[發明專利]一種能夠實時控制工作距離的RFID卡及控制方法

無效

• 申請號: 201310391159.6
• 申請日: 2013-09-01
• 公開（公告）號: CN103473588A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 章偉;趙田野
• 申請（專利權）人: 章偉
• 主分類號: G06K19/07
• 分類號: G06K19/07;A45C11/18
• 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RFID卡，尤其涉及一種能夠實時控制工作距離的RFID卡及控制方法。

背景技術

隨著社會經濟及技術的發展，人們的日常生活越來越離不開各種RFID卡。例如，現在每個人所擁有的第二代身份證；例如，人們乘坐地鐵、公交所用的公交卡；例如，人們上下班所用的考勤卡；再例如，通過高速路收費站所用的不停車收費卡；幾乎可以這樣說，人們現在日常生活已經離不開RFID卡，RFID卡儼然已經成為我們生活不可或缺的一部分。

UHF?RFID標簽由兩部分組成，一分部為標簽芯片，另外一部分為標簽天線；

如圖1所示，右側為標簽芯片的等效電路，左側為標簽天線的等效電路；當天線與標簽各自阻抗共軛對應時，UHF?RFID標簽實現最好的阻抗匹配；

標簽天線與標簽芯片阻抗共軛關系如下：

Z_ANT=R_ANT+j*X_ANT?Z_IC=R_IC+j*X_IC?R_ANT=R_IC?X_ANT=-X_IC

參照圖2所示，以Alien?Higgs(TM)3芯片為例，采用ADS軟件對其芯片等效電路進行阻抗仿真，可以取Alien?Higgs(TM)3芯片的并聯電阻Ri的值等于為1500W，并聯電容Ci的值等于0.85pF。參照圖3為仿真所得標簽芯片阻抗實部曲線，在920MHz頻率處其阻抗實部值為27.1歐姆；參照圖4為仿真所得標簽芯片阻抗虛部曲線，920MHz頻率處其阻抗虛部值為-199.8歐姆。那么標簽天線的阻抗根據共軛條件，應該為阻抗實部相等或接近，阻抗虛部互為相反數，為最佳匹配。

如圖5和圖6所示，由于該UHF?RFID標簽，只具備匹配環，沒有天線兩臂，存在以下特性：

（1）由于沒有天線兩臂，天線阻抗實部極低，無法實現與芯片良好的阻抗共軛匹配；

（2）由于沒有天線兩臂，只能靠電磁場近場耦合的方式進行工作。

由于其阻抗失配和近場耦合的工作方式，決定了標簽只能被近距離讀寫，讀取距離只能在小于10cm的范圍。

該RFID卡可以被運用于公交、地鐵、飯卡等等對于讀取距離有嚴格范圍限制的場景中；

但是由于不同運用場景的RFID卡對于讀取距離的要求往往是不一樣的，

（1）例如，我們乘坐地鐵所使用的公交卡，在入閘或出閘的時候，這種RFID公交卡必須在有限的距離（小于10cm）工作，如果工作距離過遠，極容易導致誤刷附近乘客的RFID公交卡，從而造成糾紛而導致閘機口的擁堵。再例如，我們在食堂所用的RFID飯卡，也必須嚴格控制住距離（小于10cm）；在如此擁堵的情況下，造成誤刷的情況是誰也不想看到的；

（2）但是并非所有的RFID卡的運用都是要求嚴格控制在小范圍距離內的，有非常多的運用往往希望RFID卡的工作距離能夠盡量遠一些；例如，我們的考勤RFID卡，如果其工作距離被嚴格控制在小于10cm的距離內，我們往往可以看到早晨臨近上班時間，一群員工在那里排隊等待刷卡的情況，非常地耽誤時間也很不方便；假如，此時考勤RFID卡可以被大范圍的遠距離讀取，那么員工直接走過一個刷卡區域就可以被考勤記錄下來，免去了排隊等待的麻煩。再例如，不停車收費系統，我們只需要將可以被遠距離讀取RFID卡固定在車輛的擋風玻璃上，車輛就可以不停車地通過收費閘口，并且完成收費的程序，如果卡的工作距離被限定在小于10cm的距離內，不停車收費是不可能實現的。

（3）正是由于日常生活中運用RFID卡的場合越來越多，但是各個運用場合對RFID的工作距離的要求是完全不一樣的，這就要求我們要隨身攜帶各種各樣的卡，例如公交卡、考勤卡、飯卡、停車場卡等等，造成難以辨識、容易遺漏的情況。那么如果有一種方法，在一些場合可以嚴格控制RFID卡在小于10cm的距離內工作，同時在另一些場合也可以使RFID卡遠距離工作，并且其近遠距離的工作模式可以由卡的持有者實時控制，那么將極大地減少用戶對卡的持有數量，各種運用場合的功能就可以集成在一張卡上，極大地方便了用戶的使用，具有革命性的的開創意義。

（4）由于用戶對卡的使用要求，RFID卡一般都是無源的，沒有安裝電池的問題，攜帶方便，安全可靠，使用壽命長。