前接收的刷牙相关数据和/或该刷牙者输入的年龄等个人信息计算得到对该刷牙者更有针对性的刷牙指导信息。刷牙者可通过智能手机等设备读取上述刷牙相关数据和刷牙指导信息。

在有两个以上成员的家庭中，如果为每个牙刷都配备一个设置传感器组件的底托用来检测和发送自己的刷牙相关数据，则会带来成本的增加。如果该家庭只有一个设置传感器组件的底托，各刷牙者刷牙时将底托装在自己的牙刷底部，则会造成智能手机等设备在接收和储存刷牙相关数据时无法区分该数据是属于哪一个刷牙者的数据，计算得到的刷牙指导信息会出现偏差；如果区分该数据是属于哪一个刷牙者的数据只能通过人工绑定的方式，由刷牙者手动区分，会带来繁琐不便且出错几率较高。由于家庭中每个刷牙者都有仅由自己使用的牙刷，因此对刷牙者的区分相当于对牙刷的区别。

因此，需要提供一种基于RFID技术的自动识别系统及含有该系统的智能刷牙指导仪。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于是提供一种基于RFID的识别系统及含有该系统的智能刷牙指导仪，解决现有的智能刷牙指导仪不能自动识别牙刷或刷牙者的问题。

为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种基于RFID的识别系统，包括：

集成于智能刷牙指导仪的传感器组件中的自动识别单元和设置于各牙刷的牙刷套中的RFID标签；

所述自动识别单元包括信号发生器、信号调制器、功率放大器、天线、信号解调器和通信电源接口；

所述信号发生器，生成射频信号；

所述信号调制器，将射频信号调制为调制信号；

所述功率放大器，对调制信号进行放大，得到放大后的调制信号；

所述天线，根据放大后的调制信号发射载波信号，所述载波信号用于激活所述RFID标签；

所述RFID标签，将ID信号反射至所述天线；

信号解调器，对所述天线接收的ID信号进行解调得到ID号，并通过通信电源接口将ID号发送至传感器组件。

所述自动识别单元还包括：

电源模块，为所述信号发生器、所述信号调制器、所述信号解调器和所述功率放大器供电。

所述射频信号为超高频射频信号。

放大后的调制信号的信号强度为20dBm，天线的增益为-10dBi。

一种智能刷牙指导仪，该智能刷牙指导仪包括一个设置于牙刷底托中的传感器组件和至少一个与牙刷一一对应的牙刷套，该智能刷牙指导仪还包括上述基于RFID的识别系统，所述传感器组件中的传感器将ID号加载到该传感器检测到的刷牙相关数据中。

所述传感器组件中的传感器在检测到刷牙动作时向所述电源模块和所述信号发生器发送启动信号；

所述电源模块，在收到启动信号后为信号发生器、信号调制器、信号解调器和功率放大器供电；

所述信号发生器，在收到启动信号后生成射频信号。

牙刷套套于牙刷的底部。

射频信号为超高频射频信号。

放大后的调制信号的信号强度为20dBm，天线的增益为-10dBi。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型所述技术方案具有自动识别的功能，可实现在一个传感器组件配合多个牙刷的使用过程中，根据不同牙刷套内设置的RFID标签的ID号，区分不同牙刷，进而区分不同刷牙者，从而实现自动区分不同的刷牙者的刷牙相关数据。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

图1示出基于RFID的识别系统的示意图。

图2示出M100(U1)专用芯片的示意图。

图3示出SGA8543Z(U18)的示意图。

图4示出MIC5330芯片的示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型，下面结合优选实施例和附图对本实用新型做进一步的说明。附图中相似的部件以相同的附图标记进行表示。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型公开了一种基于RFID的识别系统，包括：

集成于智能刷牙指导仪的传感器组件中的自动识别单元和设置于各牙刷的牙刷套中的RFID标签；

所述自动识别单元包括信号发生器、信号调制器、功率放大器、天线、信号解调器和通信电源接口，其中信号发生器、信号调制器和信号解调器均实现于图1中示出的射频处理部分中；所述信号发生器，生成射频信号；所述信号调制器，将射频信号调制为调制信号；所述功率放大器，对调制信号进行放大，得到放大后的调制信号；所述天线，根据放大后的调制信号发射载波信号，所述载波信号用于激活所述RFID标签；所述RFID标签，将ID信号反射至所述天线；信号解调器，对所述天线接收的ID信号进行解调得到ID号，并通过通信电源接口将ID号发送至传感器组件。

本方案中，射频信号为超高频射频信号，放大后的调制信号的信号强度为20dBm，天线的增益为-10dBi，这样，载波信号的射频场感应范围在2CM左右，由于超高频RFID标签本身是不带电的，只有与天线很接近的RFID标签才能凭借载波信号产生的感应电流所获得的能量激活并工作(将ID信号反射至天线)，即只有自动识别单元集成的传感器组件设置的底托套设的牙刷套中的RFID标签发送ID信号至天线。

本方案中，自动识别单元还包括：电源模块，为所述信号发生器、所述信号调制器、所述信号解调器和所述功率放大器供电。为所述信号发生器、所述信号调制器、所述信号解调器和所述功率放大器单独设置电源模块，而不使用传感器中的电源的目的在于：在基于RFID的识别系统的使用过程中，只有当传感器检测到刷牙动作时才会发送启动信号控制电源模块和信号发生器开始工作，进行识别牙刷。这样做的有益效果一个是省电，二是防止误读到其他牙刷套的ID号。

本方案中，如图2所示，实现信号发生器、信号调制器和信号解调器的射频处理部分采用M100(U1)专用芯片，该芯片内部集成UHF载波发生器、调制、解调等电路以及支持ISO18000-6C协议。该专用芯片具有体积小、功耗低、性能稳定等特点。该专用芯片调制信号经过阻抗匹配直接输给PA，天线上接收到的信号经过耦合器后再经过巴伦(U21)转换为差分信号直接输入到芯片内部处理。

本方案中，如图3所示，功率放大器采用SGA8543Z(U18)，将M100输出的调制信号放到20dbm，从而可以更加可靠激活RFID标签。功率放大器中的功率放大电路的功放输出信号经过功率放大器中的定向耦合器发送到天线。基于成本考虑，定向耦合器采用微带线的形式，可以满足系统要求。天线也是采用PCB微带天线的方式。

本方案中，如图4所示，电源模块采用MIC5330芯片，可以提供两路3.3V输出，一路提供给射频处理部分M100(U1)专用芯片，另一路提供给功率放大器SGA8543Z(U18)，两路供电使能可分开控制。

本实用新型进一步公开了一种包括上述基于RFID的识别系统的智能刷牙指导仪，该智能刷牙指导仪还包括一个设置于牙刷底托中的传感器组件和至少一个与牙刷一一对应的牙刷套，所述传感器组件中的传感器将ID号加载到该传感器检测到的刷牙相关数据中。

本方案中，所述传感器组件中的传感器在检测到刷牙动作时向所述电源模块和所述信号发生器发送启动信号；所述电源模块，在收到启动信号后为信号发生器、信号调制器、信号解调器和功率放大器供电；所述信号发生器，在收到启动信号后生成射频信号。这样，在RFID牙刷自动识别系统的使用过程中，只有当传感器检测到刷牙动作时才会发送启动信号控制电源模块和信号发生器开始工作，进行识别牙刷。这样做的有益效果一个是省电，二是防止误读到其他牙刷套的ID号。

在使用上述智能刷牙指导仪时，首先将各含有RFID标签的牙刷套分别套于各牙刷的底部，在刷牙者使用自己的牙刷进行刷牙前再将含有传感器组件的底托套装在待使用的牙刷的牙刷套上，在开始刷牙时，传感器检测到刷牙动作，通过通信电源接口向自动识别单元中的电源模块和信号发生器发送启动信号；电源模块开始为信号发生器、信号调制器、信号解调器和功率放大器供电；信号发生器生成射频信号；信号调制器将射频信号调制为调制信号；功率放大器对调制信号进行放大得到放大后的调制信号；天线根据放大后的调制信号发射载波信号；套装有底托的牙刷套中的RFID标签根据载波信号产生感应电流，开始工作，将该RFID标签独有的ID信号反射至天线；信号解调器对天线接收的ID信号进行解调得到ID号，并通过通信电源接口将ID号发送至传感器；传感器将ID号加载到该传感器检测到的属于该刷牙者的刷牙相关数据中，再通过无线数据收发器将携带有ID号的刷牙相关数据发送至智能手机等设备；智能手机等设备根据ID号储存携带有ID号的刷牙相关数据，并根据携带有ID号的刷牙相关数据计算得到对该刷牙者的刷牙指导信息。在智能手机等设备需要根据长期累积储存的刷牙相关数据，结合当前接收的刷牙相关数据和/或该刷牙者输入的年龄等个人信息计算得到对该刷牙者更有针对性的刷牙指导信息时，只需通过ID号在存储器中查找与当前接收的携带ID号的刷牙相关数据具有相同ID号的刷牙相关数据即可。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。