[發(fā)明專利]基于無線射頻能量收集裝置的可穿戴無源RFID設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710190052.3
• 申請日: 2017-03-28
• 公開（公告）號: CN107016433A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岳鵬;劉力;崔宗敏;楊祎楠;盧姍姍;吳樂
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077;G06K7/00
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心61205
• 代理人: 韋全生,王品華

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于射頻電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可穿戴無源RFID設(shè)備，具體涉及一種基于無線射頻能量收集裝置的可穿戴無源RFID設(shè)備，可用于門禁、兒童防走失、養(yǎng)老院老人定位、體育競技和監(jiān)獄犯人管理等領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前可穿戴設(shè)備大多可以連接手機或其他終端設(shè)備，可穿戴設(shè)備通常以人體為載體、通過便攜式穿戴，實現(xiàn)對應(yīng)的業(yè)務(wù)功能。按照存在形態(tài)主要可以分為五種：以手腕為支撐，如手表、戒指和腕帶等，以頭頸為支撐，如眼鏡、頭盔、頭飾、領(lǐng)帶和耳機等，以腳部為支撐，如鞋、襪、腳鏈或其它腳腕飾品等，以腰部為支撐，如皮帶、腰帶和減肥瘦身帶等，以其他部位為支撐，如繃帶、衣物和書包等。

衣物類可穿戴設(shè)備電子標簽的RFID通信天線屬于柔性天線，在考慮回波損耗與方向性滿足要求的前提下，需要盡可能減小天線的后向散射以降低比吸收率，滿足無線通信設(shè)備中電磁波輻射對人體的影響低于國家標準(2.0W/Kg)的條件。

目前實際應(yīng)用中的可穿戴RFID系統(tǒng)多種多樣，基本組成主要包括閱讀器和電子標簽，閱讀器用來采集電子標簽上的信息并處理。電子標簽由RFID天線、RFID芯片電路和RFID芯片組成，主要用途是用來標識物件，它通過編碼的方式給予物件一個唯一的ID，以此來鑒別不同的物件。

在現(xiàn)有技術(shù)中，可穿戴RFID設(shè)備的可識讀距離根據(jù)供電方式的不同也有很大差異，從幾厘米到幾十米不等。而對于可穿戴無源RFID設(shè)備，由于電子標簽為被動式，只能利用閱讀器輻射的電磁波能量，用反向散射將通信數(shù)據(jù)返回閱讀器，導(dǎo)致可穿戴無源RFID設(shè)備的可識讀距離太短，實際應(yīng)用范圍受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提出了一種基于無線射頻能量收集裝置的可穿戴無源RFID設(shè)備，采用多頻織物陣列天線作為能量收集天線，當電子標簽與閱讀器處于非通信狀態(tài)時，其感應(yīng)當前空間中的無線射頻信號能量，為RFID芯片提供額外的工作能源，增加了可穿戴無源RFID設(shè)備的可識讀距離。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種基于無線射頻能量收集裝置的可穿戴無源RFID設(shè)備，包括基體和附著在基體上的電子標簽，所述電子標簽包括RFID通信天線、RFID芯片電路和RFID芯片，所述RFID通信天線，用于接收和發(fā)送無線射頻通信信號，所述RFID芯片電路，用于對RFID無線射頻通信信號進行濾波和調(diào)制解調(diào)，并為RFID芯片提供基礎(chǔ)通信所需能量，所述RFID芯片，用于對接收到的無線射頻通信信號作出應(yīng)答；所述基體的四周覆蓋有防水薄膜，所述防水薄膜采用柔性絕緣材料；所述電子標簽采用無源被動式，所述RFID芯片連接有能量收集裝置，所述能量收集裝置包括依次相連的能量收集天線、能量收集電路和儲能元件，其中：

所述能量收集天線，采用導(dǎo)電織物材料，用于感應(yīng)當前空間的無線射頻信號能量；

所述能量收集電路，用于對當前空間無線射頻信號進行整流、濾波和穩(wěn)壓；

所述儲能元件，用于儲存當前空間無線射頻信號轉(zhuǎn)化的直流能量。

上述的基于無線射頻能量收集裝置的可穿戴無源RFID設(shè)備，所述能量收集天線，采用多頻織物陣列天線。

上述的基于無線射頻能量收集裝置的可穿戴無源RFID設(shè)備，所述能量收集電路，其與能量收集天線阻抗匹配。

上述的基于無線射頻能量收集裝置的可穿戴無源RFID設(shè)備，所述儲能元件，采用微型超級電容。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1、本發(fā)明由于RFID芯片連接有無線射頻能量收集裝置，能夠充分利用當前空間環(huán)境條件，收集當前空間中對應(yīng)能量收集天線響應(yīng)頻率的多種無線射頻信號能量，增加了可穿戴無源RFID設(shè)備的可識讀距離，與現(xiàn)有技術(shù)相比，有效地擴展了可穿戴無源RFID設(shè)備的應(yīng)用范圍。

2、本發(fā)明由于基體覆蓋有采用柔性材料的防水薄膜，能量收集天線采用織物材料，具有可彎曲性和防潮防濕性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明電子標簽的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明實施例采用的能量收集天線結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明具體實施例1電子標簽收集移動通信信號能量示意圖；

圖5是本發(fā)明具體實施例2電子標簽收集WiFi信號能量示意圖。

具體實施方式

結(jié)合附圖和具體實施例，對本發(fā)明作進一步詳細描述。

實施例1