[發(fā)明專利]一種半有源射頻識別標(biāo)簽及其實現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410049419.6
• 申請日: 2014-02-13
• 公開（公告）號: CN103761564B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梅年松;張釗鋒;姜道平
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇中科易正電子科技有限公司
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)31237
• 代理人: 鄭瑋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及射頻識別（Radio?Frequency?Identification，RFID）技術(shù)，特別是涉及一種高靈敏度、低功耗且通信距離長短可控的半有源射頻識別標(biāo)簽及其實現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

射頻識別（Radio?Frequency?Identification，RFID）標(biāo)簽的低功耗和通信距離是衡量標(biāo)簽性能的重要標(biāo)準(zhǔn)，目前主要通過電池輔佐的方法實現(xiàn)低功耗長距離通信。該方法以電池作為電路的能量源，對數(shù)字邏輯控制單元和模擬前端供電。標(biāo)簽對讀寫器的通信仍然采用反向散射調(diào)制方式實現(xiàn)，使得電池輔佐標(biāo)簽（半有源）對讀寫器的發(fā)射功率要求降低，即可以在讀寫器發(fā)射功率較低的情況下正常工作，延長了通信距離。

該技術(shù)可使得標(biāo)簽有效實現(xiàn)長距離通信，但是由于通信技術(shù)的限制，上行通信的距離仍然不能滿足人們的要求，例如在進行跟蹤、大量的資產(chǎn)設(shè)備管理等情況下往往要求更遠的通信距離。

針對延長半有源標(biāo)簽通信距離的問題，目前已有單純采用放大器放大反向散射信號的辦法，該方法在一定程度上可以延長半有源標(biāo)簽的通信距離，但是這種方法的放大器始終工作在放大模式，對電池的消耗很大。并且采用兩組天線，接收天線和發(fā)射天線單獨工作，這種延長通信距離的方法有悖于RFID標(biāo)簽低功耗和低復(fù)雜度的初衷。另外一種具有長距離無線通信屬性的標(biāo)簽是有源RFID標(biāo)簽，由于不以反向散射調(diào)制為通信手段，所以有源標(biāo)簽的通信距離最長，卻功耗很大。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種半有源射頻識別標(biāo)簽及其實現(xiàn)方法，可實現(xiàn)一種功耗低、靈敏度高，并且有效的延長無線通信距離的半有源RFID標(biāo)簽。

為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種半有源射頻識別標(biāo)簽，至少包括：

天線，接收讀寫器發(fā)出的射頻信號，并將射頻振蕩器模塊輸出的射頻信號發(fā)送給讀寫器；

整流穩(wěn)壓模塊，連接該天線，以將該天線接收的射頻輸入信號轉(zhuǎn)換為穩(wěn)壓直流并輸出；

電壓控制選擇模塊，連接該整流穩(wěn)壓模塊、電池以及可控信號放大器模塊、解調(diào)模塊、射頻振蕩器模塊，以根據(jù)該整流穩(wěn)壓模塊的輸出電壓與n個閾值電壓的比較結(jié)果選擇可控信號放大器模塊的工作模式與芯片供電電壓；

可控信號放大器模塊，包括n－1個增益級，連接該天線、整流穩(wěn)壓模塊、電壓控制選擇模塊以及解調(diào)模塊，以于該整流穩(wěn)壓模塊的輸出電壓高于第i-1個閾值電壓且低于第i個閾值電壓時啟動該可控信號放大器模塊的前n-i+1個增益級，該可控信號放大器模塊的第i-1個增益級在該整流穩(wěn)壓模塊的輸出電壓低于第i個閾值電壓但高于第i-1個閾值電壓時利用該電池供電，在該整流穩(wěn)壓模塊的輸出電壓高于第i個閾值電壓時利用該整流穩(wěn)壓模塊的穩(wěn)壓直流輸出電壓供電，并以與該整流穩(wěn)壓模塊的輸出電壓成反比的增益將天線接收的射頻輸入信號放大后輸出至解調(diào)模塊；

解調(diào)模塊，將該可控信號放大模塊輸出的射頻信號經(jīng)檢波、放大和比較處理為數(shù)字基帶信號；

邏輯控制單元，利用有限狀態(tài)機讀取存儲器內(nèi)信息并輸出基帶信號；

射頻振蕩器模塊，由該邏輯控制單元輸出的基帶信號觸發(fā)，輸出射頻信號通過天線發(fā)送給讀寫器。

進一步地，該電壓控制選擇模塊于V_dect<Vref1時關(guān)閉該可控信號放大器模塊的所有增益級，當(dāng)Vref1<=V_dect<Vref2時打開該可控信號放大器模塊的所有增益級，當(dāng)Vref(i-1)≤V_dect<Vref(i)時旁路該可控信號放大器模塊的i－2個增益級，當(dāng)Vref(n-1)≤V_dect<Vref(n)時旁路該可控信號放大器模塊的n－2個增益級，當(dāng)V_dect≥Vref(n)時旁路該可控信號放大器模塊的全部n-1個增益級，其中V_dect為該整流穩(wěn)壓模塊的輸出電壓，Vref1,Vref2,...,Vref(n)為n個閾值電壓，Vref1<Vref2<...<Vref(n)。

進一步地，該n個閾值電壓包括第一閾值電壓、第二閾值電壓，該電壓控制選擇模塊根據(jù)該整流穩(wěn)壓模塊的輸出電壓與第一閾值電壓、第二閾值電壓的比較結(jié)果選擇可控信號放大器模塊的工作模式與供電電壓，該可控信號放大器模塊于該整流穩(wěn)壓模塊的輸出電壓高于該第一閾值電壓時啟動。