[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

说明书

本发明提供了一种基于标准化模块及磁学式互连的自由可重构系统。该系统包括：标准传感模块、标准供能模块和标准底板处理电路，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，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。本发明的系统基于单套标准化可控工艺，兼备性能高效、可靠、抗干扰；用户可以根据不同应用场景随时随地“搭建”满足自身需求的集成化智能微系统，实现成本低、多次复用且简便易行的标准化应用，具有多功能、标准化、集成化、自供能、可重构等五大优势。

技术领域

本发明涉及传感微系统搭建技术领域，尤其涉及一种基于标准化模块及磁学式互连的自由可重构系统。

背景技术

当下，随着硅加工技术与其他学科的不断融合，出现的微机电(Micro electromechanical system,MEMS)技术为人类生活带来的诸多便利，已经普及的高精密MEMS器件却摆脱不了硬质的材料属性、不便携的体积、检测功能分立等问题，且出厂后无法根据用户实际所需，自主式选择/更改针对性的功能模块。研究人员提出的“电子皮肤”、“电子纹身”等新兴技术，实现多功能集成化且各功能层一定程度实现重复利用，但各层在替换时是整体置换，无法置换各层中的内部部分；材料粘接的互连模式使得用户很难在置换后实现层与层之间的对准，即无法保证系统有效互连。

随着金属-有机框架材料(Metal Organic Framework,MOF)、钙钛矿(Perovskite)和石墨烯(尤其是激光诱导石墨烯(Laser-induced Graphene, LIG)技术)的出现，由于其突出的物理化学性能，相较于传统硅材料，在性能要求更高更多样化的智能系统面前更具潜力。

目前，现有技术中基于上述某种材料实现的集成系统至少存在以下缺点：

其一，各功能模块尚未实现标准化制备，在搭建集成系统时出现模块工作相互干扰且部分材料工艺互不兼容，模块实现高性能但无法区分且不可靠；

其二，整体搭建时传统的互连模式使得系统功能固定，无法特异性满足用户需求，且模块功耗及系统能源供给没有量化配置，造成资源不匹配甚至浪费。

发明内容

本发明的实施例提供了一种基于标准化模块及磁学式互连的自由可重构系统，以克服现有技术的问题。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案。

一种基于标准化模块及磁学式互连的自由可重构系统，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。

优选地，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。