[發明專利]一種用于半有源RFID傳感標簽的自動切換供電系統

無效

• 申請號: 201310264440.3
• 申請日: 2013-06-27
• 公開（公告）號: CN103413166A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 謝生;管坤;毛陸虹;戰金雷;張世林
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 韓素琴

技術領域

本發明屬于射頻識別領域及無線傳感領域，具體涉及用于低功耗半有源RFID傳感標簽的自動切換供電系統。

背景技術

射頻識別技術（Radio?Frequency?Identification，RFID）是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別標簽并且能夠進行雙向的數據傳輸。

RFID系統通常由閱讀器（Reader）、電子標簽（Tag）和主機三部分組成。RFID系統的工作原理是操作人員可以通過主機對閱讀器執行某些操作，閱讀器經天線發送載有命令信息的電磁波能量，標簽通過天線接收信息，并按照協議要求返回數據，最后閱讀器接收來自標簽的信息。嵌入智能傳感器的RFID標簽是無線傳感網絡WSN(Wireless?Sensor?Network)和物聯網的重要組成部分，是感知世界的“觸角”。因此，將傳感器與RFID技術結合，可實現更豐富的功能，大大拓展RFID的應用領域。如將溫度傳感器、血氧傳感器與RFID相結合，可構建遠程醫療服務體系。

以往的半有源標簽是根據接收信號強度指示（RSSI）值來初步判斷距離，然后根據工作距離遠近切換電源開關，實現無源到有源工作模式或者有源到無源工作模式的轉換。這種控制方法可以適當地節省功耗，并保持工作距離。然而，實際工作中，除了EEPROM讀寫或高精度傳感器操作以外，其他命令操作的功耗較低，因此，此時采用有源工作模式是對供電電源的極大浪費。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種用于半有源RFID傳感標簽的自動切換供電系統。本發明通過使用控制命令進行智能切換供電方式，提高了半有源RFID傳感標簽工作效率，降低功耗，節約資源，符合環保要求。另外，本發明提供多種電路接口，方便多種傳感器連接，通過不同的命令控制不同的傳感器，實現多種信息的實時檢測。

為了解決現有技術中存在的問題，本發明采用如下技術方案：

一種用于半有源RFID傳感標簽的自動切換供電系統，包括連接有天線和傳感器的標簽模塊，所述標簽模塊包括：用于將所述標簽模塊的射頻信號進行收集、存儲、調制、解調的射頻模擬單元，用于將所述射頻模擬單元的基帶信號進行解碼、校驗、處理的數字控制單元，用于根據所述數字控制單元的命令信號選擇供電模式的供電切換單元，用于保證所述供電切換單元工作的電源，用于根據所述數字控制單元的命令信號進行讀寫的存儲器。

所述數字控制單元包括：用于將射頻模擬單元發出的基帶信號恢復為原始命令信號的解碼模塊、用于將所述解碼模塊發出的原始命令信號進行高8位解析的解析模塊，用于將所述數字控制單元存在的原始命令信號中并行信號轉換成串行信號的寄存器模塊，用于將所述寄存器模塊發出的串行信號有選擇進行校驗的校驗模塊，用于將校驗結果正確的命令進行處理的命令處理模塊，用于產生16位隨機數的隨機數模塊，用于向所述存儲器進行讀寫操作的讀控制模塊和寫控制模塊，用于將所述數字控制單元向所述射頻模擬單元發出命令信號進行編碼的編碼模塊，所述數字控制單元還包括控制所述傳感器并接收所述傳感器返回信號的通用接口。

如果所述命令處理模塊收到所述校驗模塊產生的結果是錯誤的，則所述命令處理模塊不再對命令進行處理；如果所述命令處理模塊收到所述校驗模塊產生的結果是正確的，則所述命令處理模塊進行命令處理。

所述命令處理模塊針對不同的命令有不同的處理：

1)所述標簽模塊接收到正確的Select命令或NAK命令時，則只需進行狀態轉換，無需返回信息，所述標簽模塊工作在無源模式；

2)所述標簽模塊接收到正確的Query、QueryRep、QueryAdjust和Req_RN命令，所述標簽只需要返回16位隨機數或者16位隨機數和CRC-16校驗碼，此時16位隨機數通過所述寄存器模塊并串轉換，經過所述校驗模塊計算，然后經過所述編碼模塊編碼，輸出給所述調制模塊，經過調制以后的信號經所述天線發送，所述標簽模塊仍工作在無源模式；

3)所述標簽模塊接收正確的強制命令和可選命令時，啟動所述讀控制模塊和所述寫控制模塊，對所述存儲器進行讀寫操作，將所述命令處理模塊產生的并行信號通過所述寄存器模塊并串轉換，將轉換后的串行信號放在所述存儲器返回的信號之后，一起經過所述校驗模塊計算，然后經過所述編碼模塊編碼，輸出給所述調制模塊，經過調制以后的信號通過所述天線發出，所述標簽模塊工作在有源模式。