CN108416415B - 双天线无源电子标签、系统及其监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种双天线无源电子标签、系统及其监测系统。该标签包括：天线状态监测模组、第一天线、第二天线、射频模拟前端以及数字基带电路，其中，射频模拟前端与第一天线相连，用于根据接收的能量为天线状态监测模组供电；数字基带电路分别与射频模拟前端以及天线状态监测模组相连，用于根据天线监测指令生成状态监测开启信号，并将状态监测开启信号发送至天线状态监测模组；天线状态监测模组，用于根据状态监测开启信号监测第二天线的通断状态，并将监测结果发送至数字基带电路，以返回至读写器。通过本发明实施例的技术方案，能够实现双天线无源电子标签的防转移功能，有效防止标签被重复使用，保护消费者的利益。

Description

双天线无源电子标签、系统及其监测系统

技术领域

本发明实施例涉及射频识别技术领域，尤其涉及一种双天线无源电子标签、系统及其监测系统。

背景技术

长久以来，防伪打假一直是商品消费市场的重大课题。目前，国内市场中传统的防伪方式都是基于纸质材料，如：激光防伪，荧光防伪，磁性防伪，温变防伪等，其技术不具备唯一性，独占性，容易被复制，不能达到真正防伪的目的。

为了提高防伪效果，射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)防伪技术应运而生，相比传统防伪技术，它有着如下优点：每个标签都有一个全球唯一的ID号码——用户身份标识(User Identification，UID)，UID是在制作芯片时放在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)中的，无法修改、无法仿造、无机械磨损或污损，读写器具有保证其自身的安全性等性能。

由于传统的双天线RFID标签不具备防转移功能，如果一件正品的双天线RFID标签被撕下来后粘贴到假货上，那么消费者通过扫描标签后也会得到正品的反馈信息，从而容易使消费者上当受骗，损害消费者的利益。

发明内容

本发明实施例提供一种双天线无源电子标签、系统及其监测系统，以实现双天线无源电子标签的防转移功能，有效防止标签被重复使用，保护消费者的利益。

第一方面，本发明实施例提供了一种双天线无源电子标签，包括：天线状态监测模组、第一天线、第二天线、射频模拟前端以及数字基带电路，其中：

所述第一天线，用于从外界能量场中获取能量，并接收读写器发送的天线监测指令；

所述射频模拟前端与所述第一天线相连，用于根据所述能量为所述天线状态监测模组供电；

所述数字基带电路分别与所述射频模拟前端以及所述天线状态监测模组相连，用于根据所述天线监测指令生成状态监测开启信号，并将所述状态监测开启信号发送至所述天线状态监测模组；

所述天线状态监测模组，用于根据所述状态监测开启信号监测所述第二天线的通断状态，并将监测结果发送至所述数字基带电路，以使所述数字基带电路将接收的所述监测结果通过所述射频模拟前端以及所述第一天线返回至所述读写器。

第二方面，本发明实施例还提供了一种双天线无源电子标签系统，该系统包括：本发明实施例中任一所述的双天线无源电子标签以及合法验证物品，所述双天线无源电子标签附着于合法验证物品之上；

其中，在将所述双天线无源电子标签剥离所述合法验证物品时，所述双天线无源电子标签中的第二天线被切断。

第三方面，本发明实施例还提供了一种双天线无源电子标签监测系统，包括读写器以及本发明实施例中任一所述的双天线无源电子标签系统，其中：

所述读写器，用于向所述双天线无源电子标签系统中的双天线无源电子标签发送天线监测指令；

所述双天线无源电子标签，用于根据所述天线监测指令获取监测结果，并将所述监测结果返回至所述读写器，以使所述读写器根据所述监测结果确定所述双天线无源电子标签的有效性。

本发明实施例通过在双天线无源电子标签中设置天线状态监测模组，用第一天线和射频模拟前端为其供电，并将天线状态监测模组与数字基带电路相连，用于根据数字基带电路发送的状态监测开启信号监测第二天线的通断状态，并将监测结果返回给数字基带电路，进而通过监测结果判断标签是否被转移，利用了天线状态监测模组对第二天线通断状态的监测结果能够反应出双天线无源电子标签是否被二次使用的优点，解决了现有技术中因双天线RFID标签不具备防转移功能，而导致的消费者利益容易受损的问题，实现了双天线无源电子标签的防转移功能，有效防止标签被重复使用，保护了消费者的利益。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的一种双天线无源电子标签的结构示意图；

图2a是本发明实施例二提供的一种双天线无源电子标签的结构示意图；

图2b是本发明实施例二适用的一种双天线无源电子标签的部分电路图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种双天线无源电子标签的结构示意图。本实施例可适用于具有双天线结构的无源电子标签，本实施例提供的双天线无源电子标签包括：天线状态监测模组1、第一天线2、第二天线3、射频模拟前端4以及数字基带电路5。

其中，第一天线2，用于从外界能量场中获取能量，并接收读写器发送的天线监测指令；射频模拟前端4与第一天线2相连，用于根据能量为天线状态监测模组1供电；数字基带电路5分别与射频模拟前端4以及天线状态监测模组1相连，用于根据天线监测指令生成状态监测开启信号，并将状态监测开启信号发送至天线状态监测模组1；天线状态监测模组1，用于根据状态监测开启信号监测第二天线3的通断状态，并将监测结果发送至数字基带电路5，以使数字基带电路5将接收的监测结果通过射频模拟前端4以及第一天线2返回至读写器。

示例性的，第一天线2与射频模拟前端4相连，用于从外界能量场中获取能量，例如，当读写器靠近第一天线2时，第一天线2从读写器所辐射的能量场中获取射频能量，并将该射频能量传输给与之相连的射频模拟前端4。另外，第一天线2还用于，将经过数字基带电路5以及射频模拟前端4转发的，天线状态监测模组1返回的监测结果，通过无线射频信号发送给靠近的读写器。

具体的，射频模拟前端4可包括整流器、调制器、解调器等。示例性的，本实施例提供的各个模块和电路都集成在标签芯片中，射频模拟前端4具体可用于将第一天线2中接收的能量转换成直流能量，为包括天线状态监测模组1在内的整个标签芯片供电；还可用于对数字基带电路5返回的数据进行信号调制并发送给第一天线2以进行发射；还可用于对第一天线2接收的已调制射频信号中解调出目标信号，其中，目标信号包括但不限于天线监测指令。

本实施例中设定双天线无源电子标签在第一次被使用时为有效，其所附着的物品为合法验证物品，也即真品；设定双天线无源电子标签被转移后再次使用时为无效，其所附着的物品为非法验证物品，也即赝品。

由于本实施例提供的双天线无源电子标签中，第二天线3是固定附着在合法验证物品上的，因此，一旦将双天线无源电子标签从该合法验证物品上剥离下来，第二天线3将处于断开状态。示例性的，若第二天线3处于连通状态，则天线状态监测模组1将输出连通信号作为监测结果；若第二天线3处于断开状态，则天线状态监测模组1将输出断开信号作为监测结果。具体的，连通信号和断开信号可分别用高电平和低电平来表示，或其他区别度较大的电信号来表示，在此不作限定。

举一个具体例子，双天线结构的无源电子标签中，第一天线2从能量场中获取射频能量，并由射频模拟前端4将射频能量转化为直流电平VDD为整个标签芯片供电。当第一天线2没有接收到读写器发送的天线监测指令时，天线状态监测模组1处于关闭状态；当第一天线2接收到读写器发送的天线监测指令时，数字基带电路5向天线状态监测模组1发送状态监测开启信号，激活天线状态监测模组1。天线状态监测模组1被激活后对第二天线3的通断状态进行检测，并发送相应监测结果至数字基带电路5，以最终通过第一天线1反馈给读写器，读写器根据该监测结果，也即第二天线3的通断判断该电子标签是否有效。

设置天线状态监测模组的有益效果在于，可在需要对双天线无源电子标签的有效性进行检测时，通过监测第二天线的通断状态，判断该电子标签是否被转移过，从而及时将被重复使用过的电子标签标注为失效标签，实现双天线无源电子标签的防转移功能，进而有效地防止标签被重复使用，达到一撕即毁的效果，使消费者能够及时辨别购买的物品是否为真品，保护了消费者的利益。

可选的，还包括存储器6，存储器6与数字基带电路5相连，用于存储监测结果。

其中，存储器6可以为读写存储器，优选为带电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable read only memory，EEPROM)，EEPROM是一种掉电后数据不丢失的存储芯片。EEPROM可以在电脑上或专用设备上擦除已有信息，并重新编程。具体的，存储器6可用于存储本电子标签的标识信息，以便于通过读取该标识信息来识别该电子标签；还可用于存储第二天线3通断状态对应的监测结果，以便于在读取该电子标签的标识信息时，验证该电子标签的有效性。示例性的，天线状态监测模组1将对第二天线3通断状态的监测结果发送给数字基带电路5后，数字基带电路5将该监测结果写入至存储器6的设定地址位，当读写器读取该监测结果时，基带数字电路5从该设定地址位取出该监测结果并返回给射频模拟前端，再通过天线返回给读写器。

本实施例的技术方案，通过在双天线无源电子标签中设置天线状态监测模组，用第一天线和射频模拟前端为其供电，并将天线状态监测模组与数字基带电路相连，用于根据数字基带电路发送的状态监测开启信号监测第二天线的通断状态，并将监测结果返回给数字基带电路，进而通过监测结果判断标签是否被转移，利用了天线状态监测模组对第二天线通断状态的监测结果能够反应出双天线无源电子标签是否被二次使用的优点，解决了现有技术中因双天线RFID标签不具备防转移功能，而导致的消费者利益容易受损的问题，实现了双天线无源电子标签的防转移功能，有效防止标签被重复使用，保护了消费者的利益。

实施例二

图2a为本发明实施例二提供的一种双天线无源电子标签的结构示意图。本实施例以上述实施例为基础进行优化，提供了优选的双天线无源电子标签，具体是，对天线状态监测模组进行了进一步优化。如图2a所示，天线状态监测模组具体包括开关控制模块11、逻辑输出模块12以及监测电路13。

其中，开关控制模块11分别与数字基带电路5、逻辑输出模块12的第一输入端以及监测电路13相连，用于根据数字基带电路5发送的状态监测开启信号激活逻辑输出模块12以及监测电路13；监测电路13分别与第二天线3以及逻辑输出模块12的第二输入端相连，用于在被激活时根据第二天线3的通断状态输出判决电平信号至逻辑输出模块12；逻辑输出模块12的输出端与数字基带电路相连，用于根据判决电平信号输出监测结果，并将监测结果发送至数字基带电路5。

具体的，开关控制模块11在未收到状态监测开启信号时，控制逻辑输出模块12以及监测电路13处于电路关闭状态；当开关控制模块11收到数字基带电路5发送的状态监测开启信号时，控制逻辑输出模块12以及监测电路13由电路关闭状态变为激活状态。其中，开关控制模块11可以是由使能信号控制的开关器件组。设置开关控制模块的有益效果在于，可以只在需要监测天线状态时才对天线状态进行监测，从而节约电能，减小电路器件的损耗。

示例性的，当开关控制模块11根据数字基带电路5发送的状态监测开启信号激活监测电路13，监测电路13中的电路被导通，从而通过向逻辑输出模块12输出判决电平信号来标识第二天线3的通断状态。具体的，判决电平信号可以是监测电路13中设定判决点的电压信号。

本实施例中逻辑输出模块12可以是逻辑门器件，示例性的，当开关控制模块11根据数字基带电路5发送的状态监测开启信号激活逻辑输出模块12时，与开关控制模块11连接的逻辑输出模块12的第一输入端被推至高电平，此时逻辑输出模块12对判决电平信号进行修正，输出能够表征第二天线3的通断状态的监测结果至数字基带电路5。

举一个具体例子，开关控制模块11没有接收到状态监测开启信号时，监测电路13中的电路处于关闭状态，逻辑输出模块12的第一输入端被拉至低电平；当开关控制模块11接收到状态监测开启信号时，监测电路13被激活，逻辑输出模块12的第一输入端被推至高电平，此时，若检测到第二天线3为连通状态，则监测电路13输出高电平至逻辑输出模块12的第二输入端，逻辑输出模块12根据第一输入端和第二输入端的电平信号输出标准连通信号(例如1)至数字基带电路5，而若检测到第二天线3为断开状态，则监测电路13输出低电平至逻辑输出模块12的第二输入端，逻辑输出模块12根据第一输入端和第二输入端的电平信号输出标准断开信号(例如0)至数字基带电路5。

可选的，射频模拟前端4包括整流器41，整流器41与监测电路13相连，用于为监测电路13提供高电平信号。

示例性的，整流器41将通过第一天线2获取的能量转化为直流电平VDD，也即高电平信号，为包括监测电路13在内的整个标签芯片供电。如图2a中所示的VDD信号，即为经整流器41转化后得到的高电平信号。

可选的，监测电路13具体包括上拉电路131、下拉电路132以及偏置电路133，上拉电路131分别与偏置电路133的第一输出端以及第二天线3的输入端相连，下拉电路132分别与偏置电路133的第二输出端以及第二天线3的输出端相连；逻辑输出模块12的第二输入端与第二天线3的输出端相连。

本实施例中，通过将逻辑输出模块12的第二输入端与第二天线3的输出端相连，把判决电平信号对应的信号采集点(也即判决点)设置在第二天线3的输出端。示例性的，上拉电路131中的上拉电流要设计得高于下拉电路132中的下拉电流，当上拉电路131和下拉电路132被激活后，若第二天线3为连通状态，则上拉电路131和下拉电路132同时作用于判决点，此时判决点的电平就会被拉高，从而输出至逻辑输出模块12的判决电平信号为高电平；若第二天线3为断开状态，则只有下拉电路132作用于判决点，判决点的电平就会被拉低，从而输出至逻辑输出模块12的判决电平信号为低电平。具体的，偏置电路133可用于为上拉电路131和下拉电路132提供激活时所需的电位。

可选的，如图2b所示，上拉电路131具体为PMOS管Q1，下拉电路132具体为NMOS管Q2；PMOS管Q1的栅极G连接偏置电路133的第一输出端，PMOS管Q1的源极S接入高电平信号，PMOS管Q1的漏极D连接第二天线3的输入端；NMOS管Q2的栅极G连接偏置电路133的第二输出端，NMOS管Q2的漏极D连接第二天线3的输出端，NMOS管Q2的源极S接入低电平信号。

其中，如图2b中所示的VSS为低电平信号，该低电平信号为公共端信号，例如可以是与高电平信号VDD相对的负电源信号。示例性的，若第二天线3为连通状态，当PMOS管Q1和NMOS管Q2均被导通时，PMOS管Q1和NMOS管Q2同时作用于判决点P，此时判决点P的电平将被拉高；若第二天线3为断开状态，PMOS管Q1无法作用于判决点，因此即使PMOS管Q1和NMOS管Q2均被导通，也只有NMOS管Q2作用于判决点P，此时判决点P的电平将被拉低。通过将判决点P的电平信号作为判决电平信号输出至逻辑输出模块12，即可判断出第二天线3的通断。

可选的，开关控制模块11具体包括第一开关管Q3、第二开关管Q4以及非门D1；第一开关管Q3的控制端连接数字基带电路5，第一开关管Q3的输入端连接PMOS管Q1的漏极，第一开关管Q3的输出端连接第二天线3的输入端；第二开关管Q4的控制端通过非门D1连接数字基带电路5，第二开关管Q4的输入端连接NMOS管Q2的栅极，第二开关管Q4的输出端接入低电平信号。

其中，第一开关管Q3和第二开关管Q4可以是NMOS管，相应的，第一开关管Q3和第二开关管Q4的控制端为NMOS管的栅极G，输入端为NMOS管的漏极D，输出端为NMOS管的源极S。具体的，数字基带电路5发送的状态监测开启信号可以为高电平的开关信号。示例性的，当开关信号为高时，第一开关管Q3导通，第二开关管Q4关闭，使得PMOS管Q1和NMOS管Q2能够在第二天线3为连通状态的条件下，正常作用于判决点P；当开关信号为低时，第一开关管Q3关闭，第二开关管Q4导通，使得PMOS管Q1无法作用于判决点P，且偏置电路133为NMOS管Q2提供的偏置电压被拉到0，导致NMOS管Q2关闭，进而也无法作用于判决点P。

本实施例的技术方案，通过天线状态检测模组中设置的开关控制模块、逻辑输出模块以及监测电路，实现了对天线通断状态的监测功能，从而通过天线的通断状态判断电子标签是否失效，有效防止标签被重复使用，保护了消费者的利益。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种双天线无源电子标签系统，包括：上述各实施例中提供的双天线无源电子标签以及合法验证物品，双天线无源电子标签附着于合法验证物品之上；其中，在将双天线无源电子标签剥离合法验证物品时，双天线无源电子标签中的第二天线被切断。

示例性的，合法验证物品为双天线无源电子标签在第一次被使用时所附着的物品，也即真品。具体的，双天线无源电子标签由于具有双天线结构，因此可将其中一个天线固定附着在合法验证物品上，以达到将该电子标签剥离合法验证物品时，能够切断固定附着在合法验证物品上的天线，也即使该天线由连通状态变成断开状态，其中，固定附着在合法验证物品上的天线即为本实施例所述的第二天线。具体的第二天线附着方式包括但不限于粘贴、可切断式连接等，在此不作限定。可选的，合法验证物品为用于容纳设定物质的容器，容器的瓶口设置有匹配的瓶盖；双天线无源电子标签附着于瓶盖之上，且第二天线设置于瓶盖与瓶口的连接位置。当然，该双天线无源电子标签也可附着于瓶身之上，只要当瓶盖与瓶身相分离时能够切断第二天线的标签附着方式，均在本发明实施例的保护范围之内。

在上述各实施例的基础上，本发明实施例还提供了一种双天线无源电子标签监测系统，包括读写器以及上述各实施例提供的双天线无源电子标签系统，其中：读写器，用于向双天线无源电子标签系统中的双天线无源电子标签发送天线监测指令；双天线无源电子标签，用于根据天线监测指令获取监测结果，并将监测结果返回至读写器，以使读写器根据监测结果确定双天线无源电子标签的有效性。示例性的，读写器可以是射频标签读写器，读写器与双天线无源电子标签之间采用无线射频通信。具体的，可在读写器读取双天线无源电子标签的身份标识信息时发送天线监测指令，以及时验证该双天线无源电子标签的有效性。当双天线无源电子标签将监测结果返回给读写器后，读写器可根据该监测结果确定双天线无源电子标签是否有效，例如，若返回的监测结果为标识符“1”，则说明标签中的第二天线为连通状态，此标签有效，可以继续根据读取的身份标识信息进行防伪验证；若返回的监测结果为标识符“0”，则说明标签中的第二天线为断开状态，此标签无效，不能进行防伪验证，从而有效防止标签被重复使用，保护消费者的利益。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (8)

1.一种双天线无源电子标签，其特征在于，包括：天线状态监测模组、第一天线、第二天线、射频模拟前端以及数字基带电路，其中：

所述第一天线，用于从外界能量场中获取能量，并接收读写器发送的天线监测指令；

所述射频模拟前端与所述第一天线相连，用于根据所述能量为所述天线状态监测模组供电；

所述数字基带电路分别与所述射频模拟前端以及所述天线状态监测模组相连，用于根据所述天线监测指令生成状态监测开启信号，并将所述状态监测开启信号发送至所述天线状态监测模组；

所述天线状态监测模组，用于根据所述状态监测开启信号监测所述第二天线的通断状态，并将监测结果发送至所述数字基带电路，以使所述数字基带电路将接收的所述监测结果通过所述射频模拟前端以及所述第一天线返回至所述读写器；

其中，所述双天线无源电子标签，其特征在于，还包括存储器，所述存储器与所述数字基带电路相连，用于存储所述监测结果；

其中，所述天线状态监测模组具体包括开关控制模块、逻辑输出模块以及监测电路，其中：

所述开关控制模块分别与所述数字基带电路、所述逻辑输出模块的第一输入端以及所述监测电路相连，用于根据所述数字基带电路发送的所述状态监测开启信号激活所述逻辑输出模块以及所述监测电路；

所述监测电路分别与所述第二天线以及所述逻辑输出模块的第二输入端相连，用于在被激活时根据所述第二天线的通断状态输出判决电平信号至所述逻辑输出模块；

所述逻辑输出模块的输出端与所述数字基带电路相连，用于根据所述判决电平信号输出监测结果，并将所述监测结果发送至所述数字基带电路。

2.根据权利要求1所述的双天线无源电子标签，其特征在于，所述监测电路具体包括上拉电路、下拉电路以及偏置电路，所述上拉电路分别与所述偏置电路的第一输出端以及所述第二天线的输入端相连，所述下拉电路分别与所述偏置电路的第二输出端以及所述第二天线的输出端相连；

所述逻辑输出模块的第二输入端与所述第二天线的输出端相连。

3.根据权利要求2所述的双天线无源电子标签，其特征在于，所述射频模拟前端包括整流器，所述整流器与所述监测电路相连，用于为所述监测电路提供高电平信号。

4.根据权利要求3所述的双天线无源电子标签，其特征在于，所述上拉电路具体为PMOS管，所述下拉电路具体为NMOS管；

所述PMOS管的栅极连接所述偏置电路的第一输出端，所述PMOS管的源极接入高电平信号，所述PMOS管的漏极连接所述第二天线的输入端；

所述NMOS管的栅极连接所述偏置电路的第二输出端，所述NMOS管的漏极连接所述第二天线的输出端，所述NMOS管的源极接入低电平信号。

5.根据权利要求4所述的双天线无源电子标签，其特征在于，开关控制模块具体包括第一开关管、第二开关管以及非门；

所述第一开关管的控制端连接所述数字基带电路，所述第一开关管的输入端连接所述PMOS管的漏极，所述第一开关管的输出端连接所述第二天线的输入端；

所述第二开关管的控制端通过所述非门连接所述数字基带电路，所述第二开关管的输入端连接所述NMOS管的栅极，所述第二开关管的输出端接入所述低电平信号。

6.一种双天线无源电子标签系统，其特征在于，包括：如权利要求1-5任一项所述的双天线无源电子标签以及合法验证物品，所述双天线无源电子标签附着于合法验证物品之上；

其中，在将所述双天线无源电子标签剥离所述合法验证物品时，所述双天线无源电子标签中的第二天线被切断。

7.根据权利要求6所述的双天线无源电子标签系统，其特征在于，所述合法验证物品为用于容纳设定物质的容器，所述容器的瓶口设置有匹配的瓶盖；

所述双天线无源电子标签附着于所述瓶盖之上，且所述第二天线设置于所述瓶盖与所述瓶口的连接位置。

8.一种双天线无源电子标签监测系统，其特征在于，包括读写器以及权利要求6或7所述的双天线无源电子标签系统，其中：

所述读写器，用于向所述双天线无源电子标签系统中的双天线无源电子标签发送天线监测指令；

所述双天线无源电子标签，用于根据所述天线监测指令获取监测结果，并将所述监测结果返回至所述读写器，以使所述读写器根据所述监测结果确定所述双天线无源电子标签的有效性。