阅读说明：本技术 利用nfc的多元聚合物传感器阵列 (Utilize the multipolymer sensor array of NFC ) 是由 A·米科拉杰扎克 M·海洛克 J·波尔特尔 C·伍德索普 于 2019-05-06 设计创作，主要内容包括：本文描述了利用NFC的多元聚合物传感器阵列。一种传感器设备包括第一检测器电路、近场通信(NFC)电路和传感器封装件。第一检测器电路被配置为使用电阻式变化聚合物类型检测器、电容式变换聚合物类型检测器、电介质变化聚合物类型检测器、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器来检测刺激。NFC电路具有NFC功率接收器和NFC数据收发器。NFC功率接收器被配置为使用NFC标准协议从移动设备接收功率并且针对传感器设备提供操作功率。NFC数据收发器被配置为使用NFC标准协议向移动设备传输数据,该数据对应于第一刺激。传感器封装件被配置为容纳第一检测器电路和NFC电路。(This document describes the multipolymer sensor arrays using NFC.A kind of sensor device includes the first detector circuit, near-field communication (NFC) circuit and sensor package.First detector circuit is configured with resistance-type variation polymer type detector, condenser type transformation polymer type detector, dielectric variation polymer type detector, is detected stimulation based on the sensor of graphene or metal oxide (MOX) type detector.NFC circuit has NFC power receiver and NFC data transceiver.NFC power receiver is configured with NFC standard agreement slave mobile device and receives power and provide operation power for sensor device.NFC data transceiver is configured with NFC standard agreement and transmits to mobile device data, which corresponds to the first stimulation.Sensor package is configured as accommodating the first detector circuit and NFC circuit.)

利用NFC的多元聚合物传感器阵列

技术领域

本发明一般地涉及电子设备，并且在特定实施例中涉及用于具有近场通信(NFC)电路的传感器的系统和方法。

背景技术

电子传感器是测量诸如气体、压力、热、光、湿度、微粒的存在或个人的特定健康参数的物理或化学刺激并且将测量结果转换为数字或模拟信号的设备。通常，电子传感器由传感器模块和电子电路制成。传感器模块感测环境信息，并且电子电路将环境信息转换为信号。

典型的健康和气体传感器的特性特征是有限的操作寿命、有限的操作持续时间、频繁的校准要求和有限的目标受众。结果，移动设备供应商一直犹豫是否将这些类型的传感器直接集成到移动设备中，其通常比传感器的操作寿命更持久，并且可能仅对消费者的子集有用。

发明内容

根据一个实施例，一种传感器设备包括第一检测器电路、近场通信(NFC)电路和传感器封装件。第一检测器电路被配置为使用电阻式变化聚合物类型检测器、电容式变换聚合物类型检测器、电介质变化聚合物型检测器、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器来检测刺激。NFC电路具有NFC功率接收器和NFC数据收发器。NFC功率接收器被配置为使用NFC标准协议从移动设备接收功率并且针对传感器设备提供操作功率。NFC数据收发器被配置为使用NFC标准协议向移动设备传输数据，该数据对应于第一刺激。传感器封装件被配置为容纳第一检测器电路和NFC电路。

根据另一实施例，一种用于使用传感器设备感测刺激的方法包括：通过传感器设备的近场通信(NFC)电路使用NFC标准协议从移动设备接收感应电流，感应电流用于向传感器设备供电。该方法还包括通过传感器设备的检测器电路来检测刺激。检测器电路是电阻式变化聚合物、电容式变换聚合物、电介质变化聚合物、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器。该方法还包括通过传感器设备的传感器电路将刺激转换为数字信号，并且通过传感器设备的NFC数据收发器使用NFC标准协议向移动设备传输数字信号。

根据又一实施例，一种传感器设备包括检测器电路、近场通信(NFC)电路、传感器电路、非暂态存储器存储装置和处理器。检测器电路包括电阻式变化聚合物、电容式变换聚合物、电介质变化聚合物、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器。NFC功率接收器包括天线和功率管理单元。NFC电路被配置为使用NFC标准协议从移动设备接收感应电流，其中感应电流用于操作传感器设备。非暂态存储器存储装置包含指令，并且处理器与非暂态存储器存储装置通信。处理器执行指令以使用检测器电路检测刺激，使用传感器电路将刺激转换为数字信号，以及通过NFC数据收发器电路使用NFC标准协议向移动设备传输数字信号。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在参考以下结合附图的描述，在附图中：

图1是用于传送功率和数据的实施例网络的图；

图2是实施例NFC供电传感器的框图；

图3是实施例传感器模块的框图；

图4是另一实施例传感器模块的框图；

图5示出了实施例NFC功率接收器的框图；

图6示出了实施例NFC数据收发器的框图；

图7是具有位于移动设备上的粘贴标签形式的传感器封装件的实施例NFC供电传感器；

图8是具有粘性绷带形式的传感器封装件的实施例NFC供电传感器；

图9是具有附加部件的实施例NFC供电传感器的框图；

图10是具有位于移动设备上的粘贴标签形式的传感器封装件并且具有激活开关的实施例NFC供电传感器；以及

图11是实施例NFC供电传感器的框图。

具体实施方式

以下详细讨论实施例的结构、制造和使用。然而，应当理解，本公开提供了可以在各种具体上下文中实现的很多可应用的发明概念。所讨论的具体实施例仅说明制造和使用本发明的具体方式，并不限制本发明的范围。

除非另有说明，否则可以组合来自不同实施例的特征以形成另外的实施例。关于一个实施例描述的变型或修改也可以适用于其他实施例。

传感器提供与物理或化学量或性质相关联的存在或存在水平的表示。电子传感器以例如电压或电流的形式提供代表性电子信号。

移动电子设备(例如，电话、智能手表、平板电脑等)的普及以及这些设备内的各种功能列表使得设备制造商能够以小尺寸提供多种服务。增强的处理能力和功能适应性向在移动设备生态系统中采用各种传感器提供了机会。包括例如脉冲传感器、氧传感器、温度传感器、血压传感器、气流传感器、心电图(ECG)传感器、肌电图(EMG)传感器、皮肤电反应(GSR)传感器、血糖仪传感器、脱水传感器、气体传感器、环境光传感器和颗粒传感器在内的传感器通常包含在这个生态系统中。

移动设备可以具有传感器作为内部部件，例如，使用移动设备封装件内的微电子机械(MEMS)传感器。然而，传感器的添加导致附加的移动设备成本、附加的功耗以及移动设备内的体积空间的折衷，该体积空间可以更好地用于增强例如具有更大的电池、附加天线等的移动设备的其他特征。

另外，一些传感器、特别是老化传感器可能具有比消费者移动设备更短的操作寿命，或者可能对移动设备的消费者的子集有用。老化传感器是一种特别容易受到由于老化引起的效应(诸如随时间而暴露于温度和湿度)导致的传感器性能的下降的影响的传感器。老化传感器的示例是基于聚合物的传感器(例如，电阻式变化聚合物、电容式变换聚合物、电介质变化聚合物等)、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)传感器。作为示例，传感器可以以基于聚合物的呼吸分析仪的形式被设计以在被暴露于由个体呼出的空气分子时检测结核(TB)细菌。例如，在高负担TB国家的手机中实现这种传感器将受到欢迎；然而，在低负担TB国家中，相同的实现可能是不必要地增加成本。

另外，有限的传感器操作寿命(6至12个月)和周期性传感器校准可能导致该特定传感器在移动设备的部分寿命期间过时。因此，设备制造商在将这些类型的传感器直接集成到移动设备中可能具有保留措施。

设备制造商提供模块化系统将是有利的，其中传感器在移动设备外部，但能够收集交换刺激测量结果。在这样的系统中，传感器可以收集刺激信息，并且移动设备可以用于分析该信息。根据本文中描述的各种实施例，并且根据上文中描述的一般趋势，呈现了具有近场通信(NFC)电路的传感器，其测量刺激并且使用NFC标准技术向移动电子设备传送信息。

使用图1描述用于传送功率和数据的实施例网络的图。在图2中，描述了实施例NFC供电传感器的框图。图3中描述了实施例传感器模块的框图。在图4中，描述了另一实施例传感器模块的框图。图5中描述了实施例NFC功率接收器的框图。在图6中，描述了实施例NFC数据收发器的框图。图7中描述了具有位于移动设备上的粘贴标签形式的传感器封装件的实施例NFC供电传感器。在图8中，描述了具有粘性绷带形式的传感器封装件的实施例NFC供电传感器。图9中描述了具有附加部件的实施例NFC供电传感器的框图。在图10中，描述了具有位于移动设备上的粘贴标签形式的传感器封装件并且具有激活开关的实施例NFC供电传感器。图11中描述了实施例NFC供电传感器的框图。在下面的讨论中，在各个附图中相同的元件利用相同的附图标记来表示。

图1是用于传送功率和数据的网络100的图。网络100包括NFC供电传感器101、移动设备103、以及可选的远程服务器105。如图所示，NFC供电传感器101建立与移动设备103的功率连接(虚线)和数据连接(点线)，这些连接分别用于向NFC供电传感器101供电以及将数据从NFC供电传感器101传送到移动设备103，反之亦然。

在一些实施例中，设置有使得能够在远程服务器105与移动设备103之间进行数据通信的远程服务器105。作为示例，移动设备103可以与远程服务器105通信以传输由NFC供电传感器101收集的数据。在另一示例中，移动设备103可以接收校准信息(例如，系数、查找表、线性或非线性等式等)或存储在远程服务器105处的与特定NFC供电传感器101相关的信息。

在这些实施例中，移动设备103是具有NFC功能的设备。移动设备103可以使用如在NFC通信标准协议下建立的电磁感应向NFC供电传感器101提供功率。向NFC供电传感器101提供功率，NFC供电传感器101收集并且测量刺激。移动设备103从NFC供电传感器101接收或读取数据。在一些实施例中，移动设备103分析测量数据或者将数据传输到远程服务器105。远程服务器105可以独立于或结合移动设备103来分析来自NFC供电传感器101的接收数据以确定例如测量结果的趋势，诸如确定环境温度随时间的增加或减小。

通常，在设备制造或设计期间以及在设备递送之前，使用针对已知或标准刺激输入的校准设备来在受控环境中表征或校准传感器。生成特性曲线，特性曲线可以用于将传感器测量结果的水平映射到校准输入。在一些情况下，校准每个单独的传感器，并且将例如表格、等式等形式的校准校正与传感器相关联。校准校正用于在现场提供传感器测量结果的更准确表示。

在一些实施例中，NFC供电传感器101可以在不进行处理的情况下将原始数据传输到移动设备103。移动设备103或远程服务器105可以独立地或相结合地使用校准信息来处理和分析原始数据。在一些实施例中，作为在移动设备103上安装应用的结果，校准信息可以存储在存储器中。

在一些实施例中，校准信息可以存储在NFC供电传感器101的存储器中，并且可以被传送到移动设备103。在一些实施例中，如前所述，校准信息可以存储在远程服务器105处。远程服务器105可以接收原始数据并且使用校准信息来分析该数据。可替代地，远程服务器105可以将校准信息传送到移动设备103，以用于处理数据。

在一个实施例中，NFC供电传感器101可以将已处理数据传输到移动设备。然后可以例如随时间进一步分析已处理数据以确定已处理和收集的数据中的趋势。NFC供电传感器101可以从移动设备103或从内部存储器接收用于处理的校准数据。移动设备103和远程服务器105可以独立地或相结合地进一步分析测量结果。

在一些实施例中，NFC供电传感器101在由移动设备103使用NFC技术供电时收集内部存储器中的测量结果而不向移动设备103传输数据103。之后并且响应于触发事件，诸如由移动设备103的请求或超过存储器的特定存储容量的情况下，NFC供电传感器101可以将存储在存储器中的所收集的信息传输到移动设备103。

图2示出了用于执行本文所述的方法的实施例NFC供电传感器101的框图，其可以被包含在移动设备103外部的传感器封装件111中。NFC供电传感器101包括具有检测器117和传感器电路119的传感器模块113。NFC供电传感器101还可以包括具有NFC功率接收器121和NFC数据收发器123的NFC电路115。

检测器117将物理、气体或化学刺激转换为电子信号。在一些实施例中，例如，在生物传感器的情况下，传感器电路117可以包括生理化学检测器。生理化学检测器与生物或化学分析物(即，待分析的物质)相互作用。检测器元件(即，换能器)将生物或化学信号转换成电信号，例如电压或电流。

作为检测器117的另一示例，气体传感器或气体检测器可以具有连接到电极的多孔膜。传感器根据在多孔膜内扩散的气体量来检测电流的生成或变化。

在一些实施例中，检测器117可以包括一个或多个MEMS传感器。MEMS传感器转换物理刺激，例如，使用电容式压力传感器来测量振动、压力或加速度。

检测器117可以是基于聚合物的传感器、基于石墨烯的传感器、基于MOX的传感器、或者特别易于老化的任何其他类型的传感器，其可以是MEMS传感器的形式，或本领域公知的任何其他形式的传感器。

在基于聚合物的传感器中，材料特性(例如，介电性、电阻、体积、电容等)的变化可归因于环境影响，特别是对应于聚合物传感器的特定设计特性。

作为示例，在用于感测和测量水合的实施例中，检测器117在暴露于水时吸收并且扩散水分子。吸收和扩散导致聚合物的尺寸变化和溶胀。溶胀可以使用均匀分布在整个聚合物中的导电颗粒来测量。随着溶胀增加导电颗粒的分离，聚合物的体电阻测量结果可以用作指示符，或者在适当校准时可以用作湿度的测量结果。

在一些实施例中，检测器117可以是若干基于聚合物的传感器的组合。作为示例，检测器117可以是电阻式变化聚合物、溶胀聚合物或电容式变换聚合物的组合。有利地，与单一类型的聚合物传感器相比，在检测器117中包括组合工作的几种类型的聚合物传感器提高了数据准确度并且减小了测量误差，减小了由于校准误差或校准变化导致的误差，减小了由于暴露于环境引起的老化相关误差，并且增强了对感兴趣的离子或导电化合物或感兴趣的电介质元件的灵敏度和选择性。

传感器电路119从检测器117接收与由检测器117执行的相关测量相对应的电信号。图3示出了包括检测器117和传感器电路119的实施例传感器模块113的框图。传感器电路119可以包括存储器131存储装置、微处理器133、通信接口电路135、传感器接口信号控制电路137、安全/校准数据电路139、电流源141和模数转换器(ADC)143。

传感器接口信号控制电路137可以与微处理器133相结合使用以使得电流源141能够向检测器117提供电流。在一个实施例中，检测器117可以是电阻式变化聚合物，其中检测器117的电阻响应于刺激而变化。由电流源141提供的电流流过检测器117，并且参考接地源145的电阻器两端的电压通过使用ADC 143而从模拟信号转换为数字信号。当检测器117中的电阻响应于刺激而改变时，ADC 143处的相关电压也发生变化。

来自ADC 143的测量结果在传感器电路119的传感器接口信号控制电路137处接收。从检测器117收集的原始数据可以由微处理器133使用例如存储在安全/校准数据电路139中的校准数据来处理。然后，原始数据或已处理的数据可以存储在传感器电路119的存储器131中。另外，存储器131还可以包含用于测量、收集、处理和传输从传感器电路119到NFC电路115的数据的指令。然后，传感器电路119可以使用通信接口电路135从传感器模块113向NFC电路115传输原始数据或已处理的数据。

图4示出了包括多个检测器117和传感器电路119的另一实施例传感器模块113的框图。在图4中，除了先前关于图3描述的部件之外，传感器模块113中还包括多个检测器117、电流多路复用器147和多个开关149，尽管在图4中仅示出了三个检测器117，但是可以设想多个检测器117。

如图所示，每个检测器117使用开关149连接到电流源141和电流多路复用器147。在该配置中，取决于开关149配置，可以同时收集多个测量结果。可以使用传感器模块113的ADC 143将每个测量结果转换为数字信号。在一些实施例中，开关149、电流源141和电流多路复用器147可以例如通过使用微处理器133而被配置为从作为独立单元或统称为一组检测器117的个体检测器117收集测量结果。可以有利地选择有源开关149和因此有源检测器117的数目以最小化适当地操作该组有源检测器117必需的电流量(即，最小化功率要求)。

图5示出了实施例NFC功率接收器121的框图。如图所示，NFC功率接收器121可以包括被设计为以13.56兆赫(MHz)频率操作的接收天线161、功率管理单元163、存储器165存储装置、微控制器167、通信接口169、DC-DC转换器171和电荷存储装置173。

NFC功率接收器121是无线电路，其接收由移动设备103提供的感应功率，移动设备103使用NFC协议标准在13.56MHz的无线电频带内操作。在典型的NFC功率接收器121中，接收天线161(例如，线圈)充当电感器，并且移动设备103与NFC供电传感器101之间的相互作用磁场在NFC功率接收器121中感应出电流。接收天线161可以可选地具有用于优化接收天线161的性能的调谐电路。。

在一些实施例中，使用DC-DC转换器171和功率管理单元163来管理电流，并且因此，感应电流被调节到适合于NFC供电传感器101的操作的电平。图5示出了实施例NFC功率接收器的框图。在一些实施例中，NFC功率接收器121还可以包括存储指令的存储器165，这些指令由微控制器167处理以操作NFC功率接收器121。在一个实施例中，NFC功率接收器121可以可选地包括用于电荷存储的电荷存储装置173，诸如电容器、电感器和电池单元。

在NFC功率接收器121处感应出的功率通过使用通信接口169而传送到NFC供电传感器101的各种部件。

图6示出了实施例NFC数据收发器123的框图。NFC数据收发器123包括接收天线181、发射天线183、微控制器185、存储器187、通信接口189和数据控制器191。

NFC数据收发器123是分别从移动设备103接收数据和向移动设备103传输数据的无线电路。NFC数据收发器123可以具有例如线圈形式的单独的发射天线183和接收天线181。然而，在一些实施例中，接收天线181和发射天线183可以是单个天线。在一些实施例中，NFC功率接收器121和NFC数据收发器123可以具有单个共用天线，以有助于更紧凑和更薄的NFC供电传感器101。

NFC数据收发器123还可以是用于与数据通信相关的成帧和同步任务的数据控制器191。NFC数据收发器123具有用于从传感器模块113接收传感器信息以及向移动设备103传输传感器信息的通信接口189形式的传感器和数据输入和输出。

存储器187可以被配置为存储用于微控制器185的处理以用于NFC数据收发器123的正确操作的指令。

如图所示，检测器117和传感器电路119是NFC供电传感器101的单独部件，然而，也可以预期具有这两个部件的功能的设备。类似地，也可以预期具有NFC功率接收器121的功能和NFC数据收发器123的功能的单个设备。

再次参考图2，传感器封装件111容纳传感器模块113和NFC电路115。传感器封装件可以根据要测量的刺激来从各种形状因子中被选择。

在一个实施例中，传感器封装件111可以是容纳移动设备103的外壳。可替代地，传感器封装件111可以是位于移动设备103上或位于移动设备103的保护壳上的粘贴标签的形式，如图7所示。在这样的实施例中，NFC供电传感器101到移动设备103的接近提供了接近连续的操作能力的可能性。

作为另一示例，粘贴标签可以是覆盖痂或伤口的粘性绷带(例如，创可贴)的形式，如图8所示。粘贴标签中的嵌入式传感器可以检测伤口处的污垢、细菌或感染的存在，或者以与例如血液含量相关的百万分率(PPM)水平来量化。粘性绷带还可以用作透皮传感器中的皮肤贴片以通过测量皮肤表面处的透皮乙醇浓度来检测例如酒精或乙醇含量水平。

在一些实施例中，传感器封装件111可以是例如用作健康传感器以测量血流量、血液含量、体温、血铅水平等的可植入传感器。传感器封装件111可以被设计为***患者的皮肤下。然后，当移动设备位于NFC供电传感器101附近时，所得到的植入的NFC供电传感器101可以测量数据并且将数据传输到外部移动设备103。

在一个实施例中，可以使用个人容易且经常访问的物品作为传感器封装件111。作为示例，传感器封装件111可以是衣物、珠宝(例如，戒指、项链等)、钥匙链、连接到钥匙链的设备或钱包。

在又一实施例中，传感器封装件111可以是医疗或商业传感设备的形式。作为示例，可以使用用于从个体的唾液或前额、压舌板或温度计取样的拭子作为传感器封装件111。

总之，可以使用移动设备103可访问的任何设备作为传感器封装件111。作为对移动设备103的分开的模块的NFC供电传感器101在NFC供电传感器101形式的有效的感测设备中以及在移动设备103形式的通用数据分析设备中提供了很多优点。

在一些实施例中，传感器封装件111可以被优化以使用背板和MEMS结构以各种最佳化学流设计技术和模式来最大化空气或液体的流动。

图9示出了用于执行本文所述方法的实施例NFC供电传感器101的框图，其可以被包含在移动设备103外部的传感器封装件111中。如图所示，除了先前在上面参考图2至图6描述的传感器模块113和NFC电路115之外，NFC供电传感器101可以可选地包括开关201、安全ID芯片203、电荷存储装置205、控制电路207、牺牲传感器模块209和膜211。

开关201可以用于激活通常处于不活动或未供电状态的NFC供电传感器101的感测处理。开关201有助于确保在期望时接通设备并且禁止无意的基于NFC的触发。作为示例，当移动设备103正在用于例如支付交易时，为了减小对移动设备103的其他操作的干扰，NFC供电传感器101处于不活动状态。

当NFC供电传感器101连续地定位在移动设备103附近时，例如，在附接到移动设备103的背面的粘贴标签的情况下，开关201可能是有利的。为了减小由粘贴标签从NFC供电传感器101消耗的功率并且为了提高功率效率，NFC供电传感器101通过开关201被激活。

在一个实施例中，开关201可以是用户动作触发开关(例如，按钮开关、呼吸激活开关、应用等)，其在外部触发并且在要由移动设备103获取和接收测量结果时用于激活NFC供电传感器101。

作为示例，开关201可以响应于用户按下闭合通常断开的电路以激活NFC供电传感器101的电路部件而被激活。

在另一示例中，开关201可以响应于移动设备103使用移动设备103上的应用传输到传感器模块113的信号而被激活。用于激活NFC供电传感器101的应用可以是用于从NFC供电传感器101传送和接收测量结果的相同应用。应用可以可选地请求用户通过按下或压下如图10所示的NFC供电传感器101上的指定垫221来激活开关201。

在一些实施例中，开关201可以是响应于内部事件而激活NFC供电传感器101的内部触发的开关(例如，定时器、内部电荷耗尽等)。在另一示例中，NFC供电传感器101可以具有电荷存储装置205(例如，电容器、电池等)，电荷存储装置205在一段持续时间内保持电荷并且由移动设备103使用NFC协议进行再充电。NFC供电传感器101可以在与电荷存储装置205相关的完全充电模式或电荷耗尽时段期间被激活并且进行测量，并且在电荷存储装置205的再充电期间被去激活。

作为另一示例，NFC供电传感器101可以具有用于在一段时间内对刺激进行量化测量的内部时钟或定时电路202。可以例如每5分钟激活NFC供电传感器101以进行测量。在测量完成时，可以去激活传感器直到下一激活时段。内部时钟或定时电路可以是控制电路207的一部分。控制电路207与开关201相结合可以用于以设定的间隔激活NFC供电传感器。

作为另一示例，开关201可以响应于患者在NFC供电传感器101上呼吸而被激活。开关201可以响应于由呼吸动作形成的凝结形成的接触而被激活。控制电路207中的伴随电路可以连续地被启用或者替代地并且为了功率效率目的而以特定间隔开启以检测诸如受试者的呼吸动作等触发。如果控制电路207中的伴随电路检测到触发，则可以激活开关201以检测暴露于NFC供电传感器101的空气分子中的细菌水平。

开关201的另一好处是减小了调谐设计要求以及由移动设备103的接收和发射天线、NFC供电传感器101和任何其他第三方NFC设备处的辅助或不兼容的射频(RF)辐射设备引起的潜在损坏。

通常，彼此邻近的多个谐振电路导致谐振电路中的影响和相应传输部件处的负载变化。失谐会导致功率效率降低，标准不合规，并且在某些情况下会导致部件损坏。

安全ID芯片203可以用于提供通过移动设备103对NFC供电传感器101的加密的、安全的识别或双因素认证(2FA)。作为示例，在制造期间，设备制造商可以执行每个NFC供电传感器101的单独表征或校准或者NFC供电传感器101的组(例如，制造批次等)的校准。

在一些实施例中，校准信息、传感器特定数据处理指令(例如，处理系数、处理等式等)和/或传感器特定制造细节(例如，制造日期、操作寿命等)可以存储在远程服务器105中并且标记有与NFC供电传感器101或NFC供电传感器101的制造批次相关联的标识号(例如，加密的序列号)。移动设备103可以使用由安全ID芯片203提供的安全标识信息来与远程服务器105通信以接收相应的信息，例如，NFC供电传感器101特定的校准信息。这允许由移动设备103或远程服务器105执行安全且个性化的校准分析。

在另一实施例中，校准信息、传感器特定数据处理指令和/或传感器特定制造细节可以存储在安全ID芯片203中。安全ID芯片203可以具有存储该信息的非易失性存储器类型的存储部件，该部件可以由移动设备使用NFC技术安全地访问。

安全ID芯片203还可以用作设备认证工具以防止对存储在NFC供电传感器101上的电子数据的未授权访问，或者防止使用NFC供电传感器101的未经授权的版本(例如，非法的伪造品或仿冒品)。安全ID芯片203还可以用作访问授权实用程序以向移动设备103或NFC供电传感器101提供在产品制造期间不可用的附加信息。作为示例，移动设备103可以能够使用NFC供电传感器101的安全ID芯片203信息来访问与产品召回有关的批次信息或者对来自远程服务器105的处理指令的调节。

牺牲传感器模块209可以具有与传感器模块113相同的部件，并且功能类似于传感器模块113。然而，与传感器模块113不同，牺牲传感器模块209不暴露于刺激并且与刺激隔离。作为示例，牺牲传感器模块209可以被完全隔离或者可以仅暴露于有限的刺激集合。

在NFC供电传感器101的操作寿命期间，NFC供电传感器101暴露于各种环境事件(例如，温度循环等)，这可能潜在地引起测量结果的值在NFC供电传感器101的操作寿命期间发生变化和漂移。由于牺牲传感器模块209暴露于与传感器模块113类似的环境，由于暴露于热、冷、冲击、湿度或装配而引起的测量结果的变化和漂移在牺牲传感器模块209与传感器模块113之间共享。来自牺牲传感器模块209的测量结果然后可以用作基线测量结果或校准参考以排除由于因环境(例如，温度、气体)老化导致的聚合物漂移而引起的变化，并且通过相应的校正因子提高了测量准确度。

牺牲传感器模块209还可以用于指示NFC供电传感器101寿命终止和处置时间。可以将从牺牲传感器模块209输出的数据与可接受性阈值进行比较，如果不满足，则可以指示NFC供电传感器101的寿命终止。

在一些实施例中，牺牲传感器模块209可以位于传感器模块113的相对侧，其不暴露于刺激。在一些实施例中，牺牲传感器模块209可以包括将牺牲传感器模块209隔离而不暴露于特定刺激的膜过滤器，该特定刺激被暴露于传感器模块113。

控制电路207可以用于处理由传感器模块113和牺牲传感器模块209收集的原始数据。控制电路207可以包括存储器213和用于执行存储在存储器213中的指令的处理器215。在一些实施例中，处理器215可以用于处理指令以收集传感器信息并且使用NFC电路115将信息传输到移动设备103。在一些实施例中，控制电路207可以用于控制NFC供电传感器101的各种部件。存储器213还可以用于存储从传感器模块113和/或牺牲传感器模块209收集的测量结果。

存储器213还可以用于存储要由控制电路207的处理器处理的传感器校准信息和/或处理器可执行指令。存储器213可以实现为通过NFC电路115中的NFC功率接收器121、电荷存储装置205、可选的电容器或可选的电池来接收功率的非暂态处理器可读介质(例如，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)等)。非暂态介质可以包括一个或多个固态存储器设备和/或具有可移动和可能可移除的存储介质的存储器设备。

膜211可以充当各种过滤器以有效地仅允许传感器模块113接收颗粒或微粒。在一些实施例中，可以使用多个膜来过滤NFC供电传感器101的不同类型的传感器的输入。作为示例，流体阻挡膜可以用在呼吸传感器上以检测空气分子的某些特性，而有机阻挡膜可以用在液体传感器上以检测水分子的特定细节。

作为另一示例，一种类型的膜过滤器(诸如Gore-Tex材料)可以用于阻挡水但是允许空气到达NFC供电传感器101。在另一示例中，一种类型的膜过滤器(诸如简单的塑料)允许压力和温度刺激通过但是防止在NFC供电传感器101处暴露于液体。在又一示例中，疏水材料可以用于阻挡暴露于水但是允许醇或油通过。

膜211可以是传感器封装件111的一部分，或者替代地，作为涂层施加在传感器模块113(片上膜)上。片上膜和多膜封装的使用允许在智能鼻子装置(即，多传感器设备)中的更广泛的应用。

作为示例，在诸如图4所示的多传感器NFC供电传感器101中，每个检测器117或一组检测器117可以被设计为测量不同的刺激。在这样的设备中，每个检测器117或一组检测器117可以具有单独的膜过滤器211以隔离暴露于与该配置相关联的特定刺激。一组检测器117可以具有防止暴露于液体但允许暴露于空气的膜过滤器211，而第二组检测器117可以具有防止暴露于空气但允许暴露于液体的膜过滤器211。

图11示出了用于执行本文描述的方法的实施例NFC供电传感器101的示意图。如图所示，NFC供电传感器101可选地在环境耦合的过滤器201处接收物理或化学刺激。

检测器117感测刺激，并且传感器电路117使用NFC数据收发器123将测量结果发送到移动设备103。NFC供电传感器101通过使用NFC功率接收器121来被供电。

这里总结了本发明的示例实施例。从整个说明书和本文中提交的权利要求中还可以理解其他实施例。

示例1.一种传感器设备包括第一检测器电路、近场通信(NFC)电路和传感器封装件。第一检测器电路被配置为使用电阻式变化聚合物类型检测器、电容式变换聚合物类型检测器、电介质变化聚合物类型检测器、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器来检测刺激。NFC电路具有NFC功率接收器和NFC数据收发器。NFC功率接收器被配置为使用NFC标准协议从移动设备接收功率并且针对传感器设备提供操作功率。NFC数据收发器被配置为使用NFC标准协议向移动设备传输数据，该数据对应于第一刺激。传感器封装件被配置为容纳第一检测器电路和NFC电路。

示例2.根据示例1的传感器设备，还包括第一膜过滤器，第一膜过滤器被配置为将第一刺激引导到第一检测器电路并且从第一检测器电路阻挡不期望的刺激。

示例3.根据示例1或2的传感器设备，还包括被配置为检测第二刺激的第二检测器电路，其中第二检测器电路包括电阻式变化聚合物、电容式变换聚合物、电介质变化聚合物、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器。

示例4.根据示例1、2或3之一的传感器设备，还包括第二膜过滤器，第二膜过滤器被配置为将第二刺激引导到第二检测器电路并且从第二检测器电路阻挡第二不期望的刺激。

示例5.根据示例1的传感器设备，其中传感器封装件具有粘贴标签的形状因子。

示例6.根据示例1的传感器设备，其中传感器封装件具有粘性绷带的形状因子。

示例7.根据示例1的传感器设备，还包括牺牲传感器电路。牺牲传感器电路包括第二检测器电路，第二检测器电路被配置为使用膜过滤器与第一刺激隔离，并且牺牲传感器电路被配置作为用于确定第一检测器电路的性能漂移的参考测量。

示例8.根据示例1的传感器设备，还包括被配置为提供对传感器设备的安全访问的安全ID芯片。

示例9.根据示例1的传感器设备，还包括安全ID芯片和处理器。安全ID芯片被配置为存储传感器设备的校准信息，并且处理器被配置为根据第一刺激和校准信息生成由NFC数据收发器传输的数据。

示例10.根据示例1的传感器设备，还包括被配置为提供传感器设备的真实性的验证的安全ID芯片。

示例11.根据示例1的传感器设备，还包括被配置为提供安全参考标签的安全ID芯片，安全参考标签用于从特定于传感器设备的外部设备取回传感器设备信息。

示例12.一种用于使用传感器设备感测刺激的方法，包括通过传感器设备的近场通信(NFC)电路使用NFC标准协议从移动设备接收感应电流，感应电流用于向传感器设备供电。该方法还包括通过传感器设备的检测器电路检测刺激。检测器电路是电阻式变化聚合物、电容式转换聚合物、电介质变化聚合物、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器。该方法还包括通过传感器设备的传感器电路将刺激转换为数字信号，并且通过传感器设备的NFC数据收发器使用NFC标准协议向移动设备传输数字信号。

示例13.根据示例12的方法，还包括通过传感器设备的第二检测器电路检测第二刺激，其中第二检测器电路包括电阻式变化聚合物、电容式变换聚合物、电介质变化聚合物、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器。该方法还包括通过传感器电路将第二刺激转换为第二数字信号，并且通过NFC数据收发器向移动设备传输第二数字信号。

示例14.根据示例12的方法，还包括通过传感器设备的膜过滤器来从检测器电路过滤不期望的刺激并且将刺激引导到检测器电路。

示例15.根据示例12的方法，还包括通过NFC数据收发器从移动设备接收数据，其中数据用于将刺激转换为数字信号。

示例16.根据示例15的方法，其中数据包括校准数据或处理指令。

示例17.根据示例12的方法，还包括通过传感器设备的牺牲传感器电路检测用于确定检测器电路的性能漂移的基线测量结果。

示例18.根据示例17的方法，还包括根据牺牲传感器电路的基线测量结果来确定检测器电路的过时。

示例19.根据示例12的方法，其中检测刺激还包括根据内部时钟或定时电路以预定时间间隔测量刺激。

示例20.根据示例12的方法，还包括在检测刺激之前激活传感器设备，传感器设备在被激活之前处于去激活模式。

示例21.根据示例20的方法，其中激活传感器设备包括响应于暴露于由传感器设备的用户的呼吸凝结而激活传感器设备。

示例22.一种传感器设备，包括检测器电路、近场通信(NFC)电路、传感器电路、非暂态存储器存储装置和处理器。检测器电路包括电阻式变化聚合物、电容式变换聚合物、电介质变化聚合物、基于石墨烯的传感器或金属氧化物(MOX)类型检测器。NFC功率接收器包括天线和功率管理单元。NFC电路被配置为使用NFC标准协议从移动设备接收感应电流，其中感应电流用于操作传感器设备。非暂态存储器存储装置包含指令，并且处理器与非暂态存储器存储装置通信。处理器执行指令以使用检测器电路检测刺激，使用传感器电路将刺激转换为数字信号，以及通过NFC数据收发器电路使用NFC标准协议向移动设备传输数字信号。

示例23.根据示例22的传感器设备，还包括用户动作触发开关，其中处理器执行指令以启用传感器设备在用户动作触发开关的激活时检测刺激并且在用户动作触发开关的去激活时禁用传感器设备。

示例24.根据示例23的传感器设备，其中用户动作触发开关的激活包括将NFC功率接收器的天线耦合到功率管理单元。

示例25.根据示例23的传感器设备，其中用户动作触发开关的去激活包括将NFC功率接收器的天线与功率管理单元去耦。

示例26.根据示例22的传感器设备，其中处理器执行指令以从移动设备接收校准数据，其中刺激通过使用校准数据而转换为数字信号。

示例27.根据示例22的传感器设备，其中处理器执行指令以将数字信号存储在非暂态存储器存储装置中。

示例28.根据示例22的传感器设备，其中传感器设备处于去激活模式，并且其中处理器执行指令以响应于触发传感器设备的切换而激活传感器设备。

示例29.根据示例28的传感器设备，还包括被配置为根据由NFC接收的感应电流存储电荷的电荷存储装置。

虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但是说明书并不旨在以限制意义来解释。参考说明书，本领域技术人员将清楚说明性实施例的各种修改和组合以及本发明的其他实施例。因此，所附权利要求旨在涵盖任何这样的修改或实施例。