CN106203595B - 可实现远近距离交互的超高频rfid标签芯片及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片及其方法，该标签芯片包括：射频模拟前端，用于接收射频信号获取能量，同时解调得到传输信息传输至基带，并将基带返回的信息经调制后反射回读写器；距离选择电路，用于将从射频模拟前端接收到的与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与距离控制信号进行逻辑运算后输出控制信号至基带，以决定标签芯片是否返回数据给读写器；基带，用于处理超高频RFID协议，以在该距离选择电路的输出控制下返回数据至射频模拟前端，本发明可以使超高频标签芯片实现远近距离读写之间切换，使超高频RFID标签芯片满足远距离读写和近距离读写两种方式。

Description

可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片及其方法
技术领域
本发明涉及射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，特别是涉及一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片及其方法。
背景技术
射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术是一种自动识别技术，利用射频信号通过空间耦合来实现无接触的信息传递，并通过所传递的信息来达到识别的目的，电子数据载体工作时所需要的能量可以通过阅读器非接触式地获取，通过阅读器和标签之间的数据交换来实现信息读取和写入，在完成识别的过程中无需人工干预，不易损坏、可支持快速阅读、移动识别、多目标识别、定位及感应等长期跟踪功能。按照工作频率的不同，RFID通常分为低频(125kHz/134.2kHz)、高频(13.56MHz)、超高频(433MHz/860MHz～960MHz)和微波(2.45GHz/5.8GHz)等几个类型。在上述分类中，无源超高频RFID(指860MHz～960MHz频段，文中如无特别说明所指超高频RFID均为该频段)由于其具有无源低成本、小尺寸、高安全性、高通信速率(40kHz～640kHz)、较远的通信距离(>5m)以及较强的防冲突能力的特点，而备受青睐，在服装、烟酒、食品、贵重物品防伪、航空行李，仓储管理、车辆识别等诸多领域中有巨大的应用前景，并成为了RFID领域的研究热点。
随着超高频RFID应用的深入，在一些特殊的应用场景需要超高频RFID能实现远距离读写和近距离的读写两种方式的交互，然而目前的超高频RFID标签芯片一般都用于远距离读写，无法实现远距离读写和近距离读写两种方式交互，对此，本发明提出一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片及其方法，以解决上述问题。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片及其方法，其可以使超高频标签芯片实现远近距离读写之间切换，使超高频RFID标签芯片满足远距离读写和近距离读写两种方式。
为达上述及其它目的，本发明提出一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片，包括：
射频模拟前端，用于接收射频信号获取能量，同时解调得到传输信息传输至基带，并将基带返回的信息经调制后反射回读写器；
距离选择电路，用于将从射频模拟前端接收到的与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与距离控制信号进行逻辑运算后输出控制信号至基带，以决定标签芯片是否返回数据给读写器；
基带，用于处理超高频RFID协议，以在该距离选择电路的输出控制下返回数据至射频模拟前端。
进一步地，该距离选择电路包括一比较器与一二输入或门，该比较器将与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与该距离控制信号输入该二输入或门进行逻辑或运算，以决定该标签芯片是否返回数据给读写器。
进一步地，该基带还包括处理专有命令解析电路，以接收读写器的专有命令并输出与该专有命令相关的该距离控制信号至该二输入或门。
进一步地，该超高频RFID标签芯片还包括存储器，该存储器用于存储配置信息和用户数据。
进一步地，该超高频RFID标签芯片通过设定该与接收射频信号幅度相关的输入信号或者该参考电压的值来控制该超高频RFID标签芯片与读写器的通信距离。
进一步地，当该超高频RFID标签芯片上电后，读写器发送专有命令，该超高频RFID标签芯片进行命令解析，该距离控制信号ctrl信号由”1”转变为”0”，该基带是否返回数据给模拟前端由输入的输入信号与该参考电压的比较结果而定，只有当输入信号>参考电压时该超高频RFID标签芯片才能继续返回数据给读写器。
为达到上述目的，本发明还提供一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片的实现方法，包括如下步骤：
步骤一，射频模拟前端接收射频信号，输出与接收射频信号幅度相关的输入信号连接至距离选择电路，并将解调得到的传输信息传输至基带；
步骤二，距离选择电路将射频模拟前端输出的与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与距离控制信号进行逻辑运算，并输出控制信号控制基带，以决定标签芯片是否返回数据给读写器；
步骤三，该基带在该距离选择电路输出的控制信号的控制下返回信息至该射频模拟前端。
进一步地，该距离选择电路包括一比较器和一二输入或门，利用该比较器将与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与该距离控制信号输入该二输入或门进行逻辑或运算，其输出结果决定标签芯片是否返回数据给读写器。
进一步地，该基带包括处理专有命令解析电路，以接收读写器的专有命令并输出与该专有命令相关的该距离控制信号至该二输入或门。
进一步地，该射频模拟前端还将配置信息和用户数据存储于存储器中。
与现有技术相比，本发明一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片及其方法通过利用距离选择电路将射频模拟前端输出的与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与距离控制信号进行逻辑运算后输出控制信号控制基带，以决定基带是否返回数据给读写器，使超高频标签芯片实现了远近距离读写之间切换、满足远距离读写和近距离读写两种方式的目的。
附图说明
图1为本发明一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片的架构示意图；
图2为本发明一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片的实现方法的步骤流程图。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。
图1为本发明一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片的架构示意图。如图1所示，本发明一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片包括模拟射频前端10、存储器20、基带30和距离选择电路40。
其中，射频模拟前端10为常规电路，用于接收射频信号获取能量，同时解调得到传输信息传输至基带30，并将基带30返回的信息经调制后反射回读写器；存储器20为常规电路，用于存储配置信息和用户数据，基带30为协议处理数字电路，主要用于处理超高频RFID协议，同时还包含处理专有命令解析电路；距离选择电路40包括一比较器和一二输入或门，用于将与接收射频信号幅度相关的输入信号Vin与参考电压Vref进行比较，并将比较结果与距离控制信号ctrl进行逻辑或运算，以决定标签芯片是否返回数据给读写器。
射频模拟前端10将整流获得的电压供给各部分电路(未示出)，同时通过接口数据线以及控制线与基带30相连，射频模拟前端10输出与整流输出电压相关的电压信号Vin连接至距离选择电路40的比较器的同相输入端，射频模拟前端10产生的参考电压Vref连接至距离选择电路40的比较器的反相输入端，距离选择电路40的比较器的输出端连接至或门的一输入端，基带30输出一与专有命令相关的控制信号连接至或门另一输入端，或门输出端连接至基带30。
以下将配合图1说明本发明超高频RFID标签芯片实现远近距离切换的原理：其中Vin为与整流器输出电压相关的电压信号，Vref为一可设定的参考电压，当超高频RFID标签芯片上电后，读写器发送专有命令，该超高频RFID标签芯片进行命令解析，距离控制信号ctrl信号由”1”转变为”0”，此时基带是否返回数据给读写器由输入的电压信号Vin与参考电压Vref比较的结果而定，只有当Vin>Vref时标签芯片才能返回数据给读写器，通过上述过程即可完成对标签接收距离的切换，可通过设定Vref或者Vin的值来控制标签与读写器的通信距离。上述所有过程皆在标签芯片有效供电内完成，标签芯片断电后自动恢复到初始状态。
图2为本发明一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片的实现方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片的实现方法，包括如下步骤：
步骤201，射频模拟前端接收射频信号，输出与整流输出电压相关的电压信号Vin连接至距离选择电路，并将解调得到的传输信息传输至基带。较佳地，射频模拟前端还将配置信息和用户数据存储于存储器中。
步骤202，距离选择电路将射频模拟前端输出的与接收射频信号幅度相关的输入信号Vin与参考电压Vref进行比较，并将比较结果与距离控制信号ctrl进行逻辑运算，并输出控制信号控制基带，以决定标签芯片是否返回数据给读写器。在本发明较佳实施例中，距离选择电路包括一比较器和一二输入或门，其中比较器将与接收射频信号幅度相关的输入信号Vin与参考电压Vref进行比较，并将比较结果与距离控制信号ctrl输入二输入或门进行逻辑或运算，其输出结果决定标签芯片是否返回数据给读写器，该距离控制信号ctrl为基带输出的一与专有命令相关的控制信号。
步骤203，基带在距离选择电路输出的控制信号的控制下返回信息至射频模拟前端。
综上所述，本发明一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片及其方法通过利用距离选择电路将射频模拟前端输出的与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与距离控制信号进行逻辑运算后输出控制信号控制基带，以决定标签芯片是否返回数据给读写器，使超高频标签芯片实现了远近距离读写之间切换、满足远距离读写和近距离读写两种方式的目的。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (6)

1.一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片，包括：
射频模拟前端，用于接收射频信号获取能量，同时解调得到传输信息传输至基带，并将基带返回的信息经调制后反射回读写器；
距离选择电路，用于将从射频模拟前端接收到的与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与距离控制信号进行逻辑运算后输出控制信号至基带，以决定标签芯片是否返回数据给读写器，该距离选择电路包括一比较器与一二输入或门，该比较器将与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与该距离控制信号输入该二输入或门进行逻辑或运算，以决定标签芯片是否返回数据给读写器；
基带，用于处理超高频RFID协议，以在该距离选择电路的输出控制下返回数据至射频模拟前端，所述基带还包括处理专有命令解析电路，以接收读写器的专有命令并输出与该专有命令相关的该距离控制信号至所述距离选择电路。
2.如权利要求1所述的一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片，其特征在于：该超高频RFID标签芯片还包括存储器，该存储器用于存储配置信息和用户数据。
3.如权利要求2所述的一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片，其特征在于：该超高频RFID标签芯片通过设定该与接收射频信号幅度相关的输入信号或者该参考电压的值来控制该超高频RFID标签芯片与读写器的通信距离。
4.如权利要求3所述的一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片，其特征在于：当该超高频RFID标签芯片上电后，读写器发送专有命令，该超高频RFID标签芯片进行命令解析，该距离控制信号ctrl信号由”1”转变为”0”，该基带是否返回数据给模拟前端由输入的输入信号与该参考电压的比较结果而定，只有当输入信号>参考电压时该超高频RFID标签芯片才能继续返回数据给读写器。
5.一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片的实现方法，包括如下步骤：
步骤一，射频模拟前端接收射频信号，输出与接收射频信号幅度相关的输入信号连接至距离选择电路，并将解调得到的传输信息传输至基带，所述基带包括处理专有命令解析电路，以接收读写器的专有命令并输出与该专有命令相关的距离控制信号至距离选择电路；
步骤二，距离选择电路将射频模拟前端输出的与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与距离控制信号进行逻辑运算，并输出控制信号控制基带，以决定标签芯片是否返回数据给读写器，该距离选择电路包括一比较器和一二输入或门，利用该比较器将与接收射频信号幅度相关的输入信号与参考电压进行比较，并将比较结果与该距离控制信号输入该二输入或门进行逻辑或运算，其输出结果决定标签芯片是否返回数据给读写器；
步骤三，该基带在该距离选择电路输出的控制信号的控制下返回信息至该射频模拟前端。
6.如权利要求5所述的一种可实现远近距离交互的超高频RFID标签芯片的实现方法，其特征在于：该射频模拟前端还将配置信息和用户数据存储于存储器中。
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