CN201038824Y - 一种射频卡和一种射频识别系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种射频卡和一种射频识别系统。该射频卡包括备用电源、控制单元、射频发射单元和太阳能电池，其中，太阳能电池，将光能转换为电能，在控制单元的控制下为控制单元和射频发射单元进行供电；备用电源，在控制单元的控制下利用存储的电量为控制单元和射频发射单元进行供电；控制单元，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，控制太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，控制备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。本实用新型大大增加了射频卡中备用电源的使用时间，大大提高了射频卡和射频识别系统实现的灵活性和实用性。

Description

一种射频卡和一种射频识别系统

技术领域

本实用新型涉及射频识别技术，特别是涉及一种射频卡和一种射频识别系统。

背景技术

射频识别技术是一种非接触式的自动识别射频技术，利用无线射频方式进行非接触双向数据传输，从而实现对特定物体或设备在不同状态下的自动识别和管理。

射频识别系统主要由读卡器和射频卡组成，其基本工作流程是：读卡器通过内部的天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入天线工作区域接收到读卡信号后，将自身编码等信息发送出去；读卡器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理。

由于射频识别系统具有非接触、阅读速度快、无磨损、不受环境影响、寿命长和便于使用等诸多优点，因此已经被广泛应用于各种领域，比如高速公路收费、智能交通、井下定位、门禁控制以及货物跟踪等。

在射频识别系统中，射频卡具有唯一的电子编码，被设置在目标物体上，用来标识目标物体。目前，射频卡可以分为有源卡和无源卡，其中，有源卡的内部有电源，该内部的电源作为射频卡的工作电源，同时内部电源的能量也部分地转换为射频卡与读卡器通信所需的射频能量，从而增加了射频卡的通信距离。

图1是在现有技术中有源的射频卡的结构示意图。参见图1，在现有技术中，有源的射频卡内部主要包括：电源单元、控制单元和射频发射单元，其中，电源单元，用于利用存储的电量为控制单元和射频发射单元供电；控制单元，用于向射频发射单元发送控制指令；射频发射单元，用于根据控制单元发来的控制指令，接收和发送数据。

由上述图1所示结构可以看出，在有源的射频卡内部，控制单元和射频发射单元所需的工作电源由电源单元来提供，这样，要保证有源射频卡能够长期稳定地工作，则必须要求电源单元能够长期提供足够的电量。然而，在现有技术中，电源单元是用化学电池来实现的，也就是说，射频卡的电源是由诸如干电池或纽扣电池等化学电池来提供，由于化学电池能够提供的电量是很有限的，因此每当电池电量用尽的时候，用户都必须更换射频卡中的电池，为射频卡的使用带来极大的不便，并且大大降低了射频卡和射频识别系统实现的灵活性和实用性。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种射频卡以及一种射频识别系统，以便于增加射频卡电源的使用时间，为射频卡的使用提供方便。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种射频卡，该射频卡包括备用电源、控制单元、射频发射单元和太阳能电池，其中，

太阳能电池，用于吸收光能，将光能转换为电能，在控制单元的控制下为控制单元和射频发射单元进行供电；

备用电源，用于在控制单元的控制下，利用存储的电量为控制单元和射频发射单元进行供电；

控制单元，用于检测太阳能电池输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，控制太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，控制备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

所述备用电源通过可控开关与一个电源Vcc接口相连；

所述太阳能电池通过二极管与另一个Vcc接口相连。

所述控制单元，用于通过分压电阻检测太阳能电池经二极管输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出断开控制信号，控制所述可控开关处于断开状态，利用太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出闭合控制信号，控制所述可控开关处于闭合状态，利用备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

所述可控开关为晶体管、继电器或场效应管。

所述太阳能电池为弱光非晶硅太阳能电池。

所述控制单元还用于将控制指令发送至射频发射单元；

所述射频发射单元还用于在接收到控制指令时，发送和接收数据。

一种射频识别系统，包括读卡器和射频卡，该射频卡包括备用电源、控制单元、射频发射单元和太阳能电池，其中，

太阳能电池，用于吸收光能，将光能转换为电能，在控制单元的控制下为控制单元和射频发射单元进行供电；

备用电源，用于在控制单元的控制下，利用存储的电量为控制单元和射频发射单元进行供电；

控制单元，用于检测太阳能电池输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，控制太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，控制备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

所述控制单元还用于将控制指令发送至射频发射单元；

所述射频发射单元还用于在接收到控制指令时，向读卡器发送数据以及接收读卡器发来的数据。

所述备用电源通过可控开关与一个Vcc接口相连；

所述太阳能电池通过二极管与另一个Vcc接口相连；

所述控制单元，用于通过分压电阻检测太阳能电池经二极管输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出断开控制信号，控制所述可控开关处于断开状态，利用太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出闭合控制信号，控制所述可控开关处于闭合状态，利用备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

所述太阳能电池为弱光非晶硅太阳能电池。

由此可见，本实用新型具有以下优点：

1、在本实用新型中，射频卡内部包括太阳能电池，这样，当射频卡接触到太阳光或灯光等各种光线时，该太阳能电池能够吸收光能，并将吸收的光能转换为电能，来为射频卡中的控制单元和射频发射单元进行供电，而无需耗费射频卡备用电源中有限的电量，仅在射频卡接触不到任何光线时，才需要耗费备用电源，因此，大大增加了射频卡中备用电源的使用时间，无需用户频繁更换备用电源，为射频卡的使用提供了方便，大大提高了射频卡和射频识别系统实现的灵活性和实用性。

2、在本实用新型中，射频卡内部的太阳能电池可以采用弱光非晶硅太阳能电池，由于目前弱光非晶硅太阳能电池工艺成熟、成本低，且无原料瓶颈，因此，使得本实用新型的射频卡容易制造和实现，进一步增加了射频卡和射频识别系统的实用性。

附图说明

图1是在现有技术中有源的射频卡的结构示意图。

图2是在本实用新型中射频卡的结构示意图。

图3是在本实用新型中射频识别系统的结构示意图。

图4是在本实用新型的射频卡内部控制电源供电的较佳结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步地详细描述。

目前，要想保证有源射频卡能够长期稳定地工作，并且，避免现有技术中用户必须更换电池的不便利操作，就必须要求射频卡内部能够有持续再生的电源。针对这一特点，本实用新型将能够提供持续再生电源的太阳能电池引入有源的射频卡中。

图2是在本实用新型中射频卡的结构示意图。参见图2，在本实用新型中，射频卡的结构包括：太阳能电池、备用电源、控制单元和射频发射单元。

图3是在本实用新型中射频识别系统的结构示意图。参见图3，在本实用新型中，射频识别系统主要包括：读卡器和射频卡，其中，读卡器和射频卡的处理功能和信息交互过程与现有技术中相同，也就是，读卡器通过内部的天线发送一定频率的射频信号，当射频卡进入天线工作区域接收到读卡信号后，将自身编码等信息发送出去；读卡器对接收的信号进行解调和解码，然后送到后台主系统进行相关处理。与现有技术不同的是，在本实用新型的射频识别系统中，射频卡采用本实用新型所提出的射频卡，即具有上述图2所示结构。

并且，在图2和图3所示的本实用新型的射频卡中，

太阳能电池，用于吸收光能，将光能转换为电能，在控制单元的控制下为控制单元和射频发射单元进行供电；

备用电源，用于在控制单元的控制下，利用存储的电量为控制单元和射频发射单元进行供电；

控制单元，用于检测太阳能电池输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，控制太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，控制备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

另外，与现有技术的处理相同，射频卡中的控制单元还用于将控制指令发送至射频发射单元；

所述射频发射单元还用于在接收到控制指令时，向读卡器发送数据以及接收读卡器发来的数据。

图4是在本实用新型的射频卡内部控制电源供电的较佳结构示意图。参见图4，较佳地，在本实用新型中，备用电源可以通过可控开关与一个电源Vcc接口相连，太阳能电池可以通过二极管与另一个Vcc接口相连，并且，在二极管处通过分压电阻连接到控制单元的AD采集端口。这样，控制单元控制太阳能电池和备用电池进行供电的具体实现过程包括：控制单元通过分压电阻检测太阳能电池经二极管输出的电压，具体地，控制单元是通过内部的模数转换器AD检测分压电阻间的电压，然后确定出太阳能电池经二极管输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出断开控制信号，控制可控开关处于断开状态，禁止备用电源供电，利用太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电；当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出闭合控制信号，控制可控开关处于闭合状态，利用备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电，而不采用太阳能电池供电。

其中，在控制单元确定太阳能电池经二极管输出的电压时，具体的是根据各个分压电阻的阻值以及检测出的分压电阻间的电压来最终确定该太阳能电池经二极管输出的电压。比如，有2个分压电阻，且该2个分压电阻的阻值相等，那么，太阳能电池经二极管输出的电压等于控制单元中AD检测出的分压电阻间电压的2倍。

需要说明的是，在本实用新型提出的射频卡中，太阳能电池可以为任意一种能够将光能转换为电能的太阳能电池。由于目前弱光非晶硅太阳能电池工艺成熟、成本低，且无原料瓶颈，因此，较佳地，本实用新型中的太阳能电池可以是弱光非晶硅太阳能电池。

还需要说明的是，在图4所示结构中，可控开关可以是任意一种具有开关作用的器件，比如晶体管、继电器或场效应管等。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种射频卡，其特征在于，该射频卡包括备用电源、控制单元、射频发射单元和太阳能电池，其中，

太阳能电池，用于吸收光能，将光能转换为电能，在控制单元的控制下为控制单元和射频发射单元进行供电；

备用电源，用于在控制单元的控制下，利用存储的电量为控制单元和射频发射单元进行供电；

控制单元，用于检测太阳能电池输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，控制太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，控制备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

2.根据权利要求1所述的射频卡，其特征在于，所述备用电源通过可控开关与一个电源Vcc接口相连；

所述太阳能电池通过二极管与另一个Vcc接口相连。

3.根据权利要求2所述的射频卡，其特征在于，所述控制单元，用于通过分压电阻检测太阳能电池经二极管输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出断开控制信号，控制所述可控开关处于断开状态，利用太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出闭合控制信号，控制所述可控开关处于闭合状态，利用备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

4.根据权利要求2所述的射频卡，其特征在于，所述可控开关为晶体管、继电器或场效应管。

5.根据权利要求2、3或4所述的射频卡，其特征在于，所述太阳能电池为弱光非晶硅太阳能电池。

6.根据权利要求2、3或4所述的射频卡，其特征在于，所述控制单元还用于将控制指令发送至射频发射单元；

所述射频发射单元还用于在接收到控制指令时，发送和接收数据。

7.一种射频识别系统，包括读卡器和射频卡，其特征在于，该射频卡包括备用电源、控制单元、射频发射单元和太阳能电池，其中，

太阳能电池，用于吸收光能，将光能转换为电能，在控制单元的控制下为控制单元和射频发射单元进行供电；

备用电源，用于在控制单元的控制下，利用存储的电量为控制单元和射频发射单元进行供电；

控制单元，用于检测太阳能电池输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，控制太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，控制备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

8.根据权利要求7所述的射频识别系统，其特征在于，所述控制单元还用于将控制指令发送至射频发射单元；

所述射频发射单元还用于在接收到控制指令时，向读卡器发送数据以及接收读卡器发来的数据。

9.根据权利要求7所述的射频识别系统，其特征在于，所述备用电源通过可控开关与一个Vcc接口相连；

所述太阳能电池通过二极管与另一个Vcc接口相连；

所述控制单元，用于通过分压电阻检测太阳能电池经二极管输出的电压，当检测到太阳能电池输出的电压大于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出断开控制信号，控制所述可控开关处于断开状态，利用太阳能电池为控制单元和射频发射单元进行供电，当检测到太阳能电池输出的电压小于或等于预先设定的参考电压时，通过I/O口输出闭合控制信号，控制所述可控开关处于闭合状态，利用备用电源为控制单元和射频发射单元进行供电。

10.根据权利要求7、8或9所述的射频识别系统，其特征在于，所述太阳能电池为弱光非晶硅太阳能电池。

Images