一種低頻激活式被動有源射頻識別裝置，包括讀寫器和電子標(biāo)簽；所述讀寫器包括讀寫器控制模塊、讀寫器激活信號發(fā)生模塊、讀寫器通訊接收模塊和讀寫器電源模塊；所述電子標(biāo)簽包括電子標(biāo)簽的控制模塊、電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊、電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊和電子標(biāo)簽電源模塊。本實(shí)用新型專利技術(shù)利用低頻激活信號強(qiáng)度在一定區(qū)域內(nèi)精確可調(diào)，低頻信號受到空間電磁干擾的影響相對較小，并且低頻波能繞射和穿過很多材質(zhì)，譬如木頭、水、鋁、人體等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對電子標(biāo)簽識別范圍的精確控制。（*該技術(shù)在2021年保護(hù)過期，可自由使用*）
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本技術(shù)涉及有源射頻識別(RFID)裝置，特別是一種低頻激活式半主動有源射頻識別(RFID)裝置。
技術(shù)介紹
射頻識別(RFID)裝置包括(RFID)讀寫器和(RFID)電子標(biāo)簽兩部分，根據(jù)電子標(biāo)簽工作方式的不同可分為被動式，半主動，主動式三類射頻識別(RFID)裝置。被動式標(biāo)簽沒有內(nèi)部供電電源。其內(nèi)部集成電路通過接收到的電磁波進(jìn)行驅(qū)動，這些電磁波是由RFID讀寫器發(fā)出的。當(dāng)標(biāo)簽接收到足夠強(qiáng)度的訊號時，可以向讀寫器發(fā)出數(shù)據(jù)，包括ID號(全球唯一標(biāo)示ID)，被動式標(biāo)簽具有價格低廉，體積小巧，無需電源等優(yōu) 點(diǎn)。但由于本身需要讀寫器通過射頻信號給予能量工作，所以在遠(yuǎn)距離上工作容易受干擾，不適宜在遠(yuǎn)距離和復(fù)雜電磁環(huán)境下工作。主動式標(biāo)簽本身具有內(nèi)部電源，用以供應(yīng)內(nèi)部IC所需電源以產(chǎn)生對外的訊號，主動式標(biāo)簽一般采用定時方式主動向讀寫器發(fā)送訊號。一般來說，主動式標(biāo)簽擁有較長的讀寫距離和較大的存儲容量并且具有較強(qiáng)的抗干擾能力。主動式標(biāo)簽一般采用超高頻或者微波進(jìn)行通訊，由于射頻信號具有繞射和反射等性質(zhì)很難將標(biāo)簽的讀取區(qū)域控制在較為精確的范圍內(nèi)。半主動式標(biāo)簽也具有內(nèi)部電源，平時工作在休眠狀態(tài)，當(dāng)接收到外界的激活信號后，標(biāo)簽進(jìn)入工作狀態(tài)將包括ID號以及其他信息以超高頻或者微波傳遞給讀寫器。當(dāng)標(biāo)簽離開激活區(qū)域后再次進(jìn)入休眠狀態(tài)，降低功耗延長標(biāo)簽使用壽命。采用線圈的方式發(fā)射低頻激活信號，激活信號的強(qiáng)度隨距離增加呈非線性衰減，低頻信號同時具有較強(qiáng)的穿透能力，受到空間電磁干擾的影響相對較小，并且低頻波能繞射和穿過很多材質(zhì)，譬如木頭、水、鋁、人體等特點(diǎn)，所以采用低頻激活方式的半主動RFID標(biāo)簽具有抗干擾能力強(qiáng)、通訊距離遠(yuǎn)、讀寫區(qū)域可精確控制等優(yōu)勢。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種對遠(yuǎn)距離目標(biāo)如人員、物資和車輛等在精確范圍內(nèi)可自動識別的低頻激活式半主動射頻識別裝置。為解決上述技術(shù)問題，本技術(shù)是按如下方式實(shí)現(xiàn)的一種低頻激活式被動有源射頻識別裝置，包括讀寫器和電子標(biāo)簽；所述讀寫器包括讀寫器控制模塊、讀寫器激活信號發(fā)生模塊、讀寫器通訊接收模塊和讀寫器電源模塊；所述讀寫器電源模塊分別與所述讀寫器控制模塊、所述讀寫器激活信號發(fā)生模塊和所述讀寫器通訊接收模塊電連接；所述讀寫器控制模塊通過I/O并行口與所述讀寫器的激活信號發(fā)生模塊連接，還通過SPI接口與所述讀寫器的通訊接收模塊連接；所述電子標(biāo)簽包括電子標(biāo)簽的控制模塊、電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊、電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊和電子標(biāo)簽電源模塊；所述電子標(biāo)簽電源模塊分別與所述電子標(biāo)簽控制模塊、所述電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊和所述電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊電連接；所述電子標(biāo)簽的控制模塊通過I/o并行口與所述電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊連接，還通過SPI接口與所述電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊連接。本技術(shù)的積極效果是低頻激活式半主動射頻識別裝置，利用低頻激活信號強(qiáng)度在一定區(qū)域內(nèi)精確可調(diào)，低頻信號受到空間電磁干擾的影響相對較小，并且低頻波能繞射和穿過很多材質(zhì)，譬如木頭、水、鋁、人體等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)對電子標(biāo)簽識別范圍的精確控制。采用超高頻或微波在較長的距離上以較高的數(shù)據(jù)速率將電子標(biāo)簽內(nèi)部存儲數(shù)據(jù)(包括ID號)發(fā)送回讀寫器，提高了通訊效率，降低了功耗。本技術(shù)特別適用于在人員和物資的出入口管理，室內(nèi)外精確定位等，具有很好的推廣使用價值。附圖說明圖I是本技術(shù)讀寫器與電子標(biāo)簽的通訊原理圖圖2是本技術(shù)讀寫器的結(jié)構(gòu)框圖圖3是本技術(shù)電子標(biāo)簽的結(jié)構(gòu)框圖具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本技術(shù)作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。如圖I所示，本技術(shù)所述的低頻激活式被動有源射頻識別裝置包括讀寫器和電子標(biāo)簽。當(dāng)電子標(biāo)簽進(jìn)入工作區(qū)域后被激活信號喚醒，標(biāo)簽進(jìn)入工作狀態(tài)后將包括ID號以及其他信息以2. 4G射頻信號傳回給讀寫器，讀寫器再將接收到標(biāo)簽信息傳送給控制電腦。如圖2所示，本技術(shù)所述低頻激活式被動有源射頻識別(RFID)裝置的讀寫器包括讀寫器控制模塊(I)、讀寫器激活信號發(fā)生模塊(2)、讀寫器通訊接收模塊(3)和讀寫器電源模塊(4)。讀寫器電源模塊(4)分別與讀寫器控制模塊(I)、讀寫器激活信號發(fā)生模塊(2)和讀寫器通訊接收模塊(3)電連接，用于給讀寫器控制模塊(I)和讀寫器的通訊接收模塊(3)提供3. 3V的工作電源，給讀寫器的激活信號發(fā)生模塊(2)提供12V工作電壓。讀寫器控制模塊(I)是讀寫器的激活信號發(fā)生模塊(2)和讀寫器的通訊接收模塊(3)的控制核心，通過I/O并行口與讀寫器的激活信號發(fā)生模塊(2)連接，通過SPI接口與讀寫器的通訊接收模塊(3)連接。讀寫器控制模塊⑴，由MCU電路、復(fù)位電路等電路組成。MCU選用高性能32位精簡指令A(yù)RM處理器，ATMEL公司的AT91SAM7S64處理器。復(fù)位芯片采用帶有I2C總線存儲器的CAT1021芯片，保證可靠復(fù)位的同時可以存儲部分產(chǎn)品參數(shù)。讀寫器的激活信號發(fā)生模塊(2)，發(fā)射天線、激活信號驅(qū)動電路和天線調(diào)諧電路等組成。發(fā)射天線采用單芯多股銅導(dǎo)線繞制而成，激活信號驅(qū)動由IR公司的IR2110驅(qū)動芯片組成，驅(qū)動電路電壓由NI公司的LM2576-ADJ芯片控制，進(jìn)而調(diào)整激活信號強(qiáng)度。天線調(diào)諧電路由多個耐壓電容組成。IR2110發(fā)射125K方波調(diào)制信號，驅(qū)動發(fā)射線圈和調(diào)諧電容形成LC串聯(lián)諧振電路，進(jìn)而向空間發(fā)射激活信號。讀寫器的通訊接收模塊(3)，由接收天線，信號解調(diào)和放大電路等組成。信號解調(diào)和放大電路有Nordic公司的2. 4G通訊芯片nRF2401組成，接收天線選用2. 4G定向或全向天線。讀寫器的電源模塊(4)，輸入電源為DC12V，經(jīng)過防護(hù)，穩(wěn)壓和變換電路后產(chǎn)生3.3V。12V供給讀寫器的激活信號發(fā)生模塊(2)，3. 3V供給讀寫器控制模塊(I)和讀寫器的通訊接收模塊(3)。其中防護(hù)電路分別由TVS管、自恢復(fù)保險絲、肖特基二極管、無極性電容、電解電容等元器件組成。如圖3所示，技術(shù)所述低頻激活式半主動有源射頻識別(RFID)裝置的電子標(biāo)簽包括電子標(biāo)簽的控制模塊(5)、電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊(6)、電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊(7)和電子標(biāo)簽電源模塊(8)。電子標(biāo)簽電源模塊(8)分別與電子標(biāo)簽控制模塊(5)、電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊(6)和電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊(7)電連接，負(fù)責(zé)提供3. 3V的工作電源。電子標(biāo)簽的控制模塊(5)是電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊(6)和電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊(7)的控制核心，通過I/O并行口與電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊(6)連接，通過SPI接口與電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊(7)連接。電子標(biāo)簽的控制模塊(5)，由MCU及外圍電路組成。MCU采用ST公司的STM8L101低功耗支持休眠模式的8位高性能單片機(jī)。電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊(6)，采用奧地利微電子公司的AS3931低頻前端芯片，對低頻激活信號進(jìn)行檢測和放大。低頻天線采用鐵氧體繞線天線。電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊(7)，由發(fā)射天線，信號調(diào)制和放大電路等組成。信號調(diào)制和放大電路有Nordic公司的2. 4G通訊芯片nRF2402組成,發(fā)射天線采用微帶天線。電子標(biāo)簽電源模塊(8)，輸入電源由電池提供3. 3V，供給電子標(biāo)簽的控制模塊(5)、電子標(biāo)簽激活信號檢測模塊(6)和電子標(biāo)簽通訊發(fā)射模塊(7本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馮濤，林暉，江城，
申請(專利權(quán))人：中船重工武漢凌久信息技術(shù)有限公司，
類型：實(shí)用新型
國別省市：
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