CN113705756B - 一种rfid芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种RFID芯片，涉及RFID阅读器领域，目的是通过实现RFID芯片直接访问传感器以降低应用成本，RFID射频信号转换模块的数据输出端和时钟信号输出端分别通过总线连接到待测传感器的两个输入端；数据总线上设置数据开关，时间总线上设置时间开关，协议栈的输入端连接到RFID射频信号转换模块的前导码输出端；数据编码器的一个输入端连接到协议栈，数据编码器的另一个输入端连接到待测传感器的输出端，数据编码器的输出端连接到协议栈，协议栈将接收到的数据封装输出，实现了一种应用成本低且方便的RFID芯片。

Description

一种RFID芯片
技术领域
本发明涉及RFID阅读器领域，更具体的是涉及RFID芯片技术领域。
背景技术
RFID是通过阅读器与标签直接非接触式的数据通信，从而达到识别的目的的一种技术。随着5G、云计算、大数据、传感器等数字化技术应用的高速发展，为RFID的规模化应用，其在身份识别、物流、交通、防伪、食品以及资产管理等方面有着广泛的应用。据IDTechEx统计，2019年度全球RFID行业市场规模约为116.4亿美元，预计于2024年增长至152.3亿美元，2019-2024年年均复合增长率约为6.61％。
传统的RFID芯片无法直接放完和控制传感模块，在实际应用中需要处理器的辅助。传统的RFID芯片在实际应用中一能耗高、成本高和重构难等问题，制约了RFID的发展。
设计一种可以直接读取传感器模块数据的RFID可以解决这些问题。
发明内容
本发明的目的在于：通过实现RFID芯片直接访问传感器以降低应用成本，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种RFID芯片。
为了实现以上目的具体采取以下技术方案：
一种RFID芯片，用于读取和处理待测传感器数据以输出RFID数据包，包括RFID射频信号转换模块、数据编码器和协议栈模块；RFID射频信号转换模块用于转换输出数据信号、时钟信号和前导码；
RFID射频信号从RFID射频信号转换模块的输入端输入，RFID射频信号转换模块的数据输出端和时钟信号输出端分别通过总线连接到所述待测传感器的两个输入端；数据总线上设置一个数据开关，时间总线上设置一个时间开关，数据开关和时间开关均由协议栈控制，协议栈的输入端连接到RFID射频信号转换模块的前导码输出端；
所述数据编码器的一个输入端连接到协议栈，该输入端输入16位随机数，数据编码器的另一个输入端连接到待测传感器的输出端，该输入端输入传感器数据，数据编码器的输出端连接到协议栈，协议栈将接收到的数据封装输出RFID RN16数据包或RFID EPC数据包；
所述待测传感器连接低速时钟，协议栈和数据编码器均连接有低速时钟和高速时钟。
优选地，所述RFID射频信号转换模块包括射频基带转换模块和RFID基带转换模块，射频基带转换模块的输入端为所述RFID射频信号转换模块的输入端，射频基带转换模块的输出端输出RFID基带信号并连接到所述RFID基带转换模块的输入端，RFID基带转换模块的输出端输出所述数据信号、时钟信号和前导码。
优选地，所述RFID基带转换模块包括积分器、判别器、反向器、前导码检测电路和SPI适配电路，所述RFID基带信号从积分器和反向器的输入端输入，积分器的输出端连接到判别器的输入端，判别器的输出端连接到前导码检测电路和SPI适配电路的输入端，前导码检测电路和SPI适配电路的输出端分别输出前导码数据和数据信号；反相器输出所述时钟信号且时钟信号作为复位信号输出到积分器。
优选地，所述前导码检测电路包括第一电阻、第二电阻、第一电容、第一开关和第一比较器，第一电阻的一端为所述前导码检测电路的输入端，第一电阻的另一端连接第一比较器的输入端一端，第一比较器的输出端为前导码检测电路的输出端，第二电阻和第一电容的一端连接到第一电阻和第一比较器之间的线上，第二电阻的另一端连接到第一开关的一端，第一开关的另一端和第一电容的另一端接地。
优选地，所述第一开关由所述时钟信号控制。
优选地，所述SPI适配电路包括第三电阻、第二电容、第四电阻、第五电阻、第二比较器、第二开关和第三开关，第三电阻的一端作为所述SPI适配电路的输入端，第三电阻的另一端连接到第二比较器的输入端，第二比较器的输出端作为所述SPI适配电路的输出端，第四电阻、第二电容和第五电阻的一端均连接到第三电阻和第二比较器之间的线上，第四电阻和第五电阻的另一端分别连接第二开关的一端和第三开关的一端，第二开关的另一端、第二电容的另一端和第三开关的另一端接地。
优选地，所述第二开关由所述时钟信号控制，所述第三开关由所述数据信号控制。
本发明具有以下有益效果：
本发明的RFID芯片可以直接连接读取传感器数值，降低了RFID芯片应用到实际场景中的成本；应用时对数据的处理仅仅通过处理RFID阅读器的逻辑实现，维护简单便捷；由于芯片能够支持SPI、I2C等标准总线协议的传感器，所以更换使用这类标准总线协议的传感器并不需要重新研发、设计与生产RFID传感标签，对于不同的传感器模块可以实现“即插即用”，快速重构，满足不同场景下的使用需求；在SPI适配电路和前导码检测电路中，通过线路设计产生的信号作为复位信号控制开关实现复位，执行更加智能便捷，数据更加准确。
附图说明
图1为实施例1的RFID芯片的结构示意图；
图2为实施例2的RFID基带转换模块的结构示意图；
图3为实施例2的前导码检测电路的结构示意图；
图4为实施例2的SPI适配电路的结构示意图；
其中，R1-第一电阻，R2-第二电阻，R3-第三电阻，R4-第四电阻，R5-第五电阻，C1-第一电容，C2-第二电容，K1-第一开关，K2-第二开关，K3-第三开关。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供的一种RFID芯片如图1所示，用于读取和处理待测传感器数据以输出RFID数据包，包括RFID射频信号转换模块、数据编码器和协议栈模块；RFID射频信号转换模块用于转换输出数据信号、时钟信号和前导码。
其中，RFID射频信号从RFID射频信号转换模块的输入端输入，RFID射频信号转换模块的数据输出端和时钟信号输出端分别通过总线连接到所述待测传感器的两个输入端；数据总线上设置一个数据开关，时间总线上设置一个时间开关，数据开关和时间开关均由协议栈控制，协议栈的输入端连接到RFID射频信号转换模块的前导码输出端。
此外，所述数据编码器的一个输入端连接到协议栈，该输入端输入16位随机数，数据编码器的另一个输入端连接到待测传感器的输出端，该输入端输入传感器数据，数据编码器的输出端连接到协议栈，协议栈将接收到的数据封装输出RFID RN16数据包或RFIDEPC数据包。
特别说明的是，待测传感器连接低速时钟，协议栈和数据编码器均连接有低速时钟和高速时钟。
本实施例的RFID芯片工作原理如下：
低速时钟处理传感器输出得SPI相关数据，高速时钟处理米勒编码相关数据。
RFID下行射频信号经过RFID射频信号转换模块输出前导码、数据信号以及时钟信号，输入至协议栈中。
协议栈根据输入的前导码会有不同，进行对应的相应，其具体的工作方式如下：
(1)若前导码为Select，则协议栈将打开RFID射频信号转换模块与传感器之间的开关，让数据信号及时钟信号直接输入传感器，达到射频信号直接控制传感器的效果，传感器使用内部低速时钟产生标准数据信号并输入至数据编码器，数据编码器使用高速时钟将低速时钟对应的传感器数据编码成米勒-传感器数据，并将数据传回协议栈，协议栈将米勒-传感器数据进行封装后形成RFID EPC数据包等待输出。
(2)若前导码为Query，则协议栈使用低速时钟产生16位随机数输入至数据编码器，数据编码器通过高速时钟产生16位随机数对应的米勒-随机数并传回至协议栈，协议栈将米勒-随机数数据进行封装后形成RFID RN16数据包，并立即输出。
(3)若下行数据包为ACK，则协议栈将(1)中封装后的RFID EPC数据包输出。
实施例2
本实施例基于实施例1描述的RFID芯片，具体地，参阅图1，其中的RFID射频信号转换模块包括射频基带转换模块和RFID基带转换模块，射频基带转换模块的输入端为所述RFID射频信号转换模块的输入端，射频基带转换模块的输出端输出RFID基带信号并连接到所述RFID基带转换模块的输入端，RFID基带转换模块的输出端输出所述数据信号、时钟信号和前导码。
作为本实施例的优选方案，参阅图2，RFID基带转换模块包括积分器、判别器、反向器、前导码检测电路和SPI适配电路，所述RFID基带信号从积分器和反向器的输入端输入，积分器的输出端连接到判别器的输入端，判别器的输出端连接到前导码检测电路和SPI适配电路的输入端，前导码检测电路和SPI适配电路的输出端分别输出前导码数据和数据信号；反相器输出所述时钟信号且时钟信号作为复位信号输出到积分器。
其中，参阅图,3，前导码检测电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第一开关K1和第一比较器，第一电阻R1的一端为所述前导码检测电路的输入端，第一电阻R1的另一端连接第一比较器的输入端一端，第一比较器的输出端为前导码检测电路的输出端，第二电阻R2和第一电容C1的一端连接到第一电阻R1和第一比较器之间的线上，第二电阻R2的另一端连接到第一开关K1的一端，第一开关K1的另一端和第一电容C1的另一端接地，并且所述第一开关K1由所述时钟信号控制。
另外，参阅图4，所述SPI适配电路包括第三电阻R3、第二电容C2、第四电阻R4、第五电阻R5、第二比较器、第二开关K2和第三开关K3，第三电阻R3的一端作为所述SPI适配电路的输入端，第三电阻R3的另一端连接到第二比较器的输入端，第二比较器的输出端作为所述SPI适配电路的输出端，第四电阻R4、第二电容C2和第五电阻R5的一端均连接到第三电阻R3和第二比较器之间的线上，第四电阻R4和第五电阻R5的另一端分别连接第二开关K2的一端和第三开关K3的一端，第二开关K2的另一端、第二电容C2的另一端和第三开关K3的另一端接地,在这里所述第二开关K2由所述时钟信号控制，所述第三开关K3由所述数据信号控制。
SPI适配电路的目的是让获取的时钟信号和数据信号经过适当的调整，使其满足SPI协议。该电路原理在于用RC电路对数据信号进行延迟和补偿，使得时钟可以位于数据的中央，达到符合SPI协议的目的。具体而言当输入SPI适配电路的信号为”0”时，SPI适配电路的输出也为低电平，也就是输出”0”；当输入为“1”时电容C开始充电，输出的数据信号不会立马变成高电平，而是会延迟一段时间变成高电平，接着当数据信号回到低电平时，时钟信号到来控制第二开关K2，第四电阻R4接入电路，使得RC电路的放电常数变小，放电速度变慢，这使得时钟信号存在时电容的输出电压可以高于第二比较器的阈值，也就是数据信号在时钟信号存在时能够保持为“1”，时钟信号消失后，等到数据信号变为低电平后，数据信号控制第三开关K3使第二电容C2迅速放电复位，以便其能处理下一个数据。在该电路中，第四电阻R4和第二电容C2用于决定电容的充电速度，第五电阻R5和第二电容C2决定电容的放电速度。
同理地，前导码检测电路用于识别前导码，其中时钟信号控制第一开关K1闭合，进而第一电容C1实现放电复位。

Claims (5)

1.一种RFID芯片，用于读取和处理待测传感器数据以输出RFID数据包，其特征在于：包括RFID射频信号转换模块、数据编码器和协议栈模块；RFID射频信号转换模块用于转换输出数据信号、时钟信号和前导码；
RFID射频信号从RFID射频信号转换模块的输入端输入，RFID射频信号转换模块的数据输出端和时钟信号输出端分别通过总线连接到所述待测传感器的两个输入端；数据总线上设置一个数据开关，时间总线上设置一个时间开关，数据开关和时间开关均由协议栈控制，协议栈的输入端连接到RFID射频信号转换模块的前导码输出端；
所述数据编码器的一个输入端连接到协议栈，该输入端输入16位随机数，数据编码器的另一个输入端连接到待测传感器的输出端，该输入端输入传感器数据，数据编码器的输出端连接到协议栈，协议栈将接收到的数据封装输出RFID RN16数据包或RFID EPC数据包；
所述待测传感器连接低速时钟，协议栈和数据编码器均连接有低速时钟和高速时钟。
2.根据权利要求1所述的一种RFID芯片，其特征在于：所述RFID射频信号转换模块包括射频基带转换模块和RFID基带转换模块，射频基带转换模块的输入端为所述RFID射频信号转换模块的输入端，射频基带转换模块的输出端输出RFID基带信号并连接到所述RFID基带转换模块的输入端，RFID基带转换模块的输出端输出所述数据信号、时钟信号和前导码。
3.根据权利要求2所述的一种RFID芯片，其特征在于：所述RFID基带转换模块包括积分器、判别器、反向器、前导码检测电路和SPI适配电路，所述RFID基带信号从积分器和反向器的输入端输入，积分器的输出端连接到判别器的输入端，判别器的输出端连接到前导码检测电路和SPI适配电路的输入端，前导码检测电路和SPI适配电路的输出端分别输出前导码数据和数据信号；反相器输出所述时钟信号且时钟信号作为复位信号输出到积分器。
4.根据权利要求3所述的一种RFID芯片，其特征在于：所述SPI适配电路包括第三电阻、第二电容、第四电阻、第五电阻、第二比较器、第二开关和第三开关，第三电阻的一端作为所述SPI适配电路的输入端，第三电阻的另一端连接到第二比较器的输入端，第二比较器的输出端作为所述SPI适配电路的输出端，第四电阻、第二电容和第五电阻的一端均连接到第三电阻和第二比较器之间的线上，第四电阻和第五电阻的另一端分别连接第二开关的一端和第三开关的一端，第二开关的另一端、第二电容的另一端和第三开关的另一端接地。
5.根据权利要求4所述的一种RFID芯片，其特征在于：所述第二开关由所述时钟信号控制，所述第三开关由所述数据信号控制。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114462565A (zh) * 2021-12-27 2022-05-10 电子科技大学 一种易于定制的rfid感知标签

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102663458A (zh) * 2012-03-16 2012-09-12 江苏瑞福智能科技有限公司 一种应用软件实现的多核uhf rfid读写器

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060280181A1 (en) * 2005-05-17 2006-12-14 Ripcord Technologies, Inc. (A Delaware Corporation) Systems and methods for operating and management of RFID network devices
US7994921B2 (en) * 2006-01-16 2011-08-09 Atmel Corporation Method for wireless data transmission and a transponder
US7667652B2 (en) * 2006-07-11 2010-02-23 Mojix, Inc. RFID antenna system
US20080204238A1 (en) * 2007-02-28 2008-08-28 Symbol Technologies, Inc. Method to RFID enable electronic devices
US20110199191A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Mark Alan Buckner Reconfiguration of a radio frequency reader
CN107071706A (zh) * 2017-03-28 2017-08-18 张韶文 一种基于ZigBee传输的互联网控制系统
CN107024886A (zh) * 2017-05-25 2017-08-08 信阳师范学院 基于物联网体系架构的智能控制系统
EP3732793B1 (en) * 2017-12-29 2023-11-22 Datalogic IP Tech S.r.l. Io-link device
CN210242987U (zh) * 2019-04-03 2020-04-03 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 一种非接触式高海拔地区换流阀温度在线监测装置
CN213072710U (zh) * 2020-08-28 2021-04-27 电子科技大学 终端对收发机发送数据的解调电路

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102663458A (zh) * 2012-03-16 2012-09-12 江苏瑞福智能科技有限公司 一种应用软件实现的多核uhf rfid读写器

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