CN103955736A - 具备光电转换供电功能的射频识别电子标签 - Google Patents

Abstract

本发明公开了具备光电转换供电功能的射频识别电子标签。由太阳能电池阵列环模块，太阳能电源调整电路，标签电源开关，标签天线，RFID标签电路模块组成。本发明的优点：本发明是在无源RFID标签基础上增加光能转换成标签所需电能的模块，在光线充足情况下，借助光，标签可以具有较好的通信质量，当光能不能满足，低于标签正常工作所需电压时，自动变换为标签直接利用阅读器发出的电磁场能量，进行信息交换，提高标签的通讯性能。

Description

具备光电转换供电功能的射频识别电子标签

技术领域

本发明涉及无线通信识别技术领域，RFID电子标签，具体是具备光电转换供电功能的射频识别电子标签。

背景技术

RFID标签采用的是无线识别技术，是一种无线通信技术，通过无线通信过程写入和读出数据及信息。

各种类型的RFID标签可以应用到室外,适时地将各种物体或生物的各种信息发送给读卡器,标签也可接受操控者新的指令,进行新的检测,再返回读卡器和控制中心；便于监测和管理仓库、办公室、仪表机房、露天设备及生物状态。在有光,阳光和其它光源的室外环境中，光能可以成为RFID标签的天然能源，维持标签长期稳定工作，提高通信质量。

RFID标签的寿命很长，标签的电源对标签的性能和长期可靠性扮演关键角色。很多情况下，电子标签会暴露在光线充足的场景，充分利用太阳能等光能作为无源RFID标签的附加能源，可以实现设计目标；具备光电转换供电功能的变电设备射频识别电子标签的设计中，增加太阳能电池阵列环模块和太阳能电源调整电路，将光能转换成RFID标签所需电源能量，使之成为无源RFID标签的另一个电源；同时，因为结构中使用无源RFID标签，使之成为全天候无源标签；这样，利用外环境中的有利因素的互补，使这种RFID标签可以长期工作并使标签具有较好的通信质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种不含锂电池结构的具备光电转换供电功能的射频识别电子标签。

本发明解决上述技术的技术方案是：

具备光电转换供电功能的射频识别电子标签，由太阳能电池阵列环模块，太阳能电源调整电路，标签电源开关，标签天线，RFID标签电路模块组成。所述太阳能电池阵列环模块与太阳能电源调整电路的a端口连接；太阳能电源调整电路的c端口与RFID标签电路模块的f端口连接；太阳能电源调整电路的b端口与标签电源开关一端连接，标签电源开关的另一端与RFID标签电路模块的e端口连接；RFID标签电路模块的d端口与标签天线连接。

1.所述太阳能电池阵列环模块，由各类光生电材料、器件的单元阵列构成，它们形状为环状或标签所在标示物体的局部相适应的形状；太阳能电源调整电路将太阳能电池阵列环模块获得的能量，处理并调理，使其达到标签电源要求，同时，通过标签电源开关，控制标签工作电源的连通状态：光能充裕，切断无源标签原有电源，由太阳能电源调整电路提供标签工作电源；在光能低于标签工作门限要求时，控制标签电源开关，连通标签电源恢复电路到标签电源的通路，无源标签依靠来自读卡器发射的载波能量工作。

2.标签天线与RFID标签电路模块组成应答器和读卡器进行通讯,可以在太阳能或读卡器发出的电磁场能量情况下工作,实现RFID标签的相应功能。

3.标签天线的材料和性能适配于读卡器发射的载波频率，RFID标签电路模块的射频前端与标签天线匹配，RFID标签电路模块包括标签电源恢复电路、射频接受与发送模块、电源限压、稳压、调制与解调、数字处理模块、存储器等组成。

上述的具备光电转换供电功能的射频识别电子标签具有抗金属性。

本发明的优点：

本发明是在无源RFID标签基础上增加光能转换成标签所需电能的模块，在光线充足情况下，借助光，标签可以具有较好的通信质量，当光能不能满足，低于标签正常工作所需电压时，自动变换为标签直接利用读卡器发出的电磁场能量，进行信息交换，提高标签的通讯性能。

附图说明

图1是本发明具备光电转换供电功能的射频识别电子标签结构示意图。

图中，太阳能电池阵列环模块1，太阳能电源调整电路2，标签电源开关3，标签天线5，RFID标签电路模块4。

具体实施方式

下面结合附图和实施对本发明作进一步说明。

本发明具备光电转换供电功能的射频识别电子标签结构如图1所示，图中，具备光电转换供电功能的射频识别电子标签由太阳能电池阵列环模块1，太阳能电源调整电路2，标签电源开关3，标签天线5，RFID标签电路模块4组成。

所述太阳能电池阵列环模块1与太阳能电源调整电路2的a端口连接。太阳能电源调整电路2的c端口与RFID标签电路模块4的f端口连接。太阳能电源调整电路2的b端口与标签电源开关3一端连接，标签电源开关3的另一端与RFID标签电路模块4的e端口连接。RFID标签电路模块4的d端口与标签天线5连接。

1.所述太阳能电池阵列环模块1，由各类光生电材料、器件的单元阵列构成，它们形状为环状或标签所在标示物体的局部相适应的形状。太阳能电源调整电路2将太阳能电池阵列环模块1获得的能量，处理并调理，使其达到标签电源要求，同时，通过标签电源开关3，控制标签工作电源的连通状态：光能充裕，切断无源标签原有电源，由太阳能电源调整电路2提供标签工作电源；在光能低于标签工作门限要求时，控制标签电源开关3切断太阳能电源调整电路2的输出电源与标签电源的通道,连通标签电源恢复电路到标签电源的通路，无源标签依靠来自读卡器发射的载波能量工作。

2.标签天线5与RFID标签电路模块4组成应答器和读卡器进行通讯,可以在太阳能或读卡器发出的电磁场能量情况下工作,实现RFID标签的相应功能。

3.标签天线5的材料和性能适配于读卡器发射的载波频率，RFID标签电路模块4的射频前端与标签天线5匹配，RFID标签电路模块包括标签电源恢复电路、射频接受与发送模块、电源限压、稳压、调制与解调、数字处理模块、存储器等组成。

上述具备光电转换供电功能的射频识别电子标签具有抗金属性。

本发明具体实施时：

1.所述太阳能电池阵列环模块1，由各类光生电材料、器件的单元阵列构成，它们形状为环状或标签所在标示物体的局部相适应的形状，适宜它们吸收太阳能和其它光能，并能很好地附着在标示物体上。

2.所述太阳能电源调整电路2连接太阳能电池阵列环模块1，将太阳能电池阵列环模块1获得的能量，通过变换、处理和调理，使其输出的电源达到标签电源要求标准；当光能充足，其输出电源合格时，通过标签电源开关3，给出控制信号，使标签工作电源与太阳能电源调整电路的输出电源处于连通状态，同时，切断无源标签原有电源，而由太阳能电源调整电路2提供标签工作电源；在光能低于标签工作门限要求时，太阳能电源调整电路2输出另一个信号，控制标签电源开关3，切断太阳能电源调整电路2的输出电源与标签电源的通道，同时连通标签电源恢复电路的输出电源到标签电源的通路，无源标签依靠来自读卡器发射的载波能量工作。

3.标签天线5的材料和性能适配于读卡器发射的载波频率，可以很好地吸收来自读卡器发出的载波能量。

4.RFID标签电路模块4其射频前端与标签天线5匹配，适宜较高效率地转换来自读卡器发出的、标签天线5接收到的载波能量，其电路模块包括射频接受与发送模块、标签电源恢复电路、电源限压、稳压、时钟及时序产生、解调与调制、数字信号处理模块、存储器等组成。

5.标签天线5与RFID标签电路模块4组成与读卡器通讯的系统,可以在太阳能、其它光能或读卡器发出的电磁场能量情况下工作,实现RFID标签的相应功能。

本发明实施时标签工作流程：当标签电源达到RFID标签电路模块4工作所需值时，RFID标签电路模块4将标签天线5接收到的读卡器发出的调制载波信号,通过射频接收电路进行处理，按照相应通信协议，相应的时序，进行解调、解码，通过数字信号处理模块处理，执行相应指令，完成读取或写入存储器信息及其它参数采集电路得到的数据，然后，同样按照相应通信协议，处理并做出合理回应，经编码后，通过RFID标签电路模块4中的射频电路调制载波，从标签天线5将信号发送给读卡器。

Claims (2)

1.具备光电转换供电功能的射频识别电子标签，其特征在于，由太阳能电池阵列环模块，太阳能电源调整电路，标签电源开关，标签天线，RFID标签电路模块组成：所述太阳能电池阵列环模块与太阳能电源调整电路的a端口连接；太阳能电源调整电路的c端口与RFID标签电路模块的f端口连接；太阳能电源调整电路的b端口与标签电源开关一端连接，标签电源开关的另一端与RFID标签电路模块的e端口连接；RFID标签电路模块的d端口与标签天线连接；

1)所述太阳能电池阵列环模块，由各类光生电材料、器件的单元阵列构成，它们形状为环状或标签所在标示物体的局部相适应的形状；太阳能电源调整电路将太阳能电池阵列环模块获得的能量，处理并调理，使其达到标签电源要求，同时，通过标签电源开关，控制标签工作电源的连通状态：光能充裕，切断无源标签原有电源，由太阳能电源调整电路提供标签工作电源；在光能低于标签工作门限要求时，控制标签电源开关，连通标签电源恢复电路到标签电源的通路，无源标签依靠来自读卡器发射的载波能量工作；

2)标签天线与RFID标签电路模块组成应答器和读卡器进行通讯,可以在太阳能或读卡器发出的电磁场能量情况下工作,实现RFID标签的相应功能；

3)标签天线的材料和性能适配于读卡器发射的载波频率，RFID标签电路模块的射频前端与标签天线匹配，RFID标签电路模块包括标签电源恢复电路、射频接受与发送模块、电源限压、稳压、调制与解调、数字处理模块、存储器等组成。

2.如权利要求1所述的具备光电转换供电功能的射频识别电子标签，其特征在于，标签具有抗金属性。