CN112016657A - 一种防止二次利用的rfid标签芯片电路及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防止二次利用的RFID标签芯片电路及其方法，该电路包括：天线；射频能量采集电路，将天线收集的射频信号转换为芯片工作电压；模拟电路，提供数字电路和存储电路所需的电源电压、电流、上电复位信号及时钟，将天线收集的信号检波、放大和整形以获得调制信息并传送至数字电路和存储电路；数字电路，接收解调信号，向模拟电路发送响应信号，控制存储电路的读写；存储电路，用于生成读写时序对存储器进行读写操作；防二次利用上拉恒流源，在天线不正常时将射频能量采集电路的射频端口RF电位抬高，而在天线正常时使射频端口RF电位为低；施密特触发器，输入端与电源地通过天线相连，输出端连接数字电路的控制输入端。

Description

一种防止二次利用的RFID标签芯片电路及其方法
技术领域
本发明涉及射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术领域，特别是涉及一种防止二次利用的RFID标签芯片电路及其方法。
背景技术
无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)，是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。RFID技术具有防水、耐高温、使用寿命长、存储数据容量大、可一次识别多个标签等优点。目前RFID技术在物流与供应链管理、生产管理与控制、防伪与安全控制、交通管理与控制等各领域均取得广泛应用。
防伪是RFID电子标签的重要应用领域之一，由于标签芯片的造假门槛和成本非常高，标签的造假主要是二次利用(即同一标签反复用在不同的商品上)，为了防止二次利用人们提出易碎标签的设计，主要是从天线的制作工艺上面入手，使得标签在与所贴物体剥离时天线遭到破坏而使得该电子标签不可用，进而仿真标签的二次利用。但是由于在标签剥离的过程中，部分天线并没有得到完全毁坏而使得部分标签仍能正常读取，大大降低了该方案的防伪效果。
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防止二次利用的RFID标签芯片电路及其方法，以实现彻底防止RFID标签二次利用的目的，提高RFID标签的防伪效果。
为达上述及其它目的，本发明提出一种防止二次利用的RFID标签芯片电路，包括：
天线；
射频能量采集电路，用于将所述天线收集的射频信号按设定比例转换为所述RFID标签芯片的工作电压；
模拟电路，用于提供数字电路和存储电路所需的电源电压、电流、上电复位信号及时钟，并将所述天线收集的射频调制信号进行检波、放大和整形以获得射频信号上的调制信息并传送至数字电路和存储电路；数字电路，用于接收解调信号，向所述模拟电路发送响应信号，控制存储电路对存储器进行读写；
存储电路，用于在所述模拟电路和数字电路的控制下生成读写时序对存储器进行读写操作；
防二次利用上拉恒流源，用于在所述天线不正常时将连接所述天线的所述射频能量采集电路的射频端口RF电位抬高，而在所述天线正常时使所述射频端口RF电位为低；
施密特触发器，其输入端与电源地通过所述天线相连，输出端连接所述数字电路的控制输入端。
优选地，所述RFID标签芯片电路还包括滤波电路，所述滤波电路连接在所述施密特触发器与天线之间，用于过滤所述天线上的射频信号，有效防止所述施密特触发器的误触发。
优选地，所述滤波电路至少包括一滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻的一端连接所述射频能量采集电路的射频端口RF、天线以及所述防二次利用上拉恒流源，另一端连接至所述滤波电容的一端和所述施密特触发器的输入端，所述滤波电容的另一端接地。
优选地，所述天线为有短路环的外接天线，其短路环的一端接所述射频能量采集电路的射频端口RF，另一端通过地线焊盘接地。
优选地，当所述RFID标签正常工作时，所述施密特触发器输入端为低电平，输出也为低电平。
优选地，当所述RFID标签天线剥离时，所述施密特触发器的输入端为高电平，输出也变为高电平，在对该标签读取过程中将表示所述RFID标签已被撕毁的信息写入所述RFID标签的存储器。
为达到上述目的，本发明还提供一种防止二次利用RFID标签的方法，包括如下步骤：
步骤S1，当所述RFID标签正常工作时，施密特触发器的输出为低电平，此时标签芯片工作正常；
步骤S2，当所述RFID标签天线遭到破坏，所述施密特触发器的输出为高电平，则将表示所述RFID已被撕毁的信息写入所述RFID标签的存储器中，表示所述RFID标签为二次利用标签。
与现有技术相比，本发明一种防止二次利用的RFID标签芯片电路及其方法通过将一施密特触发器输入端与电源地通过所述RFID标签天线相连，将所述施密特触发器的输出端连接数字电路的控制输入端，并利用防二次利用上拉恒流源在所述天线不正常时将连接所述天线的所述射频能量采集电路的射频端口RF电位抬高，而在所述天线正常时所述射频端口RF电位为低，从而可通过所述施密特触发器的输出端电压确定标签天线是否遭到破坏，实现了彻底防止RFID标签二次利用的目的，提高RFID标签的防伪效果。
附图说明
图1为本发明一种防止二次利用的RFID标签芯片电路之较佳实施例的电路结构图；
图2为本发明一种防止二次利用RFID标签的方法的步骤流程图。
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为本发明一种防止二次利用的RFID标签芯片电路之较佳实施例的电路结构图。如图1所示，在本发明较佳实施例中，一种防止二次利用的RFID标签芯片电路，包括：射频能量采集电路10、模拟电路20、数字电路30、存储电路40、天线50、防二次利用上拉恒流源60、滤波电路70和施密特触发器80。
其中，射频能量采集电路10、模拟电路20、数字电路30和存储电路40组成标签芯片主体，天线50为有短路环的外接天线。射频能量采集电路10，用于将天线50收集的射频信号按设定比例转换为所述RFID标签芯片的工作电压；模拟电路20，用于提供数字电路30和存储电路40所需的电源电压、电流、上电复位信号及时钟，并将天线50收集的射频调制信号进行检波、放大和整形以获得射频信号上的调制信息(解调信号)并传送至数字电路30和存储电路40，并在数字电路30的控制下将响应信号转换为射频调制信号以便于天线50将其向空间辐射；数字电路30，用于协议控制如接收解调信号、向模拟电路20发送响应信号、控制存储电路40对存储器进行读写；存储电路40，用于在模拟电路20和数字电路30的控制下生成读写时序对存储器进行读写操作。
防二次利用上拉恒流源60，用于在天线50不正常(如短路环撕毁)时将连接天线的射频能量采集电路10的射频端口RF电位抬高，而在天线50正常时由于天线50的短路环连接射频端口RF和地GND，射频端口RF电位为低；滤波电路70由滤波电阻R1和滤波电容C1组成，用于过滤天线50上的射频信号，有效防止触发器的误触发；施密特触发器80，用于将滤波电路70的输出转换为数字信号并传输至数字电路30的控制输入端。
天线50的短路环的一端接射频能量采集电路10的射频端口RF，另一端通过地线焊盘(地线PAD)接地GND，射频能量采集电路10的输出端口OUT即电源电压VDD分别连接至能量采集电路10、模拟电路20、数字电路30、存储电路40、防二次利用上拉恒流源60和施密特触发器80的电源端；模拟电路20与数字电路30、存储电路40相连，数字电路30和存储电路40相连；防二次利用上拉恒流源(I1)60的输出端连接至射频能量采集电路10的射频端口RF和滤波电阻R1的一端，滤波电阻R1的另一端连接至滤波电容C1的一端和施密特触发器80的输入端IN，滤波电容C1的另一端接地GND，施密特触发器80的输出端OUT连接至数字电路30的控制输入端；施密特触发器80的电源负端连接至地GND(所有电路的电源负端均隐含连接至地GND)。
本发明的工作原理如下：正常工作时由于施密特触发器80的输入端电压与电源地通过天线相连，输入端电压“0”，该施密特触发器80的输出为“低”，标签芯片工作正常；当标签天线剥离时，即使该标签仍然能够正常读取，但是标签天线遭到破坏，此时触发器的输入端电压为“高”，输出电压也变为“高”，所以在对该标签读取过程中将触发器的输出“高”的撕毁信息不可篡改的写入到标签的存储器中，表明该标签是二次利用标签，进而有效提高了标签的防伪能力。标签中的电阻R和电容C组成滤波电路，过滤天线上的射频信号，有效防止施密特触发器80的误触发。
图2为本发明一种防止二次利用RFID标签的方法的步骤流程图。如图2所示，本发明一种防止二次利用RFID标签的方法，包括如下步骤：
步骤S1，当所述RFID标签正常工作时，施密特触发器的输出为低电平，此时标签芯片工作正常。具体地说，正常工作时由于施密特触发器的输入端电压与电源地通过天线相连，输入端电压“0”，该施密特触发器的输出为“低”，标签芯片工作正常。
步骤S2，当所述RFID标签天线遭到破坏，所述施密特触发器的输出为高电平，则将表示所述RFID已被撕毁的信息写入所述RFID标签的存储器中，表示所述RFID标签为二次利用标签。具体地说，当该RFID标签天线遭到破坏时，此时施密特触发器的输入端电压为“高”，输出电压也变为“高”，因此在对该RFID标签读取过程中将施密特触发器的输出“高”的撕毁信息不可篡改的写入到标签的存储器中，表明该RFID标签为二次利用标签。
综上所述，本发明一种防止二次利用的RFID标签芯片电路及其方法通过将一施密特触发器输入端与电源地通过所述RFID标签天线相连，将所述施密特触发器的输出端连接数字电路的控制输入端，并利用防二次利用上拉恒流源在所述天线不正常时将连接所述天线的所述射频能量采集电路的射频端口RF电位抬高，而在所述天线正常时所述射频端口RF电位为低，从而可通过所述施密特触发器的输出端电压确定标签天线是否遭到破坏，实现了彻底防止RFID标签二次利用的目的，提高RFID标签的防伪效果。
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 (7)

1.一种防止二次利用的RFID标签芯片电路，包括：
天线；
射频能量采集电路，用于将所述天线收集的射频信号按设定比例转换为所述RFID标签芯片的工作电压；
模拟电路，用于提供数字电路和存储电路所需的电源电压、电流、上电复位信号及时钟，并将所述天线收集的射频调制信号进行检波、放大和整形以获得射频信号上的调制信息并传送至数字电路和存储电路；
数字电路，用于接收解调信号，向所述模拟电路发送响应信号，控制存储电路对存储器进行读写；
存储电路，用于在所述模拟电路和数字电路的控制下生成读写时序对存储器进行读写操作；
防二次利用上拉恒流源，用于在所述天线不正常时将连接所述天线的所述射频能量采集电路的射频端口RF电位抬高，而在所述天线正常时使所述射频端口RF电位为低；
施密特触发器，其输入端与电源地通过所述天线相连，输出端连接所述数字电路的控制输入端。
2.如权利要求1所述的一种防止二次利用的RFID标签芯片电路，其特征在于：所述RFID标签芯片电路还包括滤波电路，所述滤波电路连接在所述施密特触发器与天线之间，用于过滤所述天线上的射频信号，有效防止所述施密特触发器的误触发。
3.如权利要求2所述的一种防止二次利用的RFID标签芯片电路，其特征在于：所述滤波电路至少包括一滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻的一端连接所述射频能量采集电路的射频端口RF、天线以及所述防二次利用上拉恒流源，另一端连接至所述滤波电容的一端和所述施密特触发器的输入端，所述滤波电容的另一端接地。
4.如权利要求3所述的一种防止二次利用的RFID标签芯片电路，其特征在于：所述天线为有短路环的外接天线，其短路环的一端接所述射频能量采集电路的射频端口RF，另一端通过地线焊盘接地。
5.如权利要求4所述的一种防止二次利用的RFID标签芯片电路，其特征在于：当所述RFID标签正常工作时，所述施密特触发器输入端为低电平，输出也为低电平。
6.如权利要求5所述的一种防止二次利用的RFID标签芯片电路，其特征在于：当所述RFID标签天线剥离时，所述施密特触发器的输入端为高电平，输出也变为高电平，在对该标签读取过程中将表示所述RFID标签已被撕毁的信息写入所述RFID标签的存储器。
7.一种防止二次利用RFID标签的方法，包括如下步骤：
步骤S1，当所述RFID标签正常工作时，施密特触发器的输出为低电平，此时标签芯片工作正常；
步骤S2，当所述RFID标签天线遭到破坏，所述施密特触发器的输出为高电平，则将表示所述RFID已被撕毁的信息写入所述RFID标签的存储器中，表示所述RFID标签为二次利用标签。
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