[發(fā)明專利]一種無(wú)源射頻標(biāo)簽的智能化能量管理系統(tǒng)與能量管理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410009440.3
• 申請(qǐng)日: 2014-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103714378A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳邊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 卓捷創(chuàng)芯科技(深圳)有限公司
• 主分類號(hào): G06K19/077
• 分類號(hào): G06K19/077;H02M7/06;H02M3/155
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體是指一種用于無(wú)源射頻標(biāo)簽的智能化能量管理系統(tǒng)，以及應(yīng)用該智能化能量管理系統(tǒng)對(duì)無(wú)源射頻標(biāo)簽進(jìn)行智能化能量管理的方法。

背景技術(shù)

無(wú)源射頻識(shí)別(Radio?Frequency?Identification，RFID)標(biāo)簽本身不帶電池，其依靠讀卡器發(fā)送的電磁能量工作。由于它結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)用，因而其在物流管理、資產(chǎn)追蹤以及移動(dòng)醫(yī)療領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。

無(wú)源RFID標(biāo)簽工作時(shí)，其會(huì)從周圍環(huán)境中吸收讀卡器發(fā)送的電磁能量。無(wú)源RFID標(biāo)簽在吸收能量之后，將一部分能量整流為直流電源，以供無(wú)源RFID標(biāo)簽內(nèi)部電路工作；無(wú)源RFID標(biāo)簽還將另一部分能量輸入內(nèi)部的調(diào)制解調(diào)電路。調(diào)制解調(diào)電路會(huì)對(duì)該能量中攜帶的幅度調(diào)制信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，并將解調(diào)后的信號(hào)發(fā)送給無(wú)源RFID標(biāo)簽的數(shù)字基帶部分處理。

由于無(wú)源RFID標(biāo)簽與讀卡器的距離是變化的，因此，當(dāng)無(wú)源RFID標(biāo)簽工作時(shí)，其從周圍環(huán)境中吸收的電磁能量也是變化的。當(dāng)無(wú)源RFID標(biāo)簽離讀卡器太近或讀卡器發(fā)送的電磁能量太強(qiáng)時(shí)，無(wú)源RFID標(biāo)簽接收到的信號(hào)強(qiáng)度也較強(qiáng)，以至線圈上感應(yīng)的電壓超過(guò)了芯片中整流器模塊所用的晶體管的耐壓極限，造成晶體管的永久性損壞，導(dǎo)致RFID標(biāo)簽失效。

無(wú)源RFID標(biāo)簽通過(guò)負(fù)載調(diào)制的方式傳輸數(shù)據(jù)到讀卡器，讀卡器端的線圈探測(cè)到RFID標(biāo)簽端線圈的阻抗變化從而獲取數(shù)據(jù)。當(dāng)無(wú)源RFID標(biāo)簽離讀卡器太近或讀卡器發(fā)送的電磁能量太強(qiáng)時(shí)，從RFID標(biāo)簽端耦合回來(lái)的負(fù)載調(diào)制信號(hào)容易造成讀卡器接受端的飽和，以至通訊失敗。這種失敗在讀卡器首先發(fā)命令然后等待RFID標(biāo)簽應(yīng)答的RTF通訊模式（Reader?Talk?First）下更容易發(fā)生。

為了解決上述耐壓可靠性以及讀卡器接受飽和的問(wèn)題，RFID標(biāo)簽芯片電路內(nèi)部需要施加幅度限制處理電路，以確保RFID標(biāo)簽上的天線兩端電壓被限制在一個(gè)預(yù)定的數(shù)值。幅度限制的實(shí)施可采用從整流支路上漏電流到地的方法，從而使整流器輸出的電壓水平得到控制。最理想化的設(shè)計(jì)要求漏電流通路在極弱場(chǎng)的情況下能夠被有效關(guān)斷，即完全不漏電，而在逐漸增強(qiáng)的場(chǎng)情況下，漏電流通路能夠隨時(shí)控制開(kāi)始漏電的起點(diǎn)，以及漏電流的多少，達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)整的目的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于提出一個(gè)完整的智能化RFID能量管理的實(shí)施方案，通過(guò)對(duì)無(wú)源RFID標(biāo)簽的電感線圈天線所吸收并整流后的直流信號(hào)幅度進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換，智能化的管理策略得以在數(shù)字邏輯控制模塊中充分發(fā)揮，該管理策略不但有選擇的確定限幅電路工作時(shí)的限幅電壓的高低，也通過(guò)數(shù)字控制邏輯信號(hào)智能化的關(guān)斷各模式下不必要工作的電路模塊，以達(dá)到低功耗和高靈敏度的性能要求。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案為：

一種無(wú)源射頻標(biāo)簽的智能化能量管理系統(tǒng)，所述該系統(tǒng)包括：

諧振電容，與諧振電感并聯(lián)連接于第一天線端與第二天線端之間，用于與諧振電感組成諧振電路，接收外部電磁場(chǎng)并將其耦合至整流電路；

整流電路，其輸入端連接至第一天線端與第二天線端，用于將所述諧振電路耦合的交流電源轉(zhuǎn)換為直流電源，所述整流電路的第一輸出端輸出至包括解調(diào)電路和智能化能量管理模塊在內(nèi)的所有模擬電路模塊，其第二輸出端輸出至電源電壓探測(cè)與判定電路，用于為電源電壓探測(cè)與判定電路提供判定電壓，其第三輸出端通過(guò)至少兩個(gè)并聯(lián)的N型MOS管接地作為放電通路，用于在場(chǎng)強(qiáng)過(guò)強(qiáng)時(shí)將電荷輸出至地；

至少兩路電源電壓探測(cè)與判定電路，所述至少兩路電源電壓探測(cè)與判定電路電源輸入端連接至所述整流電路第二輸出端，其輸出端連接至所述智能化能量管理模塊第一控制輸入端，用于根據(jù)所述第一天線端與第二天線端耦合的能量的大小生成邏輯信號(hào)輸入至所述智能化能量管理模塊；

解調(diào)電路，所述解調(diào)電路電源輸入端連接至所述整流電路第一輸出端，其控制輸入端連接至所述第一天線端與第二天線端之間，其輸出端連接至智能化能量管理模塊第二控制輸入端，用于根據(jù)天線兩端的電壓信號(hào)解調(diào)出標(biāo)簽所處于的使能狀態(tài)并輸入至所述智能化能量管理模塊；