[發明專利]UHF主動式有源電子標簽通訊系統

在審

• 申請號: 200810141907.4
• 申請日: 2008-08-19
• 公開（公告）號: CN101404067A
• 公開（公告）日: 2009-04-08
• 發明（設計）人: 周必友
• 申請（專利權）人: 周必友
• 主分類號: G06K19/07
• 分類號: G06K19/07;G06K19/077
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電子標簽通訊方案，尤其是指一種UHF主動式有源電子標簽通訊系統。

背景技術

UHF標簽是RFID電子標簽中的一種，UHF電子標簽屬于無源電子標簽，在閱讀器的讀出范圍之外時，電子標簽處于無源狀態，在讀寫器的讀出范圍之內時，電子標簽從讀寫器發出的射頻能量中提取其工作所需的電源。無源電子標簽一般均采用反射調制方式完成電子標簽信息向讀寫器的傳送。UHF電子標簽具有識別距離遠、識讀率高、防沖突能力強、可擴展性好等特點，目前市場上的各種類型的讀寫器基本的工作原理都是一樣的，不同的地方主要體現在標簽返回信號的接收方式，因為標簽需要讀寫器提供能量才能工作，如果標簽微弱的信號在返回讀寫器期間微波功率發射不能關閉，因此讀寫器信號接收電路必須要在很強的微波信號和微弱的標簽返回信號混合進入時，能夠解調出所需的標簽信號，可以說這是讀寫器設計的難點、關鍵點所在，所以讀寫器設計的各種不同的方案的不同點也主要集中在這里。

電子標簽分主動式工作和觸發式工作二種，主動式有源電子標簽基本工作方式：電子標簽按照設定的間隔時間發射經過調制的微波信號，接收機接收到該信號以后經過微波放大及解調出數據信號，該數據信號送入控制單元按照擬定的通訊協議譯碼并上傳數據，完成一組數據的收發過程。接收機的天線特性決定了標簽工作時的方向性，即天線為全向接收時，標簽的位置相對于天線是360度工作，天線為定向接收時，標簽的位置相對于天線是在天線的夾角內工作。實際上，由于定向天線的前后比不可能做得很大，再加上接收機的高靈敏度，標簽在定向天線的四周都可以工作，只是在天線的主瓣區域內接收距離較遠，其它角度接收距離較近，不同位置的工作距離差異與天線的前后比相關。

觸發式有源電子標簽的工作方式與主動式基本相同，不同點主要是標簽平時并不發射信號，只是在進入讀寫器的工作范圍內(這里是指讀寫器發射功率的場強)，標簽被觸發工作。工作以后的狀態與主動的基本相同。

上述有源電子標簽通訊系統的組成主要是：電子標簽部分由一塊專用的“微波數字集成電路”配合單片機控制單元組成，其中微波集成單元包括鎖相環、微波調制(ASK、FSK)、微波功率放大等功能，有的集成模塊的發射功率可調。標簽的主要作用是發射經過調制的微波信號。接收機部分主要也是由“接受微波數字集成電路模塊”配合控制單元組成，其中微波集成單元主要有低噪聲接收放大器、鎖相環、90度正交混頻檢波電路、I和Q兩路正交解調及低頻放大器、脈沖整形等電路單元。其主要作用是設定一個與電子標簽完全一樣的本振頻率，一般是零中頻接受并解調標簽發射的微波信號，再經過控制單元處理后上傳數據。

除了上述的產品之外，還有雙頻工作模式、即標簽及讀寫器部分收發采用不同的頻率。但不管什么模式的工作系統，其基本的解決方案都是采用發達國家生產的微波集成收發電路，數據的調制與解調都由“微波集成電路”完成，收發系統設計生產比較簡單且但標簽的鋼性成本沒有降價的空間。兩種標簽通訊系統在實際應用中各有千秋，但在人員及車輛管理等方面，由于人體及汽車金屬膜的影響，無源卡的工作靈敏度不能滿足實際要求，有源標簽由于靈敏度很高，可以滿足距離要求。也正是有源系統靈敏度很高，導致讀卡的方向性比較差，即定向天線的背面也能進行通訊，這個特性給實際應用帶來許多難以克服的問題。

目前市場上遠距離RFID系統除UHF的頻段以外，基本都是有源標簽工作模式，從產品方案看主要是發達國家集成化的產品，不易仿制，從用戶角度講，購買價格太高，以2.4G產品為例，讀寫器(指有方向性天線的讀寫器)價格從3000元至5000元(人民幣)不等，標簽價格50元(人民幣)以上，這些對一般用戶來講都是難以承受的。

綜上，現有的電子標簽通訊方案其定向天線的方向性的確定存在著相當大的不足，且成本較高。基于以上分析，本發明人開發出來了920MHZ主動式有源電子標簽通訊系統。

發明內容

本實發明的目的在于提供一種UHF主動式有源電子標簽通訊系統，它降低了成本、使得接收電路接受到的模擬數據脈沖信號具有幅度可比性、接收靈敏度高。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：