CN105894081A - 一种无源双频电子标签芯片及电子标签 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种无源双频电子标签芯片，包括低频标签电路模块、高频或超高频标签电路模块、检测模块和存储器；低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块分别与低频输入端口和高频或超高频输入端口连接；低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块还分别与存储器电连接，从存储器取得数据或将数据写入存储器；检测模块分别检测低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块的工作状态，并依据检测结果控制低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块中的一个对存储器进行读写。本发明还涉及一种使用上述芯片得到的电子标签。实施本发明的一种无源双频电子标签芯片及电子标签，具有以下有益效果：减小了数据写入的开销、其成本较低。

Description

一种无源双频电子标签芯片及电子标签

技术领域

本发明涉及射频识别领域，更具体地说，涉及一种无源双频电子标签芯片及电子标签。

背景技术

在射频识别（RFID）领域中，根据使用载波频率的高低，可以分为低频、高频或超高频频段，分别使用不同的通讯协议。工作在这些频段上的RFID标签，由于使用频段的不同，分别具有不同的特点。例如，使用ISO11784/11785通信协议标准的低频RFID标签具有良好的对水、人体或动物体内等可导媒体的穿透力，而速度、距离、抗冲突性能较差；而高频和超高频RFID标签近则正好相反。为了充分利用两种频率标签的特性，近年来提出了一些两种频段相结合的双频电子标签，这些双频电子标签具有较强的适应能力，可以在环境较恶劣时正常工作。但大多数的双频电子标签只是把一个低频标签芯片和一个高频或超高频电子标签芯片简单地组合在一个标签封装体，这样就需在两个标签芯片内写入相同的动物识别码。不仅增加了数据写入的开销，容易因为写入数据时的错误导致数据混乱，还增加了标签芯片的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述数据写入容易出错、成本较高的缺陷，提供一种数据写入不易出错、成本较低的一种无源双频电子标签芯片及电子标签。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种无源双频电子标签芯片，包括低频标签电路模块、高频或超高频标签电路模块、检测模块和存储器；所述低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块分别与低频输入端口和高频或超高频输入端口连接；所述低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块还分别与所述存储器电连接，从所述存储器取得数据或将数据写入所述存储器；所述检测模块检测所述低频标签电路模块和/或高频或超高频标签电路模块的工作状态，并依据检测结果控制所述低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块中的一个对所述存储器进行读写。

更进一步地，所述低频标签电路模块包括低频前端射频模块和低频逻辑控制模块，所述低频前端射频模块与所述低频输入端口和所述低频逻辑控制模块连接，所述低频逻辑控制模块还与所述存储器连接；所述高频或超高频标签电路模块包括高频或超高频前端射频模块和高频或超高频逻辑控制模块，所述高频或超高频前端射频模块与所述高频或超高频输入端口和所述高频或超高频逻辑控制模块连接，所述高频或超高频逻辑控制模块还与所述存储器连接。

更进一步地，所述检测模块包括至少一个检测输入端口和至少一个控制信号输出端口，所述检测输入端口与所述低频前端射频模块或/和高频或超高频前端射频模块连接，取得或分别取得其射频信号，用于判断所述低频电子标签电路模块或高频或超高频电子标签电路模块是否工作；所述控制信号输出端输出控制信号到所述低频逻辑控制模块和所述高频或超高频逻辑控制模块，分别控制所述低频逻辑控制模块和所述高频或超高频逻辑控制模块的工作状态。

更进一步地，所述检测模块至少包含一个电压检测模块，所述电压检测模块检测低频端口和/或高频或超高频端口的电压值，判断所述低频端口和/或高频或超高频端口是否存在能够激活芯片的电压值，并依据判断结果输出相应的状态标志信号。

更进一步地，所述低频逻辑控制模块在所述存储器的指定区域内读写数据；所述高频或超高频逻辑控制模块在所述存储器的另一指定区域内读写数据，且所述高频或超高频逻辑控制模块能够读写所述低频逻辑控制模块读写区域内数据。

更进一步地，所述低频逻辑控制模块和所述高频或超高频逻辑控制模块设置在同一个模块中，得到逻辑控制模块；所述逻辑控制模块分别与低频射频前端模块、高频或超高频射频前端模块、检测模块、存储器和电源模块相连接。

更进一步地，还包括电源模块，所述电源模块取得所述低频前端射频模块或所述高频或超高频前端射频模块中的射频信号，对其进行整流、滤波以及电压调节，得到直流电源电压，并提供给所述无源双频电子标签芯片中的各模块。

更进一步地，所述低频电子标签电路模块兼容ISO11784/11785协议标准，所述高频或超高频电子标签模块兼容ISO14443A、ISO15693或ISO18000－6C协议标准。

本发明还涉及一种电子标签，所述电子标签使用的电子标签芯片是上述任意一项所述的电子标签芯片。

实施本发明的一种无源双频电子标签芯片及电子标签，具有以下有益效果：由于在一个电子标签芯片上设置了低频标签电路模块、高频或超高频标签电路模块、检测模块和存储器，使得在检测模块的控制下，被激活的低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块可以与存储器连接，进而取得存储器中的数据或对存储器写入数据，使得表示该标签身份的数据只需要在存储器中写入一次就能分别提供给被激活的低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块，减小了数据写入的开销；同时，由于在一个芯片上集成了两个不同频率的标签电路模块且共用同一个存储器，所以其成本较低。

附图说明

图1是本发明一种无源双频电子标签芯片及电子标签实施例中双频电子标签的结构示意图；

图2是所述实施例中一种情况下该电子标签芯片进一步的结构示意图；

图3是所述实施例中另一种情况下该电子标签芯片进一步的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步说明。

如图1所示，在本发明一种无源双频电子标签芯片及电子标签实施例中，无源双频电子标签芯片内有低频标签电路模块1、高频或超高频标签电路模块2、检测模块3、存储器4以及电源电路模块5。低频标签电路模块1连接低频端口11，用于接收低频载波，输送接收到的低频载波到电源模块5，使其能够转换成电能为该无源双频电子标签芯片供电，并把需要返回的数据发送给低频标签阅读器；高频或超高频标签电路模块2连接高频或超高频端口21，用于接收高频或超高频载波信号，输送接收到的高频或超高频载波到电源模块5，使其能够转换成电能为该无源双频电子标签芯片供电，同时，还接收载波包络信号中包含的工作指令，并把需要返回的的数据通过后反射调制载波的形式发送给高频或超高频标签读写器；而检测模块3则分别连接低频标签电路模块1和高频或超高频标签电路模块2，检测芯片是由低频激活还是由高频或超高频激活（及当前被激活的是低频标签电路模块1还是高频或超高频标签电路模块2），由此可使芯片自动切换到低频工作模式或切换到高频或超高频工作模式。当检测到低频激活时，切换到低频工作模式时，低频标签电路模块1工作，读取存储区的低频数据并把数据按ISO11784/11785协议的数据格式进行编码并通过低频端口11返回给低频标签阅读器；当检测到高频或超高频激活时，切换到高频或超高频工作模式，高频或超高频标签电路模块2工作，识别接收的工作指令并响应指令，向存储器4写入数据或读出存储器4内的数据并把数据按相应的通信协议要求的数据格式进行编码，然后通过高频或超高频端口21返回给高频或超高频读写器，或依照指令完成其它的操作。存储器4是芯片内的信息存储单元，各种信息数据都保存在存储器内。为方便用户使用，根据不同的用户需求，存储器4可划分成多个大小不同的存储区。低频的符合ISO11784/11785协议的动物识别码存储在芯片的存储器4内，高频或超高频也可以读取该动物识别码；存储器4连接低频标签电路模块1和高频或超高频标签电路模块2。而电源模块5把低频标签电路模块1和高频或超高频电路模块2提供的电能转换成电压稳定的电源VDD，为芯片的其它模块供电；电源模块5同时连接低频标签电路模块1和高频或超高频标签电路模块2，还与检测模块3、存储器4等电路模块相连。

在本实施例中，如图2所示，低频标签电路模块1包括低频前端射频模块12和低频逻辑控制模块13，低频前端射频模块12与低频输入端口11和低频逻辑控制模块13连接（即低频前端射频模块12连接在低频输入端口11和低频逻辑控制模块13之间），低频逻辑控制模块13还与存储器4连接；而高频或超高频标签电路模块2包括高频或超高频前端射频模块22和高频或超高频逻辑控制模块23，高频或超高频前端射频模块22与高频或超高频输入端口21和高频或超高频逻辑控制模块23连接（即高频或超高频前端射频模块22连接在高频或超高频输入端口21和高频或超高频逻辑控制模块23之间），高频或超高频逻辑控制模块23还与存储器4连接。检测模块包括至少一个检测输入端口和至少一个控制信号输出端口，检测输入端口与低频前端射频模块12或/和高频或超高频前端射频模块22连接，取得或分别取得其射频信号，用于判断低频电子标签电路模块1或高频或超高频电子标签电路模块2是否工作；控制信号输出端输出控制信号到低频逻辑控制模块13和高频或超高频逻辑控制模块23，分别控制低频逻辑控制模块13和高频或超高频逻辑控制模块23的工作状态。

值得一提的是，在本实施例中，如图2所示，检测模块3可以仅和低频射频前端模块12连接，由低频射频前端模块12取得射频信号，判断该低频射频前端模块12是否被激活，在电源模块5有电压输出且在低频射频前端模块12上检测到射频信号时，判断为低频射频前端模块12被激活；在电源模块5有电压输出而在低频射频前端模块12上没有取得射频信号时，判断为高频或超高频前端射频模块22被激活了，这样就实现了对上述两个模块工作状态的判断。在本实施例中，另外一种情况如图3所示，检测模块3可以仅和高频或超高射频前端模块22连接，与上述情况相似，同样可以实现对低频射频前端模块12或高频或超高频射频前端模块22工作状态的检测。另外一种更为复杂的情况是检测模块3具有两个输入端口，分别连接上述低频射频前端模块12或高频或超高频射频前端模块22，分别检测每个输入端口是否出现射频信号，就可以判断其连接的前端模块的工作状态。当两个输入端口都有射频信号时，判断该芯片工作于双频模式。

此外，检测模块3还输出控制信号到低频逻辑控制模块13和高频或超高频逻辑控制模块23，以控制其工作状态（即是否能读写存储器4中的数据）。换句话说，检测模块3连接低频逻辑控制模块13和高频或超高频逻辑控制模块23，低频逻辑控制电路模块13连接低频射频前端电路模块12，还连接存储器4。高频或超高频逻辑控制电路模块23连接高频或超高频射频前端电路模块22，还连接存储器4。这样，检测模块3对低频射频前端信号进行监测或对高频或超高频射频前端信号进行监测，能检测芯片是由低频激活还是由高频或超高频激活，由此可使芯片自动切换到低频工作模式或切换到高频或超高频工作模式。当检测模块3得到来自低频射频前端模块12或高频或超高频射频前端模块22的射频信号后，检测模块3产生状态信号，判别出芯片是由低频激活还是由高频或超高频激活。当为低频激活时，则输出控制信号使低频逻辑控制模块13工作，使芯片进入低频工作模式；当不是低频激活时，则高频或超高频逻辑控制模块23工作，使芯片进入高超或超高频工作模式。在本实施例中，上述控制信号可以是一个，也可以是两个。在只有一个控制信号的情况下，可以利用该控制信号的不同状态分别控制上述两个逻辑控制模块的工作状态；而在两个控制信号的情况下，可以分别使用一个控制信号控制一个逻辑控制模块的工作状态。

当芯片进入低频工作模式时，低频逻辑控制模块13工作，读取存储区的低频数据并把数据按ISO11784/11785协议的数据格式进行编码并通过低频射频前端模块12以及低频端口11返回给低频标签阅读器；当切换到高频或超高频工作模式，高频或超高频逻辑控制模块23工作，识别接收的工作指令并响应指令，向存储器4写入数据或读出存储器4内的数据并把数据按相应的通信协议要求的数据格式进行编码，然后通过高频或超高超射频前端模块22以及高频或超高频端口21返回给高频或超高频读写器，或依照指令完成其它的操作。

具体来讲，在本实施例中，上述检测模块3至少包含一个电压检测模块（图中未示出），该电压检测模块检测低频端口和/或高频或超高频端口的电压值，判断所述低频端口和/或高频或超高频端口是否存在能够激活芯片的电压值，并依据判断结果输出相应的状态标志信号。该状态标志信号用于或经过处理后用于控制上述低频逻辑控制模块13和所述高频或超高频逻辑控制模块23的工作状态，也就是使得上述低频逻辑控制模块13和所述高频或超高频逻辑控制模块23工作或不工作。

在本发明中，上述低频逻辑控制模块13和所述高频或超高频逻辑控制模块23也可以设置在同一个模块中，这样就组合形成一个逻辑控制模块，该逻辑控制模块分别与低频射频前端模块12、高频或超高频射频前端模块22、检测模块3、存储器4和电源模块5相连接。这样设置的好处是能够提高模块的集成度，便于后续的研发或生产，并使得成本较低。

电源模块5同时连接低频射频前端电路模块12和高频或超高频射频前端电路模块22，可以分别或同时由上述两个前端模块中取得射频信号并将其转换为电源电压输出。电源模块5的输出与低频逻辑控制模块13、高频或超高频逻辑控制模块23、检测模块3、存储器4等电路模块相连。即电源模块5为该芯片上的所有模块供电。

本发明还涉及一种电子标签，通常来讲，电子标签是由电子标签芯片加上适当的天线构成，在本发明中，上述电子标签使用的电子标签芯片是上述的电子标签芯片。

在本实施例中，低频电子标签模块兼容ISO11784/11785协议标准，高频电子标签电路模块兼容ISO14443A或ISO15693协议标准，或超高频电子标签模块兼容ISO18000－6C协议标准。该电子标签芯片有低频端口和高频或超高频端口，分别接低频标签天线和高频或超高频标签天线，接收低频和高频或超高频信号。双端口可单独连接低频、高频或超高频天线制成低频、高频或超高频单频段电子标签，也可以连接一个低频天线和一个高频或超高频天线制成双频电子标签。当该电子标签芯片制成双频电子标签时，在低频和高频或超高频同时激活时，低频工作优先，该电子标签芯片会自动切换到低频工作模式；在只有一种低频或高频或超高频单独激活时，该电子标签芯片自动选择相对应频段的工作模式。

相对于目前市场上出现的使用两颗芯片组合而成的双频标签，在本发明中，只使用一颗芯片，低频和高频或超高频共用芯片的存储区，相同的数据（储如动物识别码）只需写一次即可，避免重复两次写入数据或两次写入的数据不相同而造成混乱的情况；而两种频率自动切换，增强了标签使用的灵活性和方便性；另外，也可以降低双频电子标签的成本，提高了经济效益。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种无源双频电子标签芯片，其特征在于，包括低频标签电路模块、高频或超高频标签电路模块、检测模块和存储器；所述低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块分别与低频输入端口和高频或超高频输入端口连接；所述低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块还分别与所述存储器电连接，从所述存储器取得数据或将数据写入所述存储器；所述检测模块检测所述低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块的工作状态，并依据检测结果控制所述低频标签电路模块和高频或超高频标签电路模块中的一个对所述存储器进行读写。

2.根据权利要求1所述的无源双频电子标签芯片，其特征在于，所述低频标签电路模块包括低频前端射频模块和低频逻辑控制模块，所述低频前端射频模块与所述低频输入端口和所述低频逻辑控制模块连接，所述低频逻辑控制模块还与所述存储器连接；所述高频或超高频标签电路模块包括高频或超高频前端射频模块和高频或超高频逻辑控制模块，所述高频或超高频前端射频模块与所述高频或超高频输入端口和所述高频或超高频逻辑控制模块连接，所述高频或超高频逻辑控制模块还与所述存储器连接。

3.根据权利要求2所述的无源双频电子标签芯片，其特征在于，所述检测模块包括至少一个检测输入端口和至少一个控制信号输出端口，所述检测输入端口与所述低频前端射频模块或/和高频或超高频前端射频模块连接，取得或分别取得其射频信号，用于判断所述低频电子标签电路模块或高频或超高频电子标签电路模块是否工作；所述控制信号输出端输出控制信号到所述低频逻辑控制模块和所述高频或超高频逻辑控制模块，分别控制所述低频逻辑控制模块和所述高频或超高频逻辑控制模块的工作状态。

4.根据权利要求3所述的无源双频电子标签芯片，其特征在于，所述控制信号通过使能开启或关闭低频逻辑控制模块或所述高频或超高频逻辑控制模块来控制其工作状态。

5.根据权利要求4所述的无源双频电子标签芯片，其特征在于，所述检测模块至少包含一个电压检测模块，所述电压检测模块检测低频端口和/或高频或超高频端口的电压值，判断所述低频端口和/或高频或超高频端口是否存在能够激活芯片的电压值，并依据判断结果输出相应的状态标志信号。

6.根据权利要求5所述的无源双频电子标签芯片，其特征在于，所述低频逻辑控制模块在所述存储器的指定区域内读写数据；所述高频或超高频逻辑控制模块在所述存储器的另一指定区域内读写数据，且所述高频或超高频逻辑控制模块能够读写所述低频逻辑控制模块读写区域内的数据。

7.根据权利要求6所述的无源双频电子标签芯片，其特征在于，所述低频逻辑控制模块和所述高频或超高频逻辑控制模块设置在同一个模块中，得到逻辑控制模块；所述逻辑控制模块分别与低频射频前端模块、高频或超高频射频前端模块、检测模块、存储器和电源模块相连接。

8.根据权利要求7所述的无源双频电子标签芯片，其特征在于，还包括电源模块，所述电源模块取得所述低频前端射频模块或所述高频或超高频前端射频模块中的射频信号，对其进行整流、滤波以及电压调节，得到直流电源电压，并提供给所述无源双频电子标签芯片中的各模块。

9.根据权利要求8所述的无源双频电子标签芯片，其特征在于，所述低频电子标签电路模块兼容ISO11784/11785协议标准，所述高频或超高频电子标签模块兼容ISO14443A、ISO15693或ISO18000－6C协议标准。

10.一种电子标签，其特征在于，所述电子标签使用的电子标签芯片是如权利要求1-9任意一项所述的电子标签芯片。