CN105069500B - 一种高安全性rfid标签天线、rfid标签及射频方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高安全性RFID标签天线，包括基板，基板作为衬底，并设置有功率比较芯片、信号处理芯片、开关模块和多个天线，多个天线分别通过导线与功率比较芯片、信号处理芯片连接，信号处理芯片与开关模块连接；开关模块用于当按钮时，将信号传给多个天线；多个天线用于接收信号，并将信号发送给功率比较芯片；功率比较芯片对多个天线的功率比较，选择出功率最大的天线，并将功率最大的天线的信息发送给信号处理芯片；信号处理芯片接收功率比较芯片发送的信息，并连通功率最大的天线。本发明还涉及高安全性RFID标签，涉及射频方法。本发明高安全性RFID标签天线、RFID标签及射频方法，提高了RFID天线安全可靠性，且能够增大RFID标签天线的发射效率和接收效率。

Description

一种高安全性RFID标签天线、RFID标签及射频方法

技术领域

本发明涉及射频识别技术领域，具体涉及一种高安全性RFID标签天线、RFID标签及射频方法。

背景技术

射频识别系统(Radio Frequency Identification，RFID)是一种自动识别的方法，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触，因而，被广泛应用于图书馆、门禁系统和食品安全溯源等领域。

射频识别系统包括阅读器和标签两部分，RFID阅读器是配合天线电波解调来读写RFID标签的设备，RFID标签是由一个小型芯片和一个天线组成，芯片接收由阅读器天线发射来的信号同时调制再返回，因此，天线是这两部分之间通信的关键。

现有技术中已经实现了标签与阅读器之间信息能量的交换，但是传递的信息却受到如电磁干扰，金属干扰等各种各样的干扰。在传递信息能量的过程中，由于现有的天线结构都是单一的环状天线，使得天线也会因为距离、形状问题而无法接收到信息；另一方面，现有的天线均没有考虑信息安全的问题，由于标签与阅读器是无线连接的，因此标签天线也存在着很大的隐患，容易遭受攻击。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种高安全性RFID标签天线、RFID标签及射频方法，提高了RFID天线安全可靠性，且能够增大RFID标签天线的发射效率和接收效率。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种高安全性RFID标签天线，包括基板，基板作为衬底，并设置有功率比较芯片、信号处理芯片、开关模块和多个天线，多个天线分别通过导线与功率比较芯片、信号处理芯片连接，信号处理芯片还与开关模块连接；

开关模块用于当按钮时，将信号传递给多个天线；

多个天线用于接收信号，并将信号发送给功率比较芯片；

功率比较芯片对多个天线的功率进行比较，选择出功率最大的天线，并将功率最大的天线的信息发送给信号处理芯片；

信号处理芯片接收功率比较芯片发送的信息，并连通功率最大的天线。

本发明的有益效果是：通过对每个天线的功率进行比较，从而选择功率最大的天线作为导通天线，能够增加有效信息的传递，使得天线功率最大。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步，开关模块包括两个接线端和开关，两个接线端与开关连接，并与电子泵、LED灯和蜂鸣器连接组成回路。

采用上述进一步方案的有益效果是通过在非法信息进入情况下，电子泵进行储存电荷，并驱动LED灯闪烁和蜂鸣器鸣叫以进行报警，从而实现对非法信息的识别，达到安全保密的效果。

进一步，多个天线包括矩形天线、圆形天线、三角形天线和/或正六边形天线中的至少两种天线。

采用上述进一步方案的有益效果是通过设计不同形状的天线，实现让标签适应于各种不同形状的阅读器。

进一步，基板与所述多个天线之间印刷有铁氧体，所述铁氧体与位于最外边的天线外边框之间距离1-5cm。

采用上述进一步方案的有益效果是通过在基板上印刷铁氧体，能够增大天线线圈磁场的强度和天线线圈磁场的方向，同时还可以屏蔽金属的干扰。

进一步，基板上还设置有指纹识别芯片，指纹识别芯片与开关模块和信号处理芯片分别连接。

采用上述进一步方案的有益效果是指纹识别能够进一步增加安全性。

本发明的一种高安全性RFID标签，利用RFID标签天线进行封装，所述封装结构外表面设置圆孔，所述圆孔中设置有相匹配的按钮，所述按钮与指纹识别芯片连接，所述按钮与开关模块的位置相对应。

进一步，按钮为具有指纹识别功能的按钮。

本发明一种射频方法，包括以下步骤：

步骤1，当按下按钮时，输入信号至所述多个天线,并执行步骤2；当未按下按钮，且有非法信号入侵时，则执行步骤5；

步骤2，多个天线接收信号，并将信号功率传送给功率比较芯片；

步骤3，功率比较芯片将多个天线的信号功率进行比较，并将信号功率最大的天线的信息发送至信号处理芯片；

步骤4，信号处理芯片接收信号功率最大的天线的的信息，并连通信号功率最大的天线；

步骤5，电子泵开始储存电荷，当储存电荷达到一定程度时，则驱动LED灯闪烁以及驱动蜂鸣器报警，提示用户有非法信号入侵。

进一步，步骤1还包括：当按下按钮时，将指纹信息传输给指纹识别芯片；

指纹识别芯片将指纹信息与预存的指纹信息进行匹配，若匹配成功，则发送匹配成功信号至信号处理芯片，所述信号处理芯片则将所述功率最大的天线导通；否则，发送匹配不成功信号至信号处理芯片，所述信号处理芯片不将所述功率最大的天线导通，同时，执行步骤5。

附图说明

图1为本发明一种高安全性RFID标签天线的结构示意图；

图2为本发明一种高安全性RFID标签天线的俯视图；

图3为本发明一种高安全性RFID标签天线中开关的状态示意图；

图4为本发明一种高安全性RFID标签的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、基板，2、功率比较芯片，3、信号处理芯片，4、开关模块，403、接线端，5、按钮，6、封装卡。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，为本发明一种高安全性RFID标签天线的结构示意图，包括基板1，基板1作为衬底，并设置有功率比较芯片2、信号处理芯片3、开关模块4和多个天线，多个天线分别通过导线与功率比较芯片2、信号处理芯片3连接，信号处理芯片3还与开关模块4连接；

开关模块4用于当按钮时，将信号传递给多个天线；

多个天线用于接收信号，并将信号发送给所述功率比较芯片2；

功率比较芯片2对所述多个天线的功率进行比较，选择出功率最大的天线，并将功率最大的天线的信息发送给所述信号处理芯片3；

信号处理芯片3接收所述功率比较芯片2发送的信息，并连通功率最大的天线。

基板1与多个天线之间印刷有铁氧体，铁氧体与位于最外边的天线外边框之间距离1-5cm。

基板1上还设置有指纹识别芯片，指纹识别芯片与开关模块4和信号处理芯片3分别连接。

通过在基板上印刷一层铁氧体,通过铁氧体基板和多个天线的自动匹配来达到天线最好的匹配,实现最大功率的传输,该设计能够增大线圈磁场的强度,以及线圈磁场的方向性,同时可以屏蔽金属的干扰。

天线包括矩形天线、圆形天线、三角形天线和/或正六边形天线中的至少两种天线。图2为包括矩形天线、圆形天线、三角形天线以及正六边形天线四种天线的结构示意图，其中，每个天线通过导线分别与功率比较芯片2、信号处理芯片3连接。由于天线形状为多样化，使得不同形状的天线有不同的匹配效率，多个天线的功率均传递给功率比较芯片2，功率比较芯片2将多个天线的功率进行比较，从而选择功率最大的天线作为导通天线，实现让标签适应于各种不同形状的阅读器，增加有效信息的传递。

如图3所示，开关模块4包括开关、两个接线端403，两个接线端403与开关连接，并与电子泵、LED灯和蜂鸣器连接组成回路，401为开关按下时与两个接线端403连接的状态图，402为开关未按下时的状态。

图4是本发明的RFID天线进行封装之后的RFID标签，封装结构外表面设置圆孔，圆孔中设置有相匹配的按钮5，按钮5与指纹识别芯片连接，按钮5与开关模块4的位置相对应，该按钮与现有的ipad的按钮相同，具有指纹识别功能，按钮5的位置与开关的位置相对应，402为开关未按下时的状态，此时，开关与接线端403接触连接，接线端403与LED连接；当开关未按下时，如果LED灯点亮，则表明有外界非法信号入侵将两个接线端403连通，两个接线端403的另一端还与电子泵连接，电子泵用于储存电荷从而驱动LED闪烁，并驱动蜂鸣器报警；按钮5按下时，则开关通过导线连通至信号处理芯片3。此时按钮对指纹进行识别，如若为持卡人本人，则表明持卡人已授权允许，能够读取信息。

一种射频方法，包括以下步骤：

步骤1，当按下按钮5时，输入信号至所述多个天线,并执行步骤2；当未按下按钮5，且有非法信号入侵时，则执行步骤5；

步骤2，所述多个天线接收信号，并将信号功率传送给功率比较芯片2；

步骤3，所述功率比较芯片2将所述多个天线的信号功率进行比较，并将信号功率最大的天线的信息发送至信号处理芯片3；

步骤4，信号处理芯片3接收所述信号功率最大的天线的的信息，并连通所述信号功率最大的天线；

步骤5，电子泵开始储存电荷，当储存电荷达到一定程度时，则驱动LED灯闪烁以及驱动蜂鸣器报警，提示用户有非法信号入侵。

步骤1还包括当按下按钮时，将指纹信息传输给指纹识别芯片；

指纹识别芯片将指纹信息与预存的指纹信息进行匹配，若匹配成功，则发送匹配成功信号至信号处理芯片3，所述信号处理芯片3则将所述功率最大的天线导通；否则，发送匹配不成功信号至信号处理芯片3，所述信号处理芯片不将所述功率最大的天线导通，同时，执行步骤5。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种高安全性RFID标签天线，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(1)作为衬底，并设置有功率比较芯片(2)、信号处理芯片(3)、开关模块(4)和多个天线，所述多个天线分别通过导线与功率比较芯片(2)、信号处理芯片(3)连接，所述信号处理芯片(3)还与开关模块(4)连接；

所述开关模块(4)用于当按钮时，将信号传递给所述多个天线；所述开关模块(4)包括两个接线端(403)和开关，所述两个接线端(403)与开关连接，并与电子泵、LED灯和蜂鸣器连接组成回路；

所述多个天线用于接收信号，并将信号发送给所述功率比较芯片(2)；

所述功率比较芯片(2)对所述多个天线的功率进行比较，选择出功率最大的天线，并将所述功率最大的天线的信息发送给所述信号处理芯片(3)；

所述信号处理芯片(3)接收所述功率比较芯片(2)发送的信息，并连通所述功率最大的天线。

2.根据权利要求1所述的一种高安全性RFID标签天线，其特征在于，所述多个天线包括矩形天线、圆形天线、三角形天线和/或正六边形天线中的至少两种天线。

3.根据权利要求2所述的一种高安全性RFID标签天线，其特征在于，所述基板(1)与所述多个天线之间印刷有铁氧体，所述铁氧体与位于最外边的天线外边框之间距离1-5cm。

4.根据权利要求3所述的一种高安全性RFID标签天线，其特征在于，所述基板(1)上还设置有指纹识别芯片，所述指纹识别芯片与开关模块(4)和信号处理芯片(3)分别连接。

5.一种高安全性RFID标签，其特征在于，利用权利要求4中所述的RFID标签天线进行封装，所述封装结构外表面设置圆孔，所述圆孔中设置有相匹配的按钮(5)，所述按钮(5)与指纹识别芯片连接，所述按钮(5)与开关模块(4)的位置相对应。

6.根据权利要求5所述的一种高安全性RFID标签，其特征在于，所述按钮(5)为具有指纹识别功能的按钮。

7.一种射频方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，当按下按钮(5)时，输入信号至多个天线,并执行步骤2；当未按下按钮(5)，且有非法信号入侵时，则执行步骤5；

步骤2，所述多个天线接收信号，并将信号功率传送给功率比较芯片(2)；

步骤3，所述功率比较芯片(2)将所述多个天线的信号功率进行比较，并将信号功率最大的天线的信息发送至信号处理芯片(3)；

步骤4，所述信号处理芯片(3)接收所述信号功率最大的天线的的信息，并连通所述信号功率最大的天线；

步骤5，电子泵开始储存电荷，当储存电荷达到一定程度时，则驱动LED灯闪烁以及驱动蜂鸣器报警，提示用户有非法信号入侵。

8.根据权利要求7所述的一种射频方法，其特征在于，所述步骤1还包括：当按下按钮(5)时，将指纹信息传输给指纹识别芯片；

指纹识别芯片将指纹信息与预存的指纹信息进行匹配，若匹配成功，则发送匹配成功信号至信号处理芯片(3)，所述信号处理芯片(3)则将所述功率最大的天线导通；否则，发送匹配不成功信号至信号处理芯片(3)，所述信号处理芯片(3)不将所述功率最大的天线导通，同时，执行步骤5。