CN201017338Y - 有源集封电子标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种有源集封电子标签，要解决的技术问题是提高后勤装备管理、特殊物资的在途运输管理和仓储管理水平。本实用新型的有源集封电子标签，具有振子天线，所述振子天线连接特高频收发芯片，特高频收发芯片与主控单元连接，主控单元连接有低频接收单元、防撬传感器单元、电可擦写可编程只读存储器。本实用新型与现有技术相比，采用低频、特高频无线通信和射频识别的有源电子标签，可以长距离读写数据，实现点级定位和高速识别，其标签读出距离和标签读出的成功率更高，低频无线信号具有较强的穿透能力，特高频信号有较好的绕射能力，适合集装箱等大宗运动物体的仓储管理、运输中的跟踪管理和物品的现场分发管理，并具有防撬功能。

Description

有源集封电子标签

技术领域

本实用新型涉及一种电子标签，特别是一种用于集装箱物流可视化管理的有源电子标签。

背景技术

随着射频识别RFID技术的飞速发展，利用电子标签实现运输物资和车辆的跟踪管理，可增强物资后勤供应链的可视性。射频识别系统中的电子标签按照供电方式的不同分为两大类：有源标签，其内置有电池，以及无源标签，其靠射频激励信号供电，无源标签存在作用距离短、数据存储容量小、适应速度低的缺陷，不适合应用于被识别物体高速移动、要求识别距离远如超过50m、数据存储量大的场合。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种有源集封电子标签，要解决的技术问题是提高后勤装备可视性管理、特殊物资的在途运输管理和仓储管理水平。

本实用新型采用以下技术方案：一种有源集封电子标签，具有振子天线，所述振子天线连接特高频收发芯片，特高频收发芯片与主控单元连接，主控单元连接有低频接收单元、防撬传感器单元、电可擦写可编程只读存储器。

本实用新型的防撬传感器单元为振荡电路。

本实用新型的防撬传感器单元的两个电感线圈的振荡信号经运算放大器、比较器比较整形后传输至主控单元。

本实用新型的振子天线是弯曲单振子天线。

本实用新型的主控单元是单片机。

本实用新型的低频接收单元通过电感线圈耦合接收信号，信号经过三极管检波、放大三极管和运算放大器放大，比较器比较整形送单片机。

本实用新型的电感线圈至检波三极管分别为两路独立的信号，检波后的信号输入至放大三极管，运算放大器输出的信号至两个比较器。

本实用新型的运算放大器连接有自动增益控制电路。

本实用新型的特高频收发芯片采用CC1000，主控单元采用MSP403F149，电可擦写可编程只读存储器采用25AA256，检波三极管采用BCW33，运算放大器采用LPV511，比较器采用LPV7215。

本实用新型与现有技术相比，采用低频、特高频无线通信和射频识别的有源电子标签，使用双频通信，可以长距离读写数据，实现点级定位和高速识别，与无源电子标签相比，其标签读出距离和标签读出的成功率更高，低频无线信号具有较强的穿透能力，而特高频信号有较好的绕射能力，尤其适合集装箱等大宗运动物体的仓储管理、运输中的跟踪管理和物品的现场分发管理，拥有多种操作模式和防撬功能，有较大的存储空间可以存储大量数据。

附图说明

图1是本实用新型实施例的特高频收发和控制单元电路原理图。

图2是本实用新型实施例的低频接收单元电路原理图。

图3是本实用新型实施例的防撬传感器单元电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。本实用新型的有源集封电子标签按照功能模块划分为三部分：特高频UHF收发和控制单元、低频LF接收单元和防撬传感器单元，特高频UHF收发和控制单元、低频LF接收单元和防撬传感器单元由位于UHF收发和控制单元上的单片机进行控制和管理。

如图1所示，本实用新型的特高频UHF收发和控制单元，具有与天线连接的UHF收发芯片U1，采用CC1000，与UHF收发芯片U1连接的单片机U2，采用MSP430F149，连接单片机U2的电可擦写可编程只读存储器EEPROM U3，采用25AA256。

UHF收发芯片U1的工作频率设定、接收和发射转换及配置管理由单片机U2完成的，单片机U2通过PCLK(P4.2)、PDATA(P4.1)、PALE(P4.0)三线接口控制U1内部PLL频率合成器、配置寄存器完成工作频率设置、收发转换、数据编解码及传输速率设置。调制和解调数据通过U1接口DCLK(24)和DIO(23)与单片机U2互联，其中，DCLK是数据时钟，DIO是双向数据输入输出口。当标签处于接收状态时，U1将收到的信号解调解码后，由DIO送往单片机U2；当U1处于发射状态时，单片机U2把数据通过DIO传输给U1，再通过U1编码调制、放大后送往天线发射。本实用新型的有源集封电子标签使用的天线是一个整合在印刷电路板上的弯曲单极子天线，它通过匹配网络与U1相连。此外，U1的RSSI管脚接单片机U2的P6.2，单片机U2可以通过本接口的电平得知接收信号强度，相应地调整发射机功率。

如图2所示，本实用新型的低频LF接收单元，其功能是接收来自激励器的低频信号。接收部分天线使用两个方向不同密绕电感线圈，以实现分极接收。线圈耦合到的信号通过耦合电容C31、C32送到第三和第四三极管Q3和Q4进行检波，以检出被123kHz OOK调制的基带信号。电路到此为止都是两路独立的信号——两个天线线圈，两路检波。然后信号通过第九三极管Q9和集成运放U4进行放大。运放输出的一部分作为自动增益控制电路的输入，另一部分通过比较器U5和U6比较整形后送单片机U2。本实用新型使用双比较器可以增强系统的可靠性。自动增益控制电路由第一和第二场效应管Q1和Q2和双三极管Q6、Q7、Q8构成，如果U4输出信号过强，Q1和Q2的栅极电平升高，源漏间电阻减小以释放一部分能量。

作为最佳实施例，低频LF接收单元的耦合电容C31、C32采用0603YA102JAT2A，第三和第四三极管Q3和Q4采用BCW33，第九三极管Q9采用BCW30，集成运放U4采用LPV511，比较器U5和U6采用LPV7215，第一和第二场效应管Q1和Q2采用BSS138，双三极管Q6、Q7、Q8采用BC847CDW1T1。

如图3所示，防撬传感器单元有两个电感线圈，跨接在接口J2的1与2、3与4孔上，振荡信号经微功率运算放大器U10和U8的输出、微功率比较器比较整形后传输至单片机，整个电路构成了一个振荡器。实际应用中，用一根金属锁柱穿过这两个线圈，此时线圈电感量增大，电路符合起振条件，当两个电感线圈为定制的13mH密绕线圈，U8，U9，U10，U12，Q10为LPV511和LPV7215时，振荡频率为400Hz；如果锁柱被抽出，电路的起振条件将被破坏，单片机通过振荡器的输出状态的不同来判断锁柱是否被抽出或遭破坏。

本实用新型的有源集封电子标签使用两节D/10大小的3.6V一次性电池供电。单片机通过UHF和LF信道与激励器和读写器进行通信，与同激励器、读写器、后台数据处理软件配套，构成主动式有源射频识别系统，完成标签识别、用户数据读写和防盗，可解决特殊物资的在途运输管理和仓储管理，提高后勤装备可视性管理水平。经测试，本实施例读取的物体移动速度为大于60km/h，识别距离80m-100m，32K电可擦写只读存储器，防撬传感器单元感应准确可靠，可以存储大量标签数据，满足特殊物资的在途运输管理和仓储管理的需要。

Claims (9)

1.一种有源集封电子标签，具有振子天线，其特征在于：所述振子天线连接特高频收发芯片，特高频收发芯片与主控单元连接，主控单元连接有低频接收单元、防撬传感器单元、电可擦写可编程只读存储器。

2.根据权利要求1所述的有源集封电子标签，其特征在于：所述防撬传感器单元为振荡电路。

3.根据权利要求2所述的有源集封电子标签，其特征在于：所述防撬传感器单元的两个电感线圈的振荡信号经运算放大器、比较器比较整形后传输至主控单元。

4.根据权利要求3所述的有源集封电子标签，其特征在于：所述振子天线是弯曲单振子天线。

5.根据权利要求4所述的有源集封电子标签，其特征在于：所述主控单元是单片机。

6.根据权利要求5所述的有源集封电子标签，其特征在于：所述低频接收单元通过电感线圈耦合接收信号，信号经过三极管检波、放大三极管和运算放大器放大，比较器比较整形送单片机。

7.根据权利要求6所述的有源集封电子标签，其特征在于：所述电感线圈至检波三极管分别为两路独立的信号，检波后的信号输入至放大三极管，运算放大器输出的信号至两个比较器。

8.根据权利要求7所述的有源集封电子标签，其特征在于：所述运算放大器连接有自动增益控制电路。

9.根据权利要求8所述的有源集封电子标签，其特征在于：所述特高频收发芯片采用CC1000，主控单元采用MSP403F149，电可擦写可编程只读存储器采用25AA256，检波三极管采用BCW33，运算放大器采用LPV511，比较器采用LPV7215。

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