CN110661554B - 射频电路、射频标签以及通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种射频电路、射频标签以及通信系统，该射频电路包括远程通信模块，远程通信模块包括第一收发单元和第一通信接口，第一收发单元用于发射第一电磁波信号，和/或接收第二电磁波信号；射频模块，射频模块包括存储单元，第二收发单元和第二通信接口，存储单元用于存储预设信息，第二收发单元用于接收第一电磁波信号，和/或发射第二电磁波信号，第二电磁波信号包括预设信息；射频模块的第二通信接口与远程通信模块的第一通信接口通信连接，和/或，远程通信模块的第一收发单元与射频模块的第二收发单元通信连接，用于获取预设信息。本发明提供的技术方案实现了对射频模块远距离的通信或读写操作。

Description

射频电路、射频标签以及通信系统
技术领域
本发明实施例涉及通信技术领域，尤其涉及一种射频电路、射频标签以及通信系统。
背景技术
射频识别技术是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无需人工干预，可工作于各种恶劣环境。
现有技术中，射频识别技术在应用的过程中，读写距离都在一个有限的范围内，只能进行近场通讯，而无法直接进行远距离的通信或读写操作。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种射频电路、射频标签以及通信系统，以解决现有技术中，射频识别技术在应用的过程中，读写距离都在一个有限的范围内，只能进行近场通讯，而无法直接进行远距离的通信或读写操作的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种射频电路，包括：
远程通信模块，所述远程通信模块包括第一收发单元和第一通信接口，所述第一收发单元用于发射第一电磁波信号，和/或接收第二电磁波信号；
射频模块，所述射频模块包括存储单元，第二收发单元和第二通信接口，所述存储单元用于存储预设信息，所述第二收发单元用于接收所述第一电磁波信号，和/或发射所述第二电磁波信号，所述第二电磁波信号包括所述预设信息；
所述射频模块的第二通信接口与所述远程通信模块的第一通信接口通信连接，和/或，所述远程通信模块的第一收发单元与射频模块的第二收发单元通信连接，用于获取所述预设信息。
可选地，所述远程通讯模块包括窄带物联网芯片、第一天线和第一I2C通信接口，所述窄带物联网芯片的输入端与所述第一天线电连接，所述第一天线作为所述第一收发单元，所述第一I2C通信接口作为所述第一通信接口，与所述第二通信接口通信连接。
可选地，所述远程通讯模块包括远距离无线电芯片、第二天线和第二I2C通信接口，所述远距离无线电芯片的输入端与所述第二天线电连接，所述第二天线作为所述第一收发单元，所述第二I2C通信接口作为所述第一通信接口，与所述第二通信接口通信连接。
可选地，所述射频模块包括射频芯片、第三天线和第三I2C通信接口，所述射频芯片的输入端与所述第三天线电连接，作为所述第二收发单元，所述第三I2C通信接口作为所述第二通信接口，与所述第一通信接口通信连接。
第二方面，本发明实施例提供了一种射频标签，包括如第一方面任意所述的射频电路。
第三方面，本发明实施例提供了一种通信系统，包括：
远程控制模块，所述远程控制模块包括第一远程通信端；
至少一个射频标签，所述射频标签包括如第二方面任意所述的射频标签，远程通信模块还包括第二远程通信端，所述远程通信模块的第二远程通信端与所述远程控制模块的第一远程通信端通信连接。
可选地，所述远程控制模块包括服务器，所述服务器包括第三远程通信端，与所述远程通信模块的第二远程通信端通信连接。
可选地，射频阅读器，所述射频阅读器包括第三收发单元，用于发射第三电磁波信号，和/或接收第四电磁波信号；
射频模块包括的第二收发单元用于接收所述第三电磁波信号，和/或发射所述第四电磁波信号，所述第四电磁波信号包括预设信息，射频阅读器用于读取所述预设信息。
可选地，所述第一远程通信端和所述第二远程通信端包括2G通信端、3G通信端、4G通信端以及5G通信端中的一种或多种。
可选地，所述第三远程通信端包括2G通信端、3G通信端、4G通信端以及5G通信端中的一种或多种。
本发明实施例提供的技术方案，射频模块的第二通信接口与远程通信模块的第一通信接口通信连接，和/或，远程通信模块的第一收发单元与射频模块的第二收发单元通信连接，具体的，远程通信模块可以通过第一收发单元接收射频模块的第二收发单元发射的第二电磁波信号，和/或，通过第一通信接口与射频模块的第二通信接口建立通信连接，获取射频模块的预设信息；也可以通过第一收发单元发射第一电磁波信号，和/或，通过第一通信接口与射频模块的第二通信接口建立通信连接，可以改写射频模块内的预设信息，并且还可以与基站或者服务器建立通信关系，进行远距离的通信或读写操作，解决了现有技术中射频识别技术在应用的过程中，读写距离都在一个有限的范围内，只能进行近场通讯，而无法直接进行远距离的通信或读写操作的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种射频电路的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种射频电路的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种射频电路的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种射频标签的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种通信系统的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的另一种射频标签的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的另一种通信系统的结构示意图。
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。
本发明实施例提供了一种射频电路，图1为本发明实施例提供的一种射频电路的结构示意图，参见图1，该射频电路包括：远程通信模块100，远程通信模块100包括第一收发单元101和第一通信接口A1，第一收发单元101用于发射第一电磁波信号，和/或接收第二电磁波信号；射频模块200，射频模块200包括存储单元201，第二收发单元202和第二通信接口B1，存储单元201用于存储预设信息，第二收发单元202用于接收第一电磁波信号，和/或发射第二电磁波信号，第二电磁波信号包括预设信息；射频模块200的第二通信接口B1与远程通信模块100的第一通信接口A1通信连接，和/或，远程通信模块100的第一收发单元与射频模块200的第二收发单元202通信连接，用于获取预设信息。
在本实施例中，第一收发单元101和第二收发单元202可以是线圈等耦合原件。
具体的，远程通信模块100可以通过第一收发单元101接收射频模块200的第二收发单元202发射的第二电磁波信号，和/或，通过第一通信接口A1与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，获取射频模块200的预设信息；也可以通过第一收发单元101发射第一电磁波信号，和/或，通过第一通信接口A1与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，可以改写射频模块200内的预设信息，并且还可以与基站或者服务器建立通信关系，进行远距离的通信或读写操作。需要说明的是，在上述过程中，远程通信模块100可以直接访问射频模块200的存储单元201，也可以不直接访问其存储单元201，而是通过射频模块200的控制单元(未示出)对存储单元201进行读写操作。
射频模块200的第二通信接口B1与远程通信模块100的第一通信接口A1通信连接，和/或，远程通信模块100的第一收发单元101与射频模块200的第二收发单元202通信连接，用于获取预设信息包括三种技术方案：第一种，射频模块200的第二通信接口B1与远程通信模块100的第一通信接口A1通信连接。第二种，射频模块200的第二通信接口B1与远程通信模块100的第一通信接口通信连接，远程通信模块100的第一收发单元101与射频模块200的第二收发单元202通信连接。第三种，远程通信模块100的第一收发单元101与射频模块200的第二收发单元202通信连接。
现有技术中，射频阅读器可以对射频标签的预设信息进行近距离通信或读写操作。
本发明实施例提供的技术方案，射频模块200的第二通信接口B1与远程通信模块100的第一通信接口A1通信连接，和/或，远程通信模块100的第一收发单元101与射频模块200的第二收发单元202通信连接，具体的，远程通信模块100可以通过第一收发单元101接收射频模块200的第二收发单元202发射的第二电磁波信号，和/或，通过第一通信接口A1与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，获取射频模块200的预设信息；也可以通过第一收发单元101发射第一电磁波信号，和/或，通过第一通信接口A1与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，可以改写射频模块200内的预设信息，并且还可以与基站或者服务器建立通信关系，进行远距离的通信或读写操作，解决了现有技术中射频识别技术在应用的过程中，读写距离都在一个有限的范围内，只能进行近场通讯，而无法直接进行远距离的通信或读写操作的技术问题。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2，远程通讯模块100包括窄带物联网芯片102、第一天线103和第一I2C通信接口A2，窄带物联网芯片102的输入端A3与第一天线103电连接，第一天线103作为第一收发单元101，第一I2C通信接口A2作为第一通信接口A1，与第二通信接口B1通信连接。
窄带物联网芯片102可以通过第一天线103接收射频模块200的第二收发单元202发射的第二电磁波信号，和/或，通过第一I2C通信接口A2与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，获取射频模块200的预设信息；也可以通过第一天线103发射第一电磁波信号，和/或，通过第一I2C通信接口A2与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，可以改写射频模块200内的预设信息，并且还可以与基站或者服务器建立通信关系，进行远距离的通信或读写操作。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图3，远程通讯模块100包括远距离无线电芯片104、第二天线105和第二I2C通信接口A4，远距离无线电芯片104的输入端A5与第二天线105电连接，第二天线105作为第一收发单元101，第二I2C通信接口作为第一通信接口A1，与第二通信接口通信连接。
距离无线电芯片104可以通过第二天线105接收射频模块200的第二收发单元202发射的第二电磁波信号，和/或，通过第二I2C通信接口A4与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，获取射频模块200的预设信息；也可以通过发射第一电磁波信号，和/或，通过第二I2C通信接口A4与射频模块200建立通信连接，可以改写射频模块200内的预设信息，并且还可以与基站或者服务器建立通信关系，进行远距离的通信或读写操作。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图2和图3，射频模块200包括射频芯片203、第三天线204和第三I2C通信接口B2，射频芯片203的输入端B3与第三天线204电连接，作为第二收发单元202，第三I2C通信接口作为第二通信接口B1，与第一通信接口A1通信连接。需要说明的是，射频芯片203内部集成有存储器，用于存储预设信息。
以窄带物联网芯片102为例进行说明，窄带物联网芯片102可以通过第一天线103接收通过接收射频芯片203的第三天线204发射的第二电磁波信号，和/或，通过第一I2C通信接口A2与射频芯片203的第三I2C通信接口B2建立通信连接，获取射频芯片203的预设信息；也可以通过第一天线103发射第一电磁波信号，和/或，通过第一I2C通信接口A2与射频芯片203的第三I2C通信接口B2建立通信连接，可以改写射频模块200内的预设信息，并且还可以与基站或者服务器建立通信关系，进行远距离的通信或读写操作。
本发明实施例的技术方案通过将不同的工艺的窄带物联网芯片102或远距离无线电芯片104与射频芯片203集成在一起，并使得窄带物联网芯片102或远距离无线电芯片104能够直接访问射频芯片203，读取或改写指定地址上存储器的值，实现射频芯片及其标签的远程通讯及组网。同时，降低了生产成本，以及应用难度。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种射频标签300，参见图4，该射频芯片包括上述技术方案中任意所述的射频电路。需要说明的是，以图1示出的射频电路为例进行说明。
现有技术中的射频标签只能支持一定范围的读写，俗称近场通讯，而无法直接进行远距离的通信或读写操作，也不能与窄带物联网(Narrow Band Internet of Things，NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支或远距离无线电(Long Range Radio，LORA)等远程通讯技术集成而实现互通互联。
通过将不同的工艺的窄带物联网芯片102或远距离无线电芯片104与射频芯片203集成在一起可以包括如下步骤：在基于某种基材的天线上，利用倒封装工艺或者焊接工艺，将基于55nmCMOS工艺的窄带物联网芯片102或远距离无线电芯片104与基于180nmCMOS的射频芯片203工艺集成一起，绑定于天线上，并将射频芯片203的第三I2C通信接口B2与窄带物联网芯片102或远距离无线电芯片104的控制器的I2C通信接口通信连接，便可以做成射频标签，并外加电源。基材可以是热塑性聚酯，或饱和聚酯或纸等。当此射频标签的电源被接通时，窄带物联网芯片102、远距离无线电芯片104与射频芯片203主动完成预定义的功能，例如将射频标签可以被读出并改写默认在指定的内存位置而无需外界干预。
本发明实施例提供的射频标签，包括上述技术方案中任意所述的射频电路，其中，射频模块200的第二通信接口B1与远程通信模块100的第一通信接口A1通信连接，和/或，远程通信模块100的第一收发单元101与射频模块200的第二收发单元202通信连接，具体的，远程通信模块100可以通过第一收发单元101接收射频模块200的第二收发单元202发射的第二电磁波信号，和/或，通过第一通信接口A1与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，获取射频模块200的预设信息；也可以通过第一收发单元101发射第一电磁波信号，和/或，通过第一通信接口A1与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，可以改写射频模块200内的预设信息，并且还可以与基站或者服务器建立通信关系，进行远距离的通信或读写操作，解决了现有技术中射频识别技术在应用的过程中，读写距离都在一个有限的范围内，只能进行近场通讯，而无法直接进行远距离的通信或读写操作的技术问题。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了通信系统，参见图5和图6，该通信系统还包括远程控制模块400，远程控制模块400包括第一远程通信端C1，至少一个射频标签300，射频标签300包括如上述技术方案任意所述的射频标签300，远程通信模块100还包括第二远程通信端A6，远程通信模块100的第二远程通信端A6与远程控制模块400的第一远程通信端C1通信连接。图5中示例性的示出了第一射频标签301、第N射频标签302以及第N+1射频标签303，其中N大于或等于2。
在本实施例中，远程通信模块100可以通过第二远程通信端A6与远程控制模块400的第一远程通信端C1通信连接，获取射频模块200的预设信息和/或改写射频模块200内的预设信息。
其中，至少一个射频标签300实现了远程通讯及组网，远程控制模块400可以按照顺序，也可以不按照顺序，通过每个射频标签300的远程通信模块100访问射频模块200，获取射频模块200的预设信息和/或改写射频模块200内的预设信息。
本发明实施例提供的通信系统，射频模块200的第二通信接口B1与远程通信模块100的第一通信接口A1通信连接，和/或，远程通信模块100的第一收发单元101与射频模块200的第二收发单元202通信连接，具体的，远程通信模块100可以通过第一收发单元101接收射频模块200的第二收发单元202发射的第二电磁波信号，和/或，通过第一通信接口A1与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，获取射频模块200的预设信息；也可以通过第一收发单元101发射第一电磁波信号，和/或，通过第一通信接口A1与射频模块200的第二通信接口B1建立通信连接，可以改写射频模块200内的预设信息，并且远程通信模块100可以通过第二远程通信端A6与远程控制模块400的第一远程通信端C1通信连接，进行远距离的通信或读写操作，解决了现有技术中射频识别技术在应用的过程中，读写距离都在一个有限的范围内，只能进行近场通讯，而无法直接进行远距离的通信或读写操作的技术问题。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图6和图7，远程控制模块400包括服务器401，服务器401包括第三远程通信端C2，与远程通信模块100的第二远程通信端A6通信连接。
可选地，在上述技术方案的基础上，参见图6和图7，该通信系统包括射频阅读器500，射频阅读器500包括第三收发单元501，用于发射第三电磁波信号，和/或接收第四电磁波信号；射频模块200包括的第二收发单元202用于接收第三电磁波信号，和/或发射第四电磁波信号，第四电磁波信号包括预设信息，射频阅读器300用于读取预设信息。
射频阅读器500可以通过第三收发单元501发射第三电磁波信号，射频模块包括的第二收发单元202接收第三电磁波信号，之后发射第四电磁波信号，射频阅读器500第三收发单元501接收第四电磁波信号，读取预设信息。
在本实施例中，该通信系统，可以通过射频阅读器500访问任何一个射频标签300，获取射频模块200的预设信息和/或改写射频模块200内的预设信息。并且至少一个射频标签300实现了远程通讯及组网，远程控制模块400可以按照顺序，也可以不按照顺序，通过每个射频标签300的远程通信模块100访问射频模块200，获取射频模块200的预设信息和/或改写射频模块200内的预设信息。因此，本实施例提供的通信系统，既可以作为普通的射频标签，实现近场通讯，也可以进行远距离的通信或读写操作。
可选地，在上述技术方案的基础上，第一远程通信端C1和第二远程通信端A6包括2G通信端、3G通信端、4G通信端以及5G通信端中的一种或多种。
可选地，在上述技术方案的基础上，第三远程通信端C2包括2G通信端、3G通信端、4G通信端以及5G通信端中的一种或多种。
可选地，当远程通信模块100包括窄带物联网芯片102或远距离无线电芯片104时，第二远程通信端A6包括4G通信端。对应的，服务器401包括的第三远程通信端C2包括4G通信端。
示例性的，在仓储物流领域，往往需要对大量的货物进行定期或不定期的清点、检查，即便这些货物的包装箱都使用了射频标签做身份标识，以现有技术仍需要一个一个的进行查验。而且，为了避免射频标签之间的串读和其他电磁干扰，往往破坏货物的堆叠状态，如此每次查验，都需要重新打散和码垛，工作量巨大，效率低下。
本发明实施例的技术方案，至少一个射频标签300实现了远程通讯及组网，远程控制模块400可以按照顺序，也可以不按照顺序，通过每个射频标签300的远程通信模块100访问射频模块200，获取射频模块200的预设信息和/或改写射频模块200内的预设信息，且可连续查验自动上传信息的网络。
参见图7，图7示出的通信系统包括第1标签301，第N标签302，以及第N+1标签303，其中N大于或等于2。
射频阅读器500发送射频读写命令给到第1标签301，而第1标签301会根据自身存储器中的数据逐步与远程的服务器通讯并由服务器完成后续工作。本地射频阅读器500发出对本地标签第1标签301发出读取标签预设信息；本地标签第1标签301将本地标签的预设信息取出返回给射频阅读器500并上传给服务器401；服务器401根据预设信息决定是否操作继续操作读取第N标签302或是仅仅在服务器401做出记录；服务器401根据前述步骤的结果，主动发送远程信号，通过远程通信模块100读取第N标签的射频模块200的存储单元，获得验证信息后，根据返回服务器的信息，启动下一步骤；服务器401返回信息符合预设值，如验证标签信息为真，则继续在第N+1标签重复上述步骤。这样通过一次本地的射频阅读器500读取之后，可以通过服务器，完成连续的验证过程，节省大量人工成本。
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、相互结合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 (10)

1.一种射频电路，其特征在于，包括：
远程通信模块，所述远程通信模块包括第一收发单元和第一通信接口，所述第一收发单元用于发射第一电磁波信号，和/或接收第二电磁波信号；
射频模块，所述射频模块包括存储单元，第二收发单元和第二通信接口，所述存储单元用于存储预设信息，所述第二收发单元用于接收所述第一电磁波信号，和/或发射所述第二电磁波信号，所述第二电磁波信号包括所述预设信息；
所述射频模块的第二通信接口与所述远程通信模块的第一通信接口通信连接，和/或，所述远程通信模块的第一收发单元与射频模块的第二收发单元通信连接，用于获取和/或改写所述预设信息；
所述远程通信模块通过第二远程通信端与远程控制模块的第一远程通信端通信连接，进行远距离的通信或读写操作。
2.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述远程通信模块包括窄带物联网芯片、第一天线和第一I2C通信接口，所述窄带物联网芯片的输入端与所述第一天线电连接，所述第一天线作为所述第一收发单元，所述第一I2C通信接口作为所述第一通信接口，与所述第二通信接口通信连接。
3.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述远程通信模块包括远距离无线电芯片、第二天线和第二I2C通信接口，所述远距离无线电芯片的输入端与所述第二天线电连接，所述第二天线作为所述第一收发单元，所述第二I2C通信接口作为所述第一通信接口，与所述第二通信接口通信连接。
4.根据权利要求1所述的射频电路，其特征在于，所述射频模块包括射频芯片、第三天线和第三I2C通信接口，所述射频芯片的输入端与所述第三天线电连接，作为所述第二收发单元，所述第三I2C通信接口作为所述第二通信接口，与所述第一通信接口通信连接。
5.一种射频标签，其特征在于，包括如权利要求1-4任一所述的射频电路。
6.一种通信系统，其特征在于，包括：
远程控制模块，所述远程控制模块包括第一远程通信端；
至少一个射频标签，所述射频标签包括如权利要求5所述的射频标签。
7.根据权利要求6所述的通信系统，其特征在于，
所述远程控制模块包括服务器，所述服务器包括第三远程通信端，与所述远程通信模块的第二远程通信端通信连接。
8.根据权利要求6所述的通信系统，其特征在于，还包括
射频阅读器，所述射频阅读器包括第三收发单元，用于发射第三电磁波信号，和/或接收第四电磁波信号；
射频模块包括的第二收发单元用于接收所述第三电磁波信号，和/或发射所述第四电磁波信号，所述第四电磁波信号包括预设信息，射频阅读器用于读取所述预设信息。
9.根据权利要求6-8任一所述的通信系统，其特征在于，
所述第一远程通信端和所述第二远程通信端包括2G通信端、3G通信端、4G通信端以及5G通信端中的一种或多种。
10.根据权利要求7所述的通信系统，其特征在于，
所述第三远程通信端包括2G通信端、3G通信端、4G通信端以及5G通信端中的一种或多种。
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