CN108596314A - 一种可实现主动访问的rfid芯片及其实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种可实现主动访问的RFID芯片及其实现方法，所述RFID芯片包括：RF模块，用于将数字处理DSP模块输出的数据调制到射频载波上或将接收到的射频信号上调制的信息解调出来；数字处理DSP模块，用于完成RFID协议的处理以及对存储单元和可转换为主动模式的接口进行控制；可转换为主动模式的接口，为可控接口电路，用于根据所述数字处理DSP模块的控制与外部传感器通信；整流模块，用于将接收到的射频信号进行倍压整流以得到芯片工作所需的直流电压；存储单元，用于存储信息，通过本发明，可实现一种成本较低且功耗较低的可主动访问传感器数据的RFID芯片。

Description

一种可实现主动访问的RFID芯片及其实现方法
技术领域
本发明涉及一种RFID芯片及其实现方法，特别是涉及一种可实现主动访问的RFID(Radio Frequency Identification，射频识别)芯片及其实现方法。
背景技术
RFID技术是从20世纪80年代发展起来的一项自动识别技术。通过射频信号对某个目标的ID进行自动识别得到对象信息，并获取相关数据。不同于传统的磁卡和IC卡，RFID技术解决了无源和免接触两大问题，同时它可实现运动目标识别、多目标识别，能够广泛应用于各类场合。其突出优点是环境适应性强，能够穿透非金属材质，数据存储量大，抗干扰能力强。根据供电方式的不同，可以将RFID标签分为两类：一类是无源RFID标签；另一类是有源RFID标签。无源RFID标签工作时标签通过读写器的电磁场获得能量，标签本身不需要电池；有源RFID标签则恰恰相反，标签需要自备电池，提供全部器件工作所需的电源。
在某些领域，例如冷链物流、医疗系统、仓储物资管理、疫苗生产物流、卫生防疫系统、科研等领域，为避免药品、物品及粮食的失效或变质，通常需要测定物品所处环境的温度和/或湿度，普通的标签无法了解和监控商品贮运过程中实时的温湿度，无法估计商品保质情况，导致厂商误销，造成质量事故，因此则需要RFID标签能够实时获取温湿度传感器等的数据以实时监控物品所处环境的传感数据。
图1为现有技术中一种可访问获取传感器数据的RFID芯片的结构示意图。如图1所示，该RFID芯片包括RF模块101、数字处理DSP模块102、存储单元103、接口104、MCU105以及传感器模块106，其中传感器模块106实时采集获得传感数据，MCU105实时获取传感器模块106的传感数据，并通过接口104存储于存储单元103中。
然而，图1中的RFID芯片虽然能够实时获取传感器的传感数据，但是其必须采用MCU来获取传感数据，成本较高，且功耗较高。
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主动访问的RFID芯片及其实现方法，以实现一种成本较低且功耗较低的可主动访问传感器数据的RFID芯片。
为达上述目的，本发明提出一种可实现主动访问的RFID芯片，包括：
RF模块，用于将数字处理DSP模块输出的数据调制到射频载波上或将接收到的射频信号上调制的信息解调出来；
数字处理DSP模块，用于完成RFID协议的处理以及对存储单元和可转换为主动模式的接口进行控制；
可转换为主动模式的接口，为可控接口电路，用于根据所述数字处理DSP模块的控制与外部传感器通信；
整流模块，用于将接收到的射频信号进行倍压整流以得到芯片工作所需的直流电压；
存储单元，用于存储信息。
优选地，当接收到读写器发送的接口主动模式转换命令时，所述数字处理DSP模块解码该接口主动转换命令并将所述可转换为主动模式的接口转换为主动模式，利用处于主动模式的所述可转换为主动模式的接口按设定模式将传感器的数据读回。
优选地，当接收到读写器发送的接口被动模式转换命令时，所述数字处理DSP模块解码该接口被动模式转换命令，并将所述可转换为主动模式的接口转换为被动模式。
优选地，当接收到读写器发送的接口关闭命令时，所述数字处理DSP模块解码该接口关闭命令，并将所述可转换为主动模式的接口关闭。
优选地，所述RFID芯片还包括储能器件，所述储能器件连接所述整流模块，用于为所述RFID芯片提供储备能量。
优选地，所述储能器件通过接收读写器发送的射频载波以实现充电。
优选地，所述可转换为主动模式的接口采用I2C或One Wire。
为达到上述目的，本发明还提供一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法，包括如下步骤：
步骤一，所述可实现主动访问的RFID芯片与读写器建立正常通信。
步骤二，所述可实现主动访问的RFID芯片接收读写器发送的接口主动模式转换命令，解码该接口主动模式转换命令后根据该接口主动模式转换命令将可转换为主动模式的接口转换为主动模式；
步骤三，利用处于主动模式的该可转换为主动模式的接口将传感器的数据读回。
优选地，于步骤三后，还包括如下步骤：
接收读写器发送的接口被动模式转换命令或接口关闭命令，将所述可转换为主动模式的接口转换为被动模式或关闭。
优选地，所述方法还包括如下步骤：
利用所述读写器持续或可每隔一定时间发送射频载波至所述可实现主动访问的RFID芯片的储能器件以实现充电。
与现有技术相比，本发明一种可实现主动访问的RFID芯片及其实现方法通过利用读写器发送接口转换命令将可转换为主动模式的接口转换为主动模式，以将传感器的数据读回，并于数据读取完毕后，通过读写器发送接口转换命令将可转换为主动模式的接口转换为被动模式或关闭以节省功耗，实现了一种成本较低且功耗较低的可主动访问传感器数据的RFID芯片。
附图说明
图1为本发明一种可实现主动访问的RFID芯片的系统架构图；
图2为本发明一种可实现主动访问的RFID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主动访问的RFID芯片的系统架构图。如图1所示，本发明一种可实现主动访问的RFID芯片10，包括：RF模块101、数字处理DSP模块102、可转换为主动模式的接口103、整流模块RECT 104以及存储单元105。
其中，RF模块101主要为调制解调电路，用于将数字处理DSP模块102输出的数据调制到射频载波上或将接收到的射频信号上调制的信息解调出来；数字处理DSP模块102为协议处理和控制电路，用于完成RFID协议的处理以及对存储单元105和可转换为主动模式的接口103的控制；可转换为主动模式的接口103为可控接口电路，用于根据数字处理DSP模块102的控制与外部传感器20通信；整流模块RECT 104，用于将接收到的射频信号进行倍压整流以得到芯片工作所需的直流电压；存储单元105为电可擦除存储设备，用于存储信息。
优选地，本发明一种可实现主动访问的RFID芯片还包括储能器件30，所述储能器件30，用于为RFID芯片提供储备能量，所述储能器件30连接整流模块RECT 104，其可通过接收读写器发送的射频载波以实现充电，具体地，所述储能器件30可通过一电容实现。
本发明的可实现主动访问的RFID芯片10与外部传感器Sensor 20组成本发明的应用系统。
具体地，RF模块101的外部射频输入端口连接天线，其内部射频输出端口连接至整流模块RECT 104的射频输入端，整流模块RECT 104的整流输出直流电压连接至本发明一种可实现主动访问的RFID芯片的其他模块如数字处理DSP模块102、可转换为主动模式的接口103、存储单元105的供电端，数字处理DSP模块102的信息数据端口与RF模块101的调制和解调数据端口相连，数字处理DSP模块102的传输数据端口与可转换为主动模式的接口103的传输数据端口相连，可转换为主动模式的接口103的外部数据端口与外部传感器Sensor 20的数据端口相连。较佳地，如传感器Sensor 20使用本发明可实现主动访问的RFID芯片10输出的直流电压且工作需要较大电流，可增加储能器件30以保证其工作。
当该可实现主动访问的RFID芯片10与读写器正常通信后，若需要读取传感器Sensor 20的数据，则由读写器发送接口主动模式转换命令，该可实现主动访问的RFID芯片10解码该接口主动模式转换命令后将可转换为主动模式的接口103转换为主动模式(master)，并按设定模式将传感器Sensor 20的数据读回，并暂存于存储单元105中，以避免使用MCU读取传感器Sensor 20的数据，降低功耗和成本；当不需要读取传感器数据时，由读写器发送接口被动模式转换命令或接口关闭命令，将该可转换为主动模式的接口103转换为被动模式(slave)或将该可转换为主动模式的接口103关闭以节省功耗。在本发明具体实施例中，该传感器20可为温度传感器或湿度传感器，但本发明不以此为限。
在数据读出结束后，该可实现主动访问的RFID芯片10向读写器回传所获取的数据。
在本发明具体实施例中，可转换为主动模式的接口103可为I2C或One Wire，但不以此为限。
图2为本发明一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法，包括如下步骤：
步骤201，所述可实现主动访问的RFID芯片与读写器建立正常通信。
步骤202，所述可实现主动访问的RFID芯片接收读写器发送的接口主动模式转换命令，解码该接口主动模式转换命令后根据该接口主动模式转换命令将可转换为主动模式的接口转换为主动模式。
步骤203，利用处于主动模式的该可转换为主动模式的接口将传感器的数据读回，并暂存于RFID芯片的存储单元中。
优选地，于步骤203后，本发明一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法还包括如下步骤：
接收读写器发送的接口被动模式转换命令，以将可转换为主动模式的接口转换为被动模式。较佳地，当不需要利用该接口时，为节省功耗，也可以通过读写器发送接口关闭命令以关闭接口，进一步节省功耗。
优选地，于步骤203后，本发明一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法还包括如下步骤：
所述可实现主动访问的RFID芯片向读写器回传所获取的传感数据。
优选地，本发明一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法还包括如下步骤
利用所述读写器持续或可每隔一定时间发送射频载波至所述可实现主动访问的RFID芯片的储能器件以实现充电。
综上所述，本发明一种可实现主动访问的RFID芯片及其实现方法通过利用读写器发送接口转换命令将可转换为主动模式的接口转换为主动模式，以将传感器的数据读回，并于数据读取完毕后，通过读写器发送接口转换命令将可转换为主动模式的接口转换为被动模式或关闭以节省功耗，实现了一种成本较低且功耗较低的可主动访问传感器数据的RFID芯片。
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 (10)

1.一种可实现主动访问的RFID芯片，包括：
RF模块，用于将数字处理DSP模块输出的数据调制到射频载波上或将接收到的射频信号上调制的信息解调出来；
数字处理DSP模块，用于完成RFID协议的处理以及对存储单元和可转换为主动模式的接口进行控制；
可转换为主动模式的接口，为可控接口电路，用于根据所述数字处理DSP模块的控制与外部传感器通信；
整流模块，用于将接收到的射频信号进行倍压整流以得到芯片工作所需的直流电压；
存储单元，用于存储信息。
2.如权利要求1所述的一种可实现主动访问的RFID芯片，其特征在于：当接收到读写器发送的接口主动模式转换命令时，所述数字处理DSP模块解码该接口主动转换命令并将所述可转换为主动模式的接口转换为主动模式，利用处于主动模式的所述可转换为主动模式的接口按设定模式将传感器的数据读回。
3.如权利要求2所述的一种可实现主动访问的RFID芯片，其特征在于：当接收到读写器发送的接口被动模式转换命令时，所述数字处理DSP模块解码该接口被动模式转换命令，并将所述可转换为主动模式的接口转换为被动模式。
4.如权利要求2所述的一种可实现主动访问的RFID芯片，其特征在于：当接收到读写器发送的接口关闭命令时，所述数字处理DSP模块解码该接口关闭命令，并将所述可转换为主动模式的接口关闭。
5.如权利要求1所述的一种可实现主动访问的RFID芯片，其特征在于：所述RFID芯片还包括储能器件，所述储能器件连接所述整流模块，用于为所述RFID芯片提供储备能量。
6.如权利要求5所述的一种可实现主动访问的RFID芯片，其特征在于：所述储能器件通过接收读写器发送的射频载波以实现充电。
7.如权利要求1所述的一种可实现主动访问的RFID芯片，其特征在于：所述可转换为主动模式的接口采用I2C或One Wire。
8.一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法，包括如下步骤：
步骤一，所述可实现主动访问的RFID芯片与读写器建立正常通信。
步骤二，所述可实现主动访问的RFID芯片接收读写器发送的接口主动模式转换命令，解码该接口主动模式转换命令后根据该接口主动模式转换命令将可转换为主动模式的接口转换为主动模式；
步骤三，利用处于主动模式的该可转换为主动模式的接口将传感器的数据读回。
9.如权利要求8所述的一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法，其特征在于，于步骤三后，还包括如下步骤：
接收读写器发送的接口被动模式转换命令或接口关闭命令，将所述可转换为主动模式的接口转换为被动模式或关闭。
10.如权利要求8所述的一种可实现主动访问的RFID芯片的实现方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：
利用所述读写器持续或可每隔一定时间发送射频载波至所述可实现主动访问的RFID芯片的储能器件以实现充电。
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