CN201017333Y - 太阳能远距离射频集成电路卡 - Google Patents

Abstract

一种太阳能远距离射频集成电路卡包括天线、信号接收器、中央处理器、载波发射器以及电源，其中，所述电源包括一次性锂电池、太阳能电池板和电压控制电路。本实用新型采用了太阳能充电系统作为集成电路卡的电源，具有环保经济、充电效率高、寿命长、使用成本低的优点。

Description

太阳能远距离射频集成电路卡

技术领域

本实用新型涉及集成电路卡，尤指一种太阳能远距离射频集成电路卡。

背景技术

非接触式集成电路卡(Mifare逻辑加密卡)又称射频卡，是一种无源(免供电)内藏特殊密匙数码的密码卡，利用双向无线电射频技术，完成卡的数码识别，亦即代表了持卡人的身份和相关信息。射频卡技术与条码技术、磁条技术相比，具有无接触、工作距离较远、精度高、信息收集快捷以及较好的应用环境适应性等一系列优点，极大地加速了有关信息的收集和处理。

参考图1和图2所示，现有的远距离射频卡基本上都是采用化学电池(例如：锂电池、镍氢电池、镍镉电池、碱性电池等)作为供电的电源。采用1#、2#碱性电池时，虽然其具有较大的电池容量，能够提高使用时间，但是由于其体积也大，内置于射频卡中使得射频卡的体积和重量也相应地增加，并且，由于不可循环利用，既浪费资源又污染环境；又以可充电扣式锂电池为例，虽然可循环利用，但其相对于同等体积的一次性扣式锂电池电容量降低了3-4倍，价格却提高近10倍，而且在使用过程中大概2-3天就要充电一次。

高能一次性扣式锂电池CR2430，按照理论计算和实验室试验结果以每天发射100次射频卡信息的消耗电池能量，一个电池可用2年，但是在几年的工程实践使用中发现除静耗电、工作用电外，空间杂波干扰、环境气候变化等综合因素影响的结果，实际使用时间往往不到一年电池就不能提供足够的能量满足卡的发射技术指标要求了。若采用可充电锂电池，电路中必须增加充电保护电路以防电池爆裂，这种方法不但给使用者带来极大的麻烦，而且也增加了电源成本。

因此，提供一种环保节能、电量高的太阳能远距离射频集成电路卡以克服现有的缺陷。

发明内容

基于现有技术的不足，本实用新型的主要目的在于提供一种环保节能、电量高的太阳能远距离射频集成电路卡。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种太阳能远距离射频集成电路卡，包括：

天线，用于接收载波信号的接收天线和发射载波信号的发射天线；

信号接收器，用于完成载波信号的接收、放大、检波、整形；

中央处理器，用于进行逻辑运算和卡数据信息的生成；

载波发射器，其包括产生谐振信号的谐振器、调制及功率放大的高频放大器；以及电源，所述电源为太阳能充电系统。

在本实用新型的一个实施例中，所述电源包括电性连接的一次性锂电池和太阳能电池板，通过太阳能电池板接收太阳能，并将其转换成电能，对一次性锂电池可持续地进行涓流式的充电。

在本实用新型的又一个实施例中，所述电源还包括设置在所述一次性锂电池和太阳能电池板之间的电压控制电路，所述电压控制电路起到稳压的作用。

与现有技术相比，本实用新型太阳能远距离射频集成电路卡采用了太阳能充电系统作为集成电路卡的电源，太阳能是取之不尽的洁净能源，环保经济，符合绿色能源发展的趋势。并且，太阳能充电系统的充电效率高，一般日间蓄电基本上能够满足常用集成电路卡的一天的电力损耗。在电池的寿命因素上，采用太阳能充电系统，一般能够持续使用5-6年再更换电池，其寿命比传统的集成电路卡提高6倍以上，而且保证发射信号的技术指标稳定可靠。在成本因素上，本实用新型虽然在初始设备投入上增设太阳能电池板及其相关电路元件，相对于传统的采用化学电池的集成卡增加约1/3的成本，但从装置的可持续应用的成本投入考虑，本实用新型的集成卡不需要频繁地更换电池，节省更换5次电池的材料成本和昂贵的工时费，性价比更高，提高了设备利用率。

为使本实用新型更加容易理解，下面将结合附图进一步阐述本实用新型太阳能远距离射频集成电路卡的具体实施例。

附图说明

图1为现有的远距离射频集成电路卡的原理框图；

图2为现有的远距离射频集成电路卡的的通信工作原理图；

图3为本实用新型太阳能远距离射频集成电路卡的实施一的原理框图；

图4为本实用新型太阳能远距离射频集成电路卡的实施二的原理框图；

图5为本实用新型太阳能远距离射频集成电路卡的实施二的电路图。

具体实施方式

参考图3所示，本实用新型的实施例一中，一种太阳能远距离射频集成电路卡包括天线、信号接收器2、中央处理器3、载波发射器4以及电源5。其中，所述天线包括用于接收载波信号的接收天线10和用于发射载波信号的发射天线11；所述信号接收器2与接收天线10连接，用于完成载波信号的放大、检波、整形；所述中央处理器3与信号接收器2连接，用于进行逻辑运算和卡数据信息的生成；所述载波发射器4，其包括产生谐振信号的谐振器、调制及功率放大的高频放大器，载波发射器4与发射天线11相连接；所述电源5为太阳能充电系统。

所述电源5包括电性连接的一次性锂电池50和太阳能电池板51，通过太阳能电池板51接收太阳能，并将其转换成电能，对一次性锂电池50可持续地实施充电。

参考图3和图4所示，在本实用新型的实施例二中，所述电源5还包括设置在所述一次性锂电池50和太阳能电池板51之间的电压控制电路52，所述电压控制电路52起到稳压的作用。太阳能电池板51和/或电压控制电路52内置于集成电路卡中，能够随时随地地自动充电。本实用新型不限制于此。

在本实用新型中，接收/发射天线、信号接收器以及载波发射器的载波信号的频率均可调制。太阳能电池板可采用型号为SC2431的电池板，其可根据电量需求定制。。

以下简述本实用新型太阳能远距离射频集成电路卡的工作原理：

参照图3-5所示，当集成电路卡在识别装置之外，接收不到载波信号(如：132KHz载波信号)时，其处于睡眠状态，即集成电路卡不工作。

当集成电路卡进入工作区后，接收天线10接收到载波信号(如：132KHz载波信号)，并送给信号接收器2(如信号接收器MAX9075)，由管脚输入，经放大、检波、整形处理后，激活方波信号由管脚1输出经二极管D1、电阻R5，自中央处理器的管脚11、15输入，中央处理器被132KHz方波信号唤醒即刻验证密码，若密码正确，卡的编码信号方波经管脚10输出至载波发生器P1(DR11)，载波发生器P1的315MHz载波被卡的编码信号调制成调制波；调制波信号经高频放大器T1放大后送至卡的发射天线L2；发射天线发射出被卡的编码信号调制的315MHz电磁波。

太阳能电池板BT1(SC2431)经过电压控制电路(IC3、D2、C7)和3V锂电池并联；当太阳光照射太阳能电池板BT1(SC2431)时产生电压4V的100μA电流经IC3(S1121)、二极管D2、电容C7组成的电压自动控制电路对扣式锂电池进行涓流式充电，时刻补充电能，以保证卡正常工作的所需电量和其他耗电量，使电池的电压长期保持在3V。

集成电路卡未进入系统识别区时处于休眠状态，此时消耗电流仅有3-4μA；当进入系统识别区后，被唤醒立即发出卡的信息，它是一串数字信号，是工作在脉冲状态下mA级电流，工作时电池耗电比较大，但时间很短。

本实用新型太阳能远距离射频集成电路卡24小时的耗电分析：

进入感应区后开始工作每次发射一组卡信息需要50ms耗电6mA，耗电量50X6＝0.300mAs；

以每日发射工作100次(最频繁工作情况)计算，则每日耗电100X0.3＝30mAs；

卡在不工作时(静止态)耗电流4μA；(24小时＝86400000ms)减去工作时间5000ms是86395000ms；计算耗电量4μA X 86395000ms＝345.580mAs；

静止态与工作态用电量比率是30/345.580＝1∶11.5可见一天中静耗电是工作时的11倍以上，所以静耗电是用电大户。

选用太阳能电池板SC2431在太阳散射环境下产生电压是4V的100μA电流，每日有阳光时间平均8小时即28800000ms可产生电量100X28800000＝2880mAs；考虑到一次性扣式锂电池充电效率及电路消耗，按效率10～15％计算可获得288～432mAs电量，基本满足一天的电力损耗，即相当于电池可使用时间提高10倍。

以上所揭露的仅为本实用新型一种太阳能远距离射频集成电路卡的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型申请专利范围所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种太阳能远距离射频集成电路卡，其特征在于：包括天线，用于接收载波信号的接收天线和发射载波信号的发射天线；信号接收器，所述信号接收器与接收天线连接，用于完成载波信号的接收、放大、检波、整形；

中央处理器，所述中央处理器与信号接收器及载波发射器连接，用于进行逻辑运算和卡数据信息的生成；

载波发射器，载波发射器与发射天线相连接，其包括产生谐振信号的谐振器、调制及功率放大的高频放大器；以及与中央处理器连接的电源，所述电源为太阳能充电系统。

2.如权利要求1所述的太阳能远距离射频集成电路卡，其特征在于：所述电源包括电性连接的一次性锂电池和太阳能电池板。

3.如权利要求2所述的太阳能远距离射频集成电路卡，其特征在于：所述电源还包括设置在所述一次性锂电池和太阳能电池板之间的电压控制电路。

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