[发明专利]基于标准化模块及磁学式互连的自由可重构系统

权利要求书

1.一种基于标准化模块及磁学式互连的自由可重构系统，其特征在于，包括：标准传感模块、标准供能模块和标准底板处理电路，所述标准传感模块分别与标准供能模块和标准底板处理电路利用磁力辅助实现互连自对准，所述标准传感模块用户按需从标准传感模块库中自由选取，所述标准供能模块根据用户需求从标准供能模块库中自由选取，整个系统实现基于磁学互连的自由可重构。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在所述标准底板处理电路的背面设置共用的底板互连线，所述标准传感模块和所述标准供能模块的引脚利用磁力辅助的互连模式与所述底板互连线之间进行自对准连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述标准传感模块、标准供能模块和标准底板处理电路采用平面多边形或者正投影为多边形的密排布构型，所述标准传感模块和所述标准供能模块的正面加工有源区图形，背面加工引出电极。

4.根据权利要求1或者2或者3所述的系统，其特征在于，所述标准传感模块根据用户的需求，通过磁学互连的方式从基于单套可控工艺的标准传感模块库中自由选取，所述标准传感模块库包括：物理传感模块和电化学传感模块以及两者的耦合模块，所述标准传感模块库实时根据用户反馈进行更新与完善。

5.根据权利要求1或者2或者3所述的系统，其特征在于，所述标准供能模块根据用户的需求，通过磁学互连的方式从基于摩擦-电磁复合发电机及超级电容器的标准能量模块库中自由选取，所述标准供能模块库包括用于复合采能的摩擦发电机和电磁发电机，以及用于储能的微型超级电容器，所述标准能量模块库实时根据用户反馈进行更新与完善。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述标准供能模块包括微型超级电容器、摩擦发电机和电磁发电机，利用能量管理电路提高供能模块之间的能量匹配度，并将标准传感模块的耗能和标准供能模块提供的能量进行量化。

7.根据权利要求1或2或者3所述的系统，其特征在于，所述标准底板电路包括引出电极、处理电路及无线传输模块，所述引出电极包括物理类传感器、采能模块、储能模块和电化学类传感器的双电极引出，以及电化学类传感器的三电极引出，所述处理电路包括能量管理模块、稳压器、两个低功率运算放大器以及具有蓝牙低功耗功能的可编程化系统芯片。

8.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述标准传感模块基于单套工艺制取材料本身参数化可控的电导率，及材料结构网络对多种物理参量敏感的属性，实现物理类传感器；或者，所述标准传感模块基于材料微纳结构具备高比表面积及亲疏水性可调的特性，在其表面淀积电化学敏感材料，实现电化学类传感器；或者，所述标准传感模块结合物理和化学两种传感机制，实现耦合类传感器。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，利用双面材料加工工艺实现所述系统的磁学互连可重构，具体包括：

标准传感模块使用双面材料加工工艺：在已有基底正面加工电极图形，根据传感机制选取外加敏感材料实现传感功能；在基底背面加工引出电极，并通过调节功率实现与正面的工作电极穿通；

在各标准模块背面及底板电路引线面分别淀积柔性复合磁材料，按规定取向充磁，通过控制充磁场强使模块单元与底座间形成磁力吸引，实现界面处的电学接触。

10.根据权利要求9所述的系统，利用磁学材料复合的方式实现所述系统的磁学互连可重构，具体包括：

在材料预先合成阶段掺入磁性材料颗粒，在材料后处理完毕后，对标准模块和底板电路进行取向充磁，使系统各组成单元本征具备磁性，实现系统磁学辅助互连。