无源NFC芯片、无源NFC设备和无源NFC系统的制作方法

无源nfc芯片、无源nfc设备和无源nfc系统
技术领域
1.本技术属于无源系统技术领域，尤其涉及一种无源nfc芯片、无源nfc设备和无源nfc系统。


背景技术：

2.无源nfc设备如无源nfc锁具、无源nfc显示装置等，因其无需电源供电的优势而逐渐进入消费者的视野。其中，无源nfc锁具也即没有电源供电的锁具，依靠外部的天线信号辐射能量，并将无线信号转换为电能，供无源nfc锁具使用，由此来进行开锁和关锁的动作；无源nfc显示装置也即是没有电源供电的显示装置，依靠其外部的天线信号辐射能量，并将无线信号转换为电能，供无源nfc显示装置使用，由此来进行预设内容的显示。
3.其中，无源nfc设备通常包含无源nfc芯片和传感器，无源nfc芯片实现电能的获取、存储与供给，传感器用于采集无源nfc设备周围的环境参数，如温度、湿度、光等。然而，无源nfc芯片与其外部的传感器配合工作时，需要设置与无源nfc芯片和传感器配合的匹配电路，占用较大的空间。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供一种无源nfc芯片、无源nfc设备和无源nfc系统，通过将与传感器集成到无源nfc芯片中，可以减少传感器的占用空间，提高无源nfc芯片的集成度，有利于减少无源nfc设备的整体体积。
5.本技术实施例提供一种无源nfc芯片，包括：
6.能量获取电路，用于连接天线，并与所述天线配合获取空间内的无线信号、将所述无线信号转换为电能；
7.能量储存电路，与所述能量获取电路电连接，以存储所述电能；
8.传感器，与所述能量储存电路电连接，以在所述能量储存电路供电时检测环境参数；
9.控制器，分别与所述能量储存电路和所述传感器电连接，所述能量储存电路的电压达到预设值时，所述控制器控制所述能量储存电路给所述传感器连通，并从所述传感器获取环境参数。
10.可选的，对所述传感器供电第一预设时长后，所述控制器从所述传感器获取环境温度。
11.可选的，对所述传感器供电第二预设时长后，所述控制器从所述传感器获取环境湿度。
12.可选的，对所述传感器供电，所述控制器接收到所述传感器的反馈信号时，从所述传感器获取环境参数。
13.可选的，所述能量储存电路的电量大于或等于预设电量时，所述控制器控制所述传感器检测温度和湿度；
14.所述能量储存电路的电量小于所述预设电量时，所述控制器控制所述传感器检测温度或湿度。
15.可选的，所述传感器包括：
16.温度传感器，用于检测环境温度；
17.湿度传感器，用于检测环境湿度。
18.可选的，所述传感器还包括：
19.控制子电路，分别与所述温度传感器和所述湿度传感器连接，所述控制子电路用于根据所述控制器的控制信号控制所述温度传感器工作和/或控制所述湿度传感器工作。
20.可选的，所述控制子电路包括：
21.第一开关件，第一端与所述温度传感器连接，第二端与所述无源nfc芯片外部连接，第三端与所述控制器连接；
22.第二开关件，第一端与所述湿度传感器连接，第二端与所述无源nfc芯片外部连接，第三端与所述控制器连接。
23.本技术实施例还提供一种无源nfc设备，包括：
24.如上任一项所述的无源nfc芯片；
25.壳体，用于容纳所述无源nfc芯片。
26.本技术实施例还提供一种无源nfc系统，包括：
27.移动终端，包括发射电路，所述发射电路用于发射无线信号；
28.如上所述的无源nfc设备，所述无源nfc设备用于在靠近所述移动终端时接收无线信号。
29.本技术实施例提供的无源nfc芯片及其控制方法和无源nfc设备中，通过将传感器集成到无源nfc芯片中，一方面可以减少传感器的占用空间，进而减少无源nfc设备整体的体积；另一方面还可以提高无源nfc芯片的集成度。
附图说明
30.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
31.为了更完整地理解本技术及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
32.图1为本技术实施例提供的无源nfc设备的结构示意图。
33.图2为本技术实施例提供的无源nfc芯片的第一种结构示意图。
34.图3为本技术实施例提供的无源nfc芯片的第二种结构示意图。
35.图4为本技术实施例提供的无源nfc芯片的第三种结构示意图。
36.图5为本技术实施例提供的无源nfc芯片的电路框图。
37.图6为本技术实施例提供的能量储存电路的结构示意图。
38.图7为本技术实施例提供的无源nfc系统的结构示意图。
39.图8为本技术实施例提供的无源nfc芯片的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
40.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
41.无源nfc设备，是指没有电源供电，依靠nfc(near field communication，近场通信)获取能量来进行工作的设备。使用了nfc技术的设备(例如移动电话)可以在彼此靠近的情况下进行数据交换，是由非接触式射频识别(rfid)及互连互通技术整合演变而来的，通过在单一芯片上集成感应式读卡器、感应式卡片和点对点通信的功能，利用移动终端实现移动支付、电子票务、门禁、移动身份识别、防伪等应用。无源nfc设备因其无需外部电源供电、节省能耗以及线材的优势而受到越来越多用户的喜爱。
42.示例性的，请参阅图1，图1为本技术实施例提供的无源nfc设备的结构示意图。本技术实施例提供一种无源nfc设备1，无源nfc设备1可以包括无源nfc芯片10和壳体20，无源nfc芯片10为无源nfc设备1的控制中心，无源nfc芯片10可以实现电能的获取、存储与供给。壳体20用于容纳无源nfc芯片10。相关技术中，无源nfc设备1还可以包括传感器，传感器为无源nfc设备1的检测部件，传感器用于检测无源nfc设备1附近环境的温度、湿度、光、速度或加速度等参数。无源nfc芯片10与传感器电连接，以控制传感器进行检测。
43.例如，无源nfc设备1可以应用在锁具领域，也即是无源nfc锁具，可以应用在对门锁的开关、箱子的密码锁的开关以及包装盒锁的开关。其中，可以在无源nfc设备1诸如快递包装盒的锁具中设置湿度传感器，使用移动终端诸如手机靠近快递包装盒的锁具，从而快递包装盒的锁具可以接收无线信号、并将无线信号转换为电能，将电能供给锁具中的湿度传感器，从而可以实现对锁具周围湿度的检测，若检测到锁具周围的湿度较大，容易对快递包装盒内的物品如电子产品造成影响，则可以设置报警程序，在湿度较大的情况下发出提示音或者提示灯，以提醒用户及时处理，防止湿度过大对电子产品的影响。
44.再例如，无源nfc设备1可以应用在显示领域，也即是无源nfc显示装置，诸如智能标签、智能工牌等。无源nfc显示装置应用在智能标签上，智能标签用于标识商品的诸如价格、规格等信息，在没有电子设备靠近时，智能标签不显示内容；当电子设备靠近时，智能标签内的无源nfc芯片进行无线信号的接收、将无线信号转换为电能，给显示驱动电路供电、给电子纸提供显示数据等一系列操作，从而使得智能标签显示出预设内容。在智能标签中可以设置湿度传感器，当检测到智能标签的湿度较大时，可以不给电子纸供电，并同时发出提示信息，提示用户湿度较大，从而可以防止电子纸的损坏。
45.其中，当用户的电子设备如手机靠近智能工牌时，装有无源nfc芯片的无源显示装置即可以接收手机辐射的天线信号而获取电能，再控制显示驱动电路给电子纸供电，并且获取电子纸的显示数据信号，由此可以在智能工牌上显示员工的身份信息，既可以节省电量，又可以对员工的身份信息进行保密。或者，员工还可以将智能工牌与门禁相连通，在智能工牌靠近门禁时，智能工牌接收门禁的无线信号，将无线信号转换为电能存储，再给显示驱动电路供电，结合显示数据如在智能工牌上显示二维码，门禁扫描二维码而给员工开门。其中，可以在智能工牌中设置温度传感器和/或湿度传感器，因温度和湿度对智能工牌在有电工作时的影响较大，可以通过检测智能工牌所处环境的温度和湿度来确定是否为智能工
牌所适合的环境，或者是否给智能工牌进行供电显示。比如，当智能工牌掉落到水中捞出后，可以将手机靠近来获取智能工牌的湿度和温度情况，从而来确定智能工牌是否可以继续工作。
46.当然，无源nfc设备1还可以应用在其他场景，如需要检测速度的场景等，上述仅举例说明，而不应理解为对无源nfc设备1应用场景的限制。
47.然而，现有的无源nfc芯片与其外部的传感器配合工作时，需要设置与无源nfc芯片和传感器配合的匹配电路，占用较大的空间。
48.为了减少与无源nfc芯片10和传感器13配合的匹配电路的占用空间，本技术实施例对无源nfc芯片10进行了改进。
49.示例性的，请结合图1并参阅图2所示，图2为本技术实施例提供的无源nfc芯片的第一种结构示意图。无源nfc芯片10包括能量获取电路11、能量储存电路12、传感器13和控制器14。
50.能量获取电路11用于连接天线，并与天线配合获取空间内的无线信号、并将无线信号转换为电能或者电信号，在该电能或者电信号的作用下，能量获取电路11又可以被激活工作并继续接收空间内的无线信号，从而能量获取电路11可以形成有效的正反馈机制，使得能量获取电路11在无电池或者无电源激励下完成微能源的采集工作。
51.本技术实施例的能量获取电路11可以接收空间内的无线信号并可以将这些电磁波形式的无线信号转换为电流形式的电信号或者电能信号，例如但不限于能量获取电路11可以将无线信号转换为微电流形式的电信号或者电能信号，既可以供能量获取电路11自身工作，多余的电能或者电信号也可以传输至如能量储存电路12进行存储。需要说明的是，能量获取电路11需要与天线配合，来接收空间内的无线信号。
52.能量储存电路12与能量获取电路11电连接，以存储电能或者电信号。可以理解的是，能量储存电路12也即是将能量获取电路11转换的电信号进行存储，以供无源nfc设备1中的负载诸如电子纸、电机或传感器等进行使用。示例性的，能量储存电路12可以包括存储单元和稳压单元，存储单元与稳压单元连接，稳压单元检测存储单元的电信号，并将其反馈到稳压单元的输入端，与比较器中的参考电压进行比较，进而调整来使存储单元输出稳定的电压信号。
53.传感器13与能量储存电路12电连接，以在能量储存电路12供电时检测环境参数。控制器14可以控制传感器13的开启时刻、开启时长以及关闭时刻等。
54.控制器14为无源nfc芯片10的控制中心，控制器14分别与能量储存电路12和传感器13电连接，能量储存电路12的电压达到预设值时，控制器14控制能量储存电路12给传感器13供电，并从传感器13获取环境参数。可以理解的是，控制器14用于根据能量储存电路12的电信号或者说电压大小控制传感器13开启或停止，也即是说，控制器14可以控制是否给传感器13供电，在传感器13有电的状态下，传感器13可以检测环境参数，控制器14可以获取传感器13检测的环境参数。
55.本技术实施例以无源nfc设备1为无源nfc显示装置为例进行说明，无源nfc芯片10还可以包括显示驱动电路，控制器14还分别与能量储存电路12和显示驱动电路电连接，在能量储存电路12的电压达到预设值时，控制器14控制能量储存电路12与显示驱动电路连通，并根据显示数据来控制电子纸显示预设内容。需要说明的是，电子纸显示预设内容不仅
需要给电子纸供电，还需要给电子纸提供显示数据，以使电子纸在有电的情况下显示预设内容。示例性的，控制器14还用于获取显示数据，并将显示数据传输至电子纸，以控制电子纸显示。此时，控制器14还可以根据传感器13检测到的数据诸如温度、湿度来确定是否驱动电子纸进行显示。
56.本技术实施例提供的无源nfc芯片10中，通过将传感器13集成到无源nfc芯片10中，一方面可以减少传感器13的占用空间，进而减少无源nfc设备1整体的体积；另一方面还可以提高无源nfc芯片10的集成度。
57.示例性的，请结合图1和图2并参阅图3所示，图3为本技术实施例提供的无源nfc芯片的第二种结构示意图。无源nfc芯片10还包括开关管15，开关管15可以是三极管或者说晶体管，开关管15接收控制器14的控制指令而导通能量储存电路12和传感器13，以使得能量储存电路12为传感器13供电。比如，开关管15的第一端与能量储存电路12连接，第二端与传感器13连接，第三端与控制器14连接，以接收控制器14的控制信号使第一端和第二端导通，进而连通能量储存电路12和传感器13，以使得能量储存电路12为传感器13供电。
58.示例性的，能量储存电路12的电信号大于或等于预设电压或者预设值时，控制器14导通第一端和第二端。能量储存电路12的电信号小于预设电压或者预设值时，控制器14断开第一端和第二端。比如，预设电压可以为3v，以提供给传感器13所需要的工作电压。当然，上述仅举例说明预设电压的取值，而不应理解为对预设电压的限制。
59.示例性的，无源nfc芯片10还可以包括模数转换电路16，模数转换电路16分别与能量储存电路12和控制器14连接，以将能量储存电路12的模拟信号转换为控制器14能够识别的数字信号，并传输至控制器14。模数转换电路16也称adc(analog-to-digital converter)，adc它用于将模拟值从现实世界转换为数字值，如1和0，配合占空比设计，可以实现对无源nfc芯片10的时序设计。
60.示例性的，传感器13可以用于检测温度，也即是传感器13为温度传感器。在能量储存电路12的电压达到预设值时，控制器14控制能量储存电路12和传感器13连通，也即是给传感器13供电，从而控制传感器13进行温度检测。由于供电后传感器13检测环境参数需要一定时间，因此，可以在能量储存电路12和传感器13连通，并延时第一预设时长后，控制器14从传感器13获取环境温度，从而可以节省能量，减少能量的浪费。
61.示例性的，传感器13也可以是用于检测湿度的传感器，也即湿度传感器。在能量储存电路12的电压达到预设值时，控制器14控制能量储存电路12和传感器13连通，也即是给传感器13供电，从而控制传感器13进行湿度检测。同样的，由于供电后传感器13检测湿度需要一定时长，若直接获取传感器13检测的数据，则容易导致电能的浪费。因此可以在能量储存电路12和传感器13连通后，延时第二预设时长后，控制器14从传感器13获取环境湿度，从而可以减少电能的耗散。
62.其中，第一预设时长和第二预设时长可以相等，也可以不等，在此不做限定。第一预设时长和第二预设时长可以根据能量储存电路12达到预设值的时间来设定，在实际应用中可以对多组能量储存电路12进行电压检测，取检测时间的平均值来确定预设时长。在一些实施例中，第一预设时长和第二预设时长还可以根据传感器13的使用时长来确定，若传感器13的使用时长较长，则其存在损耗的风险较大，此时可以设定较大的预设时长。反之，则设置较小的预设时长。
63.需要说明的是，传感器13可以是只用于检测温度或湿度的传感器，传感器13也可以是温湿度一体的传感器，从而可以节省传感器13所占用的空间，又能实现对温度和湿度的检测。
64.对于对传感器13供电和从传感器13获取检测数据，并不限于上述方式。示例性的，控制器14控制对传感器13供电，同步获取传感器13的反馈信号，控制器14接收到传感器13的反馈信号时，从传感器13获取环境参数，诸如环境温度和环境湿度。可以理解的是，传感器13的供电状态可以实时反馈给控制器14，由此可以更精准的得知传感器13给电的情况，可以避免由于在传感器13使用较长时间后，仍延时固定的预设时长而导致的电能浪费的问题。
65.通过分时对传感器13进行供电和从传感器13获取检测数据，可以减少由于传感器13未接收到电能而导致的获取检测数据时的浪费问题，提高能量储存电路12的电能利用率，从而提高无源nfc芯片10工作的稳定性。
66.需要说明的是，若传感器13同时具有检测温度和湿度的功能，在电量充足和电量不足的情况下，可以分别控制传感器13的检测方式。比如，能量储存电路12的电量大于预设电量时，控制器14控制传感器13检测温度和湿度。可以理解的是，由于检测温度和检测湿度都需要消耗电量，且二者消耗的电量相近，若能量储存电路12的电量较为充足，则可以考虑同时进行温度和湿度的检测。相应的，若能量储存电路12的电量小于预设电量，控制器14可以用于控制传感器13检测温度和湿度中的任意一个。在一些实施例中，也可以在能量储存电路12的电量小于预设电量时，设置检测温度和检测湿度的优先级。比如对于智能标签，由于湿度对智能标签显示的影响较大，可以在电量不充足的情况下，优先进行湿度的检测。
67.根据能量储存电路12所存储的电量进行传感器13检测数据的限制，可以使得传感器13检测数据与电量匹配，减少由于电量不匹配导致的电能的浪费或者检测不到数据的情况。
68.示例性的，请结合图1至图3并参阅图4和图5所示，图4为本技术实施例提供的无源nfc芯片的第三种结构示意图，图5为本技术实施例提供的无源nfc芯片的电路框图。传感器13可以包括温度传感器130和湿度传感器132，温度传感器130用于检测环境温度。湿度传感器132用于检测环境湿度。
69.其中，若根据电量来控制是需要检测温度和/或湿度，则需要设置控制电路来进行选择。比如，传感器13还可以包括控制子电路134，控制子电路134分别与温度传感器130和湿度传感器132连接，以控制温度传感器130检测温度，和/或控制湿度传感器132检测湿度。
70.示例性的，控制子电路134包括第一开关件q1和第二开关件q2，第一开关件q1的第一端与温度传感器130连接，第一开关件q1的第二端连接芯片端口，第一开关件q1的第三端与控制器14连接。第二开关件q2的第一端与湿度传感器132连接，第二开关件q2的第二端与芯片端口连接，第二开关件q2的第三端与控制器14连接。比如，第一开关件q1和第二开关件q2可以均为三极管或者晶体管，控制器14可以通过控制第一开关件q1和第二开关件q2的通断来选择温度传感器130和/或湿度传感器132进行工作。
71.需要说明的是，对于能量储存电路12，可以包括电容，电容用于存储电能。但由于长时间使用，容易出现老化以及电容的衰减，导致无源nfc芯片的工作不稳定或者无法满足使用要求。
72.为了减少上述情况的发生，本技术实施例对能量储存电路12进行了改进。
73.第一种方式，请结合图1至图5并参阅图6所示，图6为本技术实施例提供的能量储存电路的结构示意图。能量储存电路12可以包括第一电容c1、第二电容c2和切换电路120。第一电容c1具有第一容量，第二电容c2与第一电容c1并联，第二电容c2具有第二容量，第二容量大于或等于第一容量。切换电路120分别于第一电容c1和第二电容c2连接，且与控制器14连接，切换电路120用于根据控制器14的控制信号切换第一电容c1和/或第二电容c2供电。也即是说，可以控制第一电容c1单独进行供电，也可以控制第二电容c2单独进行供电，还可以同时控制第一电容c1和第二电容c2一起供电，从而既可以满足对电量的不同需求，又可以在两个电容之间进行切换，延缓单个电容的衰减以及老化速度，提高无源nfc芯片10工作的稳定性。
74.其中，示例性的，切换电路120可以包括第一切换件121和第二切换件122，第一切换件121的第一端与第一电容c1连接，第一切换件121的第二端与传感器13连接，第一切换件121的第三端与控制器14连接。第二切换件122的第一端与第二电容c2连接，第二切换件122的第二端与传感器13连接，第二切换件122的第三端与控制器14连接。比如，第一切换件121和第二切换件122可以均为三极管或者晶体管，控制器14可以通过控制第一切换件121和/或第二切换件122的通断来选择第一电容c1和/或第二电容c2进行供电。
75.其中，示例性的，第二电容c2的容量可以大于第一电容c1的容量，第一电容c1可以用于为控制器14进行供电，第二电容c2用于为传感器13供电，从而满足不同器件的用电量需求。
76.第二种方式，能量储存电路12可以包括电容以及一个外接接口，外接接口可以与设置在无源nfc芯片10之外的电容连接，一方面可以对能量储存电路12进行扩容，增大能量储存电路12所存储的电能或者替换原有损坏的电容；另一方面无需占据无源nfc芯片10的空间，可以帮助进行芯片小型化设计，且在芯片中电容损坏时无需报废整个芯片，减少资源的浪费。
77.第三种方式，能量储存电路12可以包括超级电容，超级电容的容量介于普通电容和电池之间，使用超级电容对传感器13进行供电，可以减少电容老化对供电效率的影响，进而提高能量储存电路12工作的稳定性。
78.其中，超级电容可以与控制器14连接，控制器14通过检测超级电容的电量来确定传感器13的工作时长，从而既可以满足传感器13的工作需要，又可以提高无源nfc设备1的智能化程度，以满足用户使用需求。
79.示例性的，请结合图1至图6并参阅图7所示，图7为本技术实施例提供的无源nfc系统的结构示意图。本技术实施例还提供一种无源nfc系统1000，无源nfc系统1000包括无源nfc设备1和移动终端2，无源nfc设备1可以参照上述说明，这里不再赘述。移动终端2包括发射电路40，发射电路40用于发射无线信号。无源nfc设备1用于在靠近移动终端2时接收无线信号，以使得无源nfc设备1的能量获取电路11可以捕获移动终端2的发射电路40发射的无线信号，并将其转换为电能，以供无源nfc芯片10及其无源nfc设备1的负载使用。当然，在移动终端2靠近无源nfc设备1时，二者还可以进行通信，比如识别是否为已知信息人所发射的无线信号，提高无源nfc设备1的安全性能。
80.本技术实施例提供的无源nfc芯片10、无源nfc设备1和无源nfc系统1000中，通过
将传感器13集成到无源nfc芯片10中，一方面可以减少传感器13的占用空间，进而减少无源nfc设备1整体的体积；另一方面还可以提高无源nfc芯片10的集成度。
81.为了更清楚的说明本技术实施例的无源nfc芯片10的工作过程，本技术实施例还提供一种无源nfc芯片的控制方法，以下将结合附图进行说明。
82.示例性的，请结合图1至图7并参阅图8，图8为本技术实施例提供的无源nfc芯片的控制方法的流程示意图。本技术实施例提供一种无源nfc芯片的控制方法，包括：
83.101、获取空间内的无线信号、将无线信号转换为电能、并将电能存储。
84.无源nfc设备1没有电源供电，可以通过获取空间内的无线信号，并将无线信号转换为电能来实现对无源nfc设备1的供电。
85.比如，可以在无源nfc芯片10中设置能量获取电路11，能量获取电路11与天线配合实现获取空间内的无线信号。能量获取电路11可以接收空间内的无线信号并可以将这些电磁波形式的无线信号转换为电流形式的电信号或者电能信号，例如但不限于能量获取电路11可以将无线信号转换为微电流形式的电信号或者电能信号，既可以供能量获取电路11自身工作，多余的电能或者电信号也可以传输至如能量储存电路12进行存储。
86.能量储存电路12与能量获取电路11电连接，以存储电能或者电信号。可以理解的是，能量储存电路12也即是将能量获取电路11转换的电信号进行存储，以供无源nfc设备1中的负载进行使用。示例性的，能量储存电路12可以包括存储单元和稳压单元，存储单元与稳压单元连接，稳压单元检测存储单元的电信号，并将其反馈到稳压单元的输入端，与比较器中的参考电压进行比较，进而调整来使存储单元输出稳定的电压信号。
87.102、当电能的电压达到预设值时，给传感器供电，并从传感器获取环境参数。
88.由于传感器13的工作电压确定，因此，当所存储的电能的电压达到预设值时，可以驱动传感器13，或者说给传感器13供电，并可以从传感器13获取所检测的环境参数，以供无源nfc设备1使用。
89.可以理解的是，控制器14用于根据能量储存电路12的电信号或者说电压大小控制传感器13开启或停止，也即是说，控制器14可以控制是否给传感器13供电，在传感器13有电的状态下，可以从传感器13获取所检测的环境参数。
90.本技术实施例提供的无源nfc芯片的控制方法中，通过将传感器13集成到无源nfc芯片10中，一方面可以减少传感器13的占用空间，进而减少无源nfc设备1整体的体积；另一方面还可以提高无源nfc芯片10的集成度。
91.示例性的，传感器13可以用于检测温度，也即是传感器13为温度传感器。在能量储存电路12的电压达到预设值时，控制器14控制能量储存电路12和传感器13连通，也即是给传感器13供电，从而控制传感器13进行温度检测。由于供电后传感器13检测环境参数需要一定时间，因此，可以在能量储存电路12和传感器13连通，并延时第一预设时长后，控制器14从传感器13获取环境温度，从而可以节省能量，减少能量的浪费。
92.示例性的，传感器13也可以是用于检测湿度的传感器，也即湿度传感器。在能量储存电路12的电压达到预设值时，控制器14控制能量储存电路12和传感器13连通，也即是给传感器13供电，从而控制传感器13进行湿度检测。同样的，由于供电后传感器13检测湿度需要一定时长，若直接获取传感器13检测的数据，则容易导致电能的浪费。因此可以在能量储存电路12和传感器13连通后，延时第二预设时长后，控制器14从传感器13获取环境湿度，从
而可以减少电能的耗散。
93.其中，第一预设时长和第二预设时长可以相等，也可以不等，在此不做限定。第一预设时长和第二预设时长可以根据能量储存电路12达到预设值的时间来设定，在实际应用中可以对多组能量储存电路12进行电压检测，取检测时间的平均值来确定预设时长。在一些实施例中，第一预设时长和第二预设时长还可以根据传感器13的使用时长来确定，若传感器13的使用时长较长，则其存在损耗的风险较大，此时可以设定较大的预设时长。反之，则设置较小的预设时长。
94.需要说明的是，传感器13可以是只用于检测温度或湿度的传感器，传感器13也可以是温湿度一体的传感器，从而可以节省传感器13所占用的空间，又能实现对温度和湿度的检测。
95.对于对传感器13供电和从传感器13获取检测数据，并不限于上述方式。示例性的，控制器14控制对传感器13供电，同步获取传感器13的反馈信号，控制器14接收到传感器13的反馈信号时，从传感器13获取环境参数，诸如环境温度和环境湿度。可以理解的是，传感器13的供电状态可以实时反馈给控制器14，由此可以更精准的得知传感器13给电的情况，可以避免由于在传感器13使用较长时间后，仍延时固定的预设时长而导致的电能浪费的问题。
96.通过分时对传感器13进行供电和从传感器13获取检测数据，可以减少由于传感器13未接收到电能而导致的获取检测数据时的浪费问题，提高能量储存电路12的电能利用率，从而提高无源nfc芯片10工作的稳定性。
97.需要说明的是，若传感器13同时具有检测温度和湿度的功能，在电量充足和电量不足的情况下，可以分别控制传感器13的检测方式。比如，能量储存电路12的电量大于预设电量时，控制器14控制传感器13检测温度和湿度。可以理解的是，由于检测温度和检测湿度都需要消耗电量，且二者消耗的电量相近，若能量储存电路12的电量较为充足，则可以考虑同时进行温度和湿度的检测。相应的，若能量储存电路12的电量小于预设电量，控制器14可以用于控制传感器13检测温度和湿度中的任意一个。在一些实施例中，也可以在能量储存电路12的电量小于预设电量时，设置检测温度和检测湿度的优先级。比如对于智能标签，由于湿度对智能标签显示的影响较大，可以在电量不充足的情况下，优先进行湿度的检测。
98.根据能量储存电路12所存储的电量进行传感器13检测数据的限制，可以使得传感器13检测数据与电量匹配，减少由于电量不匹配导致的电能的浪费或者检测不到数据的情况。
99.需要说明的是，能量储存电路12或者称为能量存储器在使用一段时间后会发生老化，存储的能量总量变少，另外，能量存储器的工艺存在一定的误差，为了确保能量存储器存储的能量足够，需要使能量存储器存储的能量超过需要的能量。示例性地，能量存储器存储的能量需要驱动外部器件，如驱动外部电机或者驱动外部电子纸，为了确保存储的能量足够，能量存储器存储的能量比需要的能量多出不少，例如超过需要的能量20％。在能量存储器使用过程中，需要判断能量存储器存储的能量是否充满，若充满则输出驱动外部器件如外部电机，会导致驱动电机的开始时间较慢，响应不及时。
100.在一些实施方式中，获取能量存储器的老化信息，例如，可以通过能量存储器充满时的电压值来获取老化信息，也可以通过能量存储器的使用时长来获取老化信息。得到该
老化信息后，确定出目标比较电压。然后获取能量存储器在充电过程中的实时电压，当实时电压达到目标比较电压后，说明能量存储器存储的能量足够外部器件使用，此时可以控制能量存储器对外供电，以驱动外部器件，不需要能量存储器存满，可以更快地驱动电机开始工作，响应更及时。
101.在一些实施方式中，获取能量存储器的老化信息，例如，可以通过能量存储器充满时的电压值来获取老化信息，也可以通过能量存储器的使用时长来获取老化信息。获取能量存储器在充电过程中的实时电压，根据该老化信息对实施电压进行计算，将计算后的电压信息与参考电压进行比较，当计算后的电压信息达到参考电压后，说明能量存储器存储的能量足够外部器件使用，此时可以控制能量存储器对外供电，以驱动外部器件，不需要能量存储器存满，可以更快地驱动电机开始工作，响应更及时。
102.其中，在一些例子中，无源nfc芯片内部设置的模数转换器(adc)连接能量存储器和控制器，可以实时将其电压值转换为数字信号并提供给控制器，控制器可以该数字信号确定出能量存储器的电压值，当能量存储器存满后，还可以通过该电压值确定出老化信息。例如，通过查表、关系式计算等方式得到。在另一些例子中，无源nfc芯片内部设置的计时器连接控制器，当能量存储器开始充电或控制器开始工作时，可以驱动计数器开始工作，开始计时，直至能量存储器或控制停止工作。控制器可以通过该计时器获取能量存储器的工作时长，并通过该工作时长获取老化信息。例如，通过查表、关系式计算等方式得到。
103.能量存储器老化到达一定程度后，能量存储器存储的能量无法满足外部器件的驱动。在一些示例中，除了最开始正常工作的能量存储器外，还可以设置备用能量存储器，最开始正常工作的能量存储器老化到一定程度后，可以切换到备用能量存储器使用，可以提供足够的能量以驱动外部器件，延长无源nfc芯片的工作寿命。例如，在其他一些示例中，除了最开始正常工作的能量存储器外，还可以设置辅助能量存储器，最开始正常工作的能量存储器老化到一定程度后，可以将辅助能量存储器与最开始正常工作的能量存储器并联工作，并联后的两个能量存储器能够提供足够的能量以驱动外部器件，延长无源nfc芯片的工作寿命。
104.在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
105.在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。
106.以上对本技术实施例所提供的无源nfc芯片、无源nfc设备和无源nfc系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。

技术特征：
1.一种无源nfc芯片，其特征在于，包括：能量获取电路，用于连接天线，并与所述天线配合获取空间内的无线信号、将所述无线信号转换为电能；能量储存电路，与所述能量获取电路电连接，以存储所述电能；传感器，与所述能量储存电路电连接，以在所述能量储存电路供电时检测环境参数；控制器，分别与所述能量储存电路和所述传感器电连接，所述能量储存电路的电压达到预设值时，所述控制器控制所述能量储存电路给所述传感器连通，并从所述传感器获取环境参数。2.根据权利要求1所述的无源nfc芯片，其特征在于，对所述传感器供电第一预设时长后，所述控制器从所述传感器获取环境温度。3.根据权利要求1或2所述的无源nfc芯片，其特征在于，对所述传感器供电第二预设时长后，所述控制器从所述传感器获取环境湿度。4.根据权利要求1所述的无源nfc芯片，其特征在于，对所述传感器供电，所述控制器接收到所述传感器的反馈信号时，从所述传感器获取环境参数。5.根据权利要求3所述的无源nfc芯片，其特征在于，所述能量储存电路的电量大于或等于预设电量时，所述控制器控制所述传感器检测温度和湿度；所述能量储存电路的电量小于所述预设电量时，所述控制器控制所述传感器检测温度或湿度。6.根据权利要求3所述的无源nfc芯片，其特征在于，所述传感器包括：温度传感器，用于检测环境温度；湿度传感器，用于检测环境湿度。7.根据权利要求6所述的无源nfc芯片，其特征在于，所述传感器还包括：控制子电路，分别与所述温度传感器和所述湿度传感器连接，所述控制子电路用于根据所述控制器的控制信号控制所述温度传感器工作和/或控制所述湿度传感器工作。8.根据权利要求7所述的无源nfc芯片，其特征在于，所述控制子电路包括：第一开关件，第一端与所述温度传感器连接，第二端与所述无源nfc芯片外部连接，第三端与所述控制器连接；第二开关件，第一端与所述湿度传感器连接，第二端与所述无源nfc芯片外部连接，第三端与所述控制器连接。9.一种无源nfc设备，其特征在于，包括：如权利要求1-8任一项所述的无源nfc芯片；壳体，用于容纳所述无源nfc芯片。10.一种无源nfc系统，其特征在于，包括：移动终端，包括发射电路，所述发射电路用于发射无线信号；如权利要求9所述的无源nfc设备，所述无源nfc设备用于在靠近所述移动终端时接收无线信号。

技术总结
本申请提供一种无源NFC芯片、无源NFC设备和无源NFC系统，无源NFC芯片包括：能量获取电路，用于连接天线，并与天线配合获取空间内的无线信号、将无线信号转换为电能；能量储存电路，与能量获取电路电连接，以存储电能；传感器，与能量储存电路电连接，以在能量储存电路供电时检测环境参数；控制器，分别与能量储存电路和传感器电连接，能量储存电路的电压达到预设值时，控制器控制能量储存电路给传感器连通，并从传感器获取环境参数。通过将传感器集成到无源NFC芯片中，一方面可以减少传感器的占用空间，进而减少无源NFC设备整体的体积；另一方面还可以提高无源NFC芯片的集成度。一方面还可以提高无源NFC芯片的集成度。一方面还可以提高无源NFC芯片的集成度。


技术研发人员：欧阳红军 顾伟伟
受保护的技术使用者：深圳市每开创新科技有限公司
技术研发日：2023.03.31
技术公布日：2023/7/14