CN103679224A - 射频标签、移动终端、无线通信系统及射频标签充电方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种射频标签、移动终端、无线通信系统及射频标签的充电方法，利用移动终端自身终端通信模块发送射频信号对射频标签进行供电，减少了标签读写模块的功耗，同时省去了射频标签中的自身的供电装置，简化了射频标签制作的工艺，减少了射频标签的制作成本，扩展了射频标签的应用范围，增加了射频标签的使用寿命。

Description

射频标签、移动终端、无线通信系统及射频标签充电方法

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种可以进行无线充电的射频标签和射频标签的充电方法，以及移动终端和无线通信系统。

背景技术

目前，自动识别技术发展迅速，并在各种行业中得到了应用，射频识别（RFID–Radio Frequency Identiflcation）与其他识别技术相比具有非接触、精度高、信息收集迅速处理等特点，得到了蓬勃的发展和广泛的应用。所有的射频识别系统均包括了阅读器、应答器两个部分。

在实际的应用中，应答器通常被称之为射频标签或电子标签，根据对标签供电方式的不同，又可分为无源（Passive），半有源（Semi-passive或Battery assistedpassive）和有源（Active）三种不同类型。无源标签没有电池供电，主要是通过阅读器发射出的射频能量维持无源标签正常工作所需的能量；半有源标签内部装有电源，其可以根据情况选择是采用内部电源供电还是阅读器发射的射频能量作为工作用电；有源标签完全采用内部电源的供电进行工作，标签可主动向外发送通讯请求。

然而目前的无源标签中只能应用在短距离数据量较小的数据传输中，因为由阅读器提供标签工作能量，对阅读器的功耗较大；而半有源标签和有源标签的内部均需配置供电装置，如电池，这就使标签的加工工艺变得更为复杂，整体成本提高，标签的安装、工作寿命及环境因受电池影响，而导致要求较为苛刻。

发明内容

为了解决标签阅读器功耗较大的问题，本发明提供一种射频标签、移动终端、无线通信系统及射频标签的充电方法。

本发明公开了一种射频标签，该射频标签包括：第一通信模块，用于与对应的读写装置进行无线数据通信；能量获取模块，用于采集移动终端发送的射频信号，将所采集的射频信号的能量转换成电能，并在其所获取的电能满足预设条件时，为所述第一通信模块供电。

进一步地，所述能量获取模块包括：能量接收单元，用于采集移动终端射频信号，对所述信号进行耦合，将耦合后的生成的电能输送至能量存储单元；能量存储单元，用于接收并存储所述能量接收单元输送的电能，并在其所获取的电能满足预设条件时，为所述第一通信模块供电。

进一步地，所述的射频标签还包括：能量控制单元，用于判断所述能量存储单元中所储存的电能是否达到预设阈值；所述若达到所述的预设阈值则所述能量存储单元开始对射频标签提供工作用电。

更进一步地，所述射频标签还包括：信息存储模块，用于存储所述第一通信模块在进行无线数据通信中所接收或发送的数据信息。

本发明还公开了一种移动终端，所述移动终端包括：第二通信模块，在其工作状态为开时，用于产生、发射供射频标签采集并转为电能的射频信号；控制单元，用于控制所述第二通信模块的工作状态。

进一步地，所述移动终端还包括：标签读写模块，用于与所述射频标签进行无线数据通信，并对所述射频标签发送来的数据进行处理。

进一步地，第二通信模块为3G模块、GSM模块、CDMA模块、WIFI模块或蓝牙模块。

本发明公开了一种无线通信系统，所述无线系统包括，上述射频标签中的至少一种和上述移动终端中的至少一种。

本发明还公开了一种射频标签的充电方法，所述射频标签的充电方法包括：

射频标签采集移动终端发送的射频信号；

将所采集的射频信号的能量转换成电能进行存储；

射频标签检测自身所述所存储的电能是否达到预设阈值；

若所存储的电能达到预设阈值，则射频标签开始与对应的读写装置进行无线数据通信。

更进一步地，所述设置能量检测的能量阈值具体包括：

利用可调电源对射频标签进行供电，逐步降低所述可调电源提供给射频标签的能量；

记录可调电源对射频标签一个工作周期所提供能量的最小值，并将记录能量值作为能量阈值，或依据所记录的能量值计算所述能量阈值。

本发明提供一种射频标签、移动终端、无线通信系统及射频标签的充电方法，利用移动终端自身的第二通信模块发送射频信号对射频标签进行供电，减少了标签读写模块的功耗，同时省去了射频标签中的自身的供电装置，简化了射频标签制作的工艺，减少了射频标签的制作成本，扩展了射频标签的应用范围，增加了射频标签的使用寿命。

附图说明

图1为本发明中射频标签的一种实施例的结构示意图；

图2为本发明中移动终端的一种实施例的结构示意图；

图3为本发明中无线通信系统的一种实施例的结构示意图；

图4为本发明中射频标签的充电方法的一种实施例的流程图。

具体实施方案

下面结合附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

本发明提供一种射频标签，该射频标签中至少包括：第一通信模块和能量获取模块；其中，第一通信模块用于与对应的读写装置进行无线数据通信；能量获取模块用于采集移动终端发送的信号，转换所述信号的能量，并将转换后的能量作为第一通信模块的工作用电。

具体地，射频标签利用第一通信模块与对应的标签读写装置进行射频通信，将标签中的相关信息通过第一通信模块发送给标签读写装置，射频标签可以利用射频天线进行与对应的读写装置进行数据通信，射频标签和读写装置采用统一的工作频段，优选的，两者的工作频段可采用2.45GHz、900MHz、433MHz、5.8GHz等，同时，第一通信模块调制数据的方式可以为副载波调制、FSK调制、GFSK调制、OOK调制等方式中的至少一种。

在本发明射频标签的一种实施例中，能量获取模块包括：能量接收单元和能量存储单元；其中，能量接收单元用于采集移动终端信号，耦合所述信号的能量，将耦合后的所述能量输送至能量存储单元；能量存储单元用于接收并存储所述能量接收单元输送的耦合后的所述能量，并提供存储的能量作为射频标签的工作用电。

具体的，能量接收单元可以是一种能量耦合天线，能量接收单元可以与第一通信模块中的射频通信天线共用，但是为了避免在射频数据传输过程中产生干扰，优选地，能量接收单元和第一通信模块各自设置一个天线，以完成各自所需的工作。射频标签通过能量耦合天线耦合高强度射频信号并转换成射频标签工作所需的能量。

同时，设置的能量存储单元可以避免射频标签在工作中出现电量不足，在工作过程中出现中断的情况。在射频标签不工作的时候可以将能量接收单元转换的能量存储起来，可以为射频标签在工作中提供足够的能量。优选地，能量存储单元可以是由电容或电感单一地组成的电容储能器件或者电感储能器件，也可以是由电容和电感共同组成的储能器件。

在本发明的射频标签的一种实施例中，射频标签还可以包括能量控制单元；其中，能量控制单元用于判断所述能量存储单元中所储存的能量是否达到预设阈值；若达到所述的预设阈值则所述能量存储单元开始对射频标签提供工作用电；若未达到所述的预设阈值则对继续进行能量存储，直至达到所述预设阈值后才对射频标签提供工作用电。

具体地，预设阈值可以为射频标签工作一个周期所要消耗能量的大小，能量控制单元可连接在能量存储单元与第一通信模块之间，当能量存储单元中所储存的能量可供射频标签工作至少一个周期时，能量存储单元就可以通过能量控制单元对第一通信模块进行供电；当能量存储单元中所储存的能量较少无法支持第一通信模块工作一个周期时，能量控制单元就可以断开能量存储单元对第一通信模块的供电。设置能量控制单元同样可以有效地防止在第一通信模块工作到一半时，因电量不足而造成的数据丢失，以及硬件的损坏。

在本发明射频标签的一种实施例中，如图1所示，第一通信模块包括信息存储模块；其中，信息存储模块用于存储所述第一通信模块在进行无线数据通信中所接收或发送的数据信息。

本发明还提供了一种移动终端，该移动终端至少包括：第二通信模块；其中，第二通信模块用于在其工作状态为开时，用于产生、发射供射频标签采集并转为电能的能量信号。

具体地，第二通信模块可以为移动终端中内置的WIFI模块、蓝牙模块、3G模块、GSM模块、CDMA模块中的至少一种。移动终端可以为手机、PAD、笔记本电脑。

在本发明移动终端的一种实施例中，移动终端还包括：标签读写模块；其中，标签读写模块用于与所述射频标签进行无线数据通信，并对所述射频标签发送来的数据进行处理。

具体地，在移动终端中设置一标签读写模块，实现移动终端对射频标签的识别，相对于普通的标签读写装置，在移动终端中内置标签读写模块，便携性更高。优选地，可以将标签读写模块内置于移动终端手机的SIM卡中，或是相关移动终端的UIM卡、USIM卡、TF卡或者SD卡中。

在本发明移动终端的一种实施例中，如图2所示，标签读写模块包括：数据收发单元和控制单元；其中，数据收发单元，用于与射频标签建立无线连接，并传输通信数据，将接收到的数据发送至控制模块进行处理；控制单元，用于控制数据收发单元与射频标签进行无线数据通信，并对所述数据收发单元发送的数据进行处理。

具体地，数据收发单元可以为一种射频天线，工作频段与对应建立通信的射频标签相同，可采用2.45GHz、900MHz、433MHz、5.8GHz等。控制单元可以直接利用移动终端自身的系统，直接通过移动终端对数据收发单元的工作状态进行控制，同时，也可以对数据收发单元接收到的数据进行处理，利用移动终端识别射频标签。

本发明还提供了一种无线通信系统，如图3所示，该系统包括至少一种上述多种实施例中的射频标签和至少一种上述多种实施例中的移动终端。

本发明还提供了一种射频标签的充电方法，如图4所示，该方法包括：射频标签采集移动终端发送的射频信号，将所采集的射频信号的能量转换成电能进行存储；射频标签检测自身所述所存储的电能是否达到预设阈值；若所存储的电能达到预设阈值，则射频标签开始与对应的读写装置进行无线数据通信。

在本发明射频标签的充电方法的一种实施例中，设置能量检测的能量阈值具体包括：采用可调电源对所述射频标签进行供电；测算射频标签稳定工作一个周期所消耗的能量大小，并将所测的能量大小作为所述能量阈值。

具体地，在设置能量检测阈值时还可以，先用可调电源代替标签能量存储模块，对标签提供工作能量；标签从可调电源获取能量后，标签开始工作并发送数据信息，使用仪器观测数据信息是否正确；降低可调电源能量，观测标签不能正常工作临界值，记录此时外部电源的能量；在记录的能量值基础上留有适当余量确定能量阈值，优选地，可设置为1.1倍测得的能量值。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明；因此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种射频标签，其特征在于，包括：

第一通信模块，用于与对应的读写装置进行无线数据通信；

能量获取模块，用于采集移动终端发送的射频信号，将所采集的射频信号的能量转换成电能，并在其所获取的电能满足预设条件时，为所述第一通信模块供电。

2.如权利要求1所述的射频标签，其特征在于，所述能量获取模块包括：

能量接收单元，用于采集移动终端射频信号，对所述信号进行耦合，将耦合后生成的电能输送至能量存储单元；

能量存储单元，用于接收并存储所述能量接收单元输送的电能，并在其所存储的电能满足预设条件时，为所述第一通信模块供电。

3.如权利要求2所述的射频标签，其特征在于，所述的射频标签还包括：

能量控制单元，用于判断所述能量存储单元中所储存的电能是否达到预设阈值；若达到所述的预设阈值则所述能量存储单元开始对射频标签提供工作用电。

4.如权利要求1至3中任意一项所述的射频标签，其特征在于，所述射频标签还包括：

信息存储模块，用于存储所述第一通信模块在进行无线数据通信中所接收或发送的数据信息。

5.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括：

第二通信模块，在其工作状态为开时，用于产生、发射供射频标签采集并转为电能的射频信号；

控制单元，用于控制所述第二通信模块的工作状态。

6.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端还包括：

标签读写模块，用于与所述射频标签进行无线数据通信，并对所述射频标签发送来的数据进行处理。

7.如权利要求5所述的移动终端，其特征在于，所述第二通信模块为3G模块、GSM模块、CDMA模块、WIFI模块或蓝牙模块。

8.一种无线通信系统，其特征在于，所述无线通信系统至少一个包括如权利要求1至4中任意一项所述的射频标签和至少一个如权利要求5至7中任意一项所述的移动终端。所述移动终端为所述射频标签提供能量，并与所述射频标签进行数据通信。

9.一种对射频标签的充电方法，其特征在于，所述射频标签的充电方法包括：

射频标签采集移动终端发送的射频信号；

将所采集的射频信号的能量转换成电能进行存储；

射频标签检测自身所述所存储的电能是否达到预设阈值；

若所存储的电能达到预设阈值，则射频标签开始与对应的读写装置进行无线数据通信。

10.如权利要求9所述的射频标签的充电方法，其特征在于，所述设置能量检测的能量阈值具体包括：

利用可调电源对射频标签进行供电，逐步降低所述可调电源提供给射频标签的能量；

记录可调电源对射频标签一个工作周期所提供能量的最小值，并将记录能量值作为能量阈值，或依据所记录的能量值计算所述能量阈值。

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