CN202257586U - 射频识别读卡装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种射频识别读卡装置，包括：回收天线，用于接收并转发读卡装置发射的非无源射频识别标签通讯方向的电磁波信号；电源回收管理模块，用于接收电磁波信号，并将电磁波信号转化为电能供读卡装置使用。通过本实用新型，解决了现有读卡装置发射的电磁波能量大部分被浪费，不利于节能和减少设备功耗的问题，进而达到了节能和减少设备功耗的效果。
Description
射频识别读卡装置技术领域[0001] 本实用新型涉及通信领域，具体而言，涉及一种射频识别读卡装置。 背景技术[0002]射频识别技术（Radio Frequency Identification, RFID)是一项自动识别技术， 利用射频信号通过空间耦合进行非接触双向通信，以达到识别目的并交换数据，识别工作无须人工干预，可工作于各种恶劣环境，RFID技术可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。[0003] 基本的RFID系统主要由读写器、电子标签和数据交换与管理系统三大部分组成。 RFID读写器主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路等组成，通过射频信号自动识别目标对象电子标签并获得相关数据；RFID电子标签由一个微小的标签芯片和天线构成， 具有智能读写和加密通信的功能，它通过无线电波与读写设备进行数据交换，工作能量是由读写器发出的射频脉冲提供。数据交换与管理系统主要完成数据信息的存储及管理、对标签进行读写控制等。[0004] 就无源射频识别系统而言，无源是指标签往往不携带电源，读卡装置进行标签清点读卡时，需要发送载波提供标签上电。标签上电后，读卡装置在载波上调制前向信号对标签进行控制和通讯，标签收到信号后通过调制反向散射将信息发送给阅读器。这一过程中， 读卡装置需要一直发送载波信号。[0005] 但是，读卡装置发射的电磁波能量，只有很少一部分为标签接收，其它大部分都向外部辐射浪费掉了，从而造成资源浪费，不利于节能和减少设备功耗。实用新型内容[0006] 本实用新型的主要目的在于提供一种射频识别读卡装置，以至少解决上述读卡装置发射的电磁波能量大部分被浪费，不利于节能和减少设备功耗的问题。[0007] 根据本实用新型的另一方面，提供了一种射频识别读卡装置，包括：回收天线，用于接收读卡装置发射的非无源射频识别标签通讯方向的电磁波信号，发送给电源回收管理模块；电源回收管理模块，用于将接收的电磁波信号转化为电能供读卡装置使用。[0008] 优选地，回收电线设置于读卡装置的背面和/或侧面。[0009] 优选地，射频识别读卡装置还包括：射频识别电路，用于通过发射天线发射电磁波信号，与无源射频识别标签进行通讯，并提供无源射频识别标签供电；供电模块，用于向述射频识别电路供电。[0010] 优选地，电源回收管理模块，用于将接收的电磁波信号转化为直流供电，并提供给供电模块；供电模块，用于将电源回收管理模块提供的直流供电，以及外部供电提供给射频识别电路使用。[0011] 优选地，电源回收管理模块包括：整流模块，用于将接收到的交流的电磁波信号转化为脉动的直流电信号，并发送给滤波模块；滤波模块，用于将整流模块发送的脉动的直流电信号转化为稳定的直流电信号。[0012] 优选地，整流模块使用整流二极管实现。[0013] 优选地，电源回收管理模块还包括：电压转换模块，用于将稳定的直流电信号的电压转换为适合射频识别电路使用的电压。[0014] 优选地，电源回收管理模块还包括：存储模块，用于存储直流供电，并提供给供电模块。[0015] 优选地，回收天线包括一个或多个。[0016] 优选地，回收天线采用闭合的导体线圈，通过在印刷电路板上走线实现，或者通过导线绕线实现。[0017] 通过本实用新型，采用回收天线对读卡装置发射的非工作方向（即非用于无源射频识别标签通讯方向）的电磁波信号进行收集利用，进而通过电源回收管理模块将其转化为电能继续提供给读卡装置使用，解决了现有读卡装置发射的电磁波能量大部分被浪费， 不利于节能和减少设备功耗的问题，进而达到了节能和减少设备功耗的效果。附图说明[0018] 此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分， 本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：[0019] 图1是根据本实用新型实施例一的一种射频识别读卡装置的结构框图；[0020] 图2是根据本实用新型实施例二的一种射频识别系统的结构示意图；[0021] 图3是实施例二的射频识别系统中的电源回收管理模块的结构示意图。具体实施方式[0022] 下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。[0023] 实施例一[0024] 参照图1，示出了根据本实用新型实施例一的一种射频识别读卡装置的结构框图。[0025] 本实施例的射频识别读卡装置包括：[0026] 回收天线102，用于接收并转发读卡装置发射的非无源射频识别标签通讯方向的电磁波信号；电源回收管理模块104，用于接收电磁波信号，并将电磁波信号转化为电能供读卡装置使用。[0027] 优选地，回收天线102可设置为一到多个，可以设置在读卡装置的背面和/或侧面，以接收读卡装置发射的非工作方向（即非无源射频识别标签通讯方向）上的，即非无源射频识别标签通讯方向上的电磁波信号。[0028] 回收天线102接收读卡装置发射的非无源射频识别标签通讯方向的电磁波信号后，进一步通过电源回收管理模块104进行回收转化，以转化为电能继续供读卡装置使用。[0029] 相关技术中，读卡装置在进行标签清点读卡时，需要持续发送电磁波能量以提供标签上电，但只有很少一部分为标签接收，其它大部分都被浪费掉了，从而造成资源浪费， 不利于节能和减少设备功耗。通过本实施例，在读卡装置中增加设置电磁波回收天线，对电说明书3/5页能进行回收，解决了现有读卡装置发射的电磁波能量大部分被浪费，不利于节能和减少设备功耗的问题，进而达到降低设备功耗的目的。[0030] 实施例二[0031] 参照图2，示出了根据本实用新型实施例二的一种射频识别系统的结构示意图。[0032] 本实施例的射频识别系统包括：无源射频识别标签101、发射天线102、射频识别电路103、供电模块105、包括电源回收管理模块104和回收天线106的射频识别读卡装置。[0033] 其中，射频识别电路103通过发射天线102发射电磁波信号，与无源射频识别标签 101进行通讯，并提供无源射频识别标签供电。其中，发射的电磁波信号一部分被无源射频识别标签接收，以作通讯使用，另一部分不被标签接收使用的电磁波信号，由回收天线接收后继续回收使用。回收天线102接收非工作方向（即非无源射频识别标签通讯方向）的电磁波信号，发送给电源回收管理模块104。电源回收管理模块104将收到的交流电磁波信号转化为直流供电提供给供电模块105。供电模块105将电源回收管理模块104送来的直流供电以及外部供电提供给射频识别电路103进行使用。[0034] 优选地，回收天线106设置在读卡装置与无源射频识别标签通讯区域的背面和/ 或侧面。将回收天线106设置在读卡装置与无源射频识别标签通讯区域的背面和/或侧面， 可以较好地接收读卡装置发射的非无源射频识别标签方向的电磁波信号，提高电磁波信号回收率。[0035] 通过本实施例，提供了一种射频识别系统，通过在该系统的读卡装置中设置回收天线106和电源回收管理模块104，对电能进行回收，以降低射频识别读卡装置的功耗，进而达到降低整个射频识别系统设备的功耗，节约了能源。[0036] 优选地，本实施例的电源回收管理模块104的结构可以如图3所示。[0037] 参照图3，示出了一种电源回收管理模块104的结构示意图。本实施例的电源回收管理模块104可以包括：[0038] 整流模块1042，用于将接收到的交流的电磁波信号转化为脉动的直流电信号，并发送给滤波模块1044 ；滤波模块1044，用于将整流模块1042发送的脉动的直流电信号转化为稳定的直流电信号。[0039] 优选地，本实施例的电源回收管理模块104还可以包括：电压转换模块1046，用于将滤波模块1044发送的稳定的直流电信号的电压转换为适合射频识别电路使用的电压。[0040] 优选地，本实施例的电源回收管理模块104还可以包括：存储模块1048，用于存储滤波模块1044的直流供电，或者，用于存储电压转换模块1046转换过的直流供电，并提供给供电模块，进而由供电模块提供给射频识别电路使用。[0041] 具体地，射频识别电路103通过发射天线102发射电磁波信号，与无源射频识别标签101进行通讯。其中，射频识别电路103可以由本领域技术人员使用任意适当的电路实现，如采用常用的射频识别协议处理芯片和通用单片机电路实现，采用任何无源射频识别电路都会对外发射电磁波信号，因此，本实用新型技术方案的实施与采用何种协议芯片无关。[0042] 回收天线106接收非工作方向（非无源射频识别标签方向)的电磁波信号，并发送给电源回收管理模块104。回收天线106可以布置在读卡装置背面和/或侧面。回收天线106可以仅设置一个，也可以同时设置多个回收天线106，只要回收天线106的放置不干涉读卡装置和无源射频识别标签101的正常通讯。回收天线106形式可以与发射天线102 相同，采用闭合的导体线圈，可以在印刷电路板上走线实现，也可以通过导线绕线实现。当然，本领域技术人员也可以根据实际情况，采用其它适当的回收天线形式，本实用新型对此不作限制。[0043] 电源回收管理模块104将从回收天线106收到的交流电磁波信号转化为直流供电提供给供电模块105。[0044] 优选地，电源回收管理模块104首先通过整流模块1042，将收到的交流电信号转化为脉动的直流电信号。其中，整流模块1042可以采用整流二极管实现。需要注意的是， 整流二极管的工作频率需满足射频识别读卡装置载波频率的需求，具体实现时，可以由本领域技术人员根据实际情况，参考现有整流二极管的选择标准，选择适当的整流二极管以满足需求。进一步地，脉动的直流电信号通过滤波模块1044转化为稳定的直流电信号。其中，滤波模块1044可以采用一个或多个滤波电容实现。[0045] 优选地，稳定的直流电信号通过电压转换模块1046转化为读卡装置所需的直流供电电压。其中，电压转换模块1046可以为升压或降压型电开关电源变换器，或电荷泵。在滤波模块1044输出电压合适的情况下，也可以不需要电压转换模块1046进行电压转换。[0046] 优选地，电压转换模块1046输出直流供电送到存储模块1048进行存储。或者，存储模块1048接收滤波模块1044输出的稳定的直流电信号进行存储。其中，存储模块1048 可以是可充电电池或者大容量电容，也可以是其它的储能器件。当然，也可以不设置存储模块1048，由滤波模块1044将输出的稳定的直流电信号直接提供给供电模块105使用。[0047] 供电模块105将电源回收管理模块104送来的直流供电提供给射频识别电路103 进行使用。供电模块105为一电源管理模块，将外部和电源回收模块104提供的电源进行转化，转化为读卡装置内部需要的各种供电电压。[0048] 本实用例通过在射频识别读卡装置上，增加电磁波回收天线和回收电路（电源回收管理模块104)，当读卡装置发射电磁波时，处于侧面和/或背面的回收天线接收发射天线发射的电磁波，通过回收电路（电源回收管理模块104)将电磁波转化为直流电，再将生成的直流电提供给设备电源或给电池充电，达到了节省读卡装置电能，降低设备功耗的目的。[0049] 从以上的描述中，可以看出，本实用新型涉及无线通讯射频识别技术领域，是一种有效的降低无源射频识别系统功耗的技术方案。本实用新型的降低射频识别读卡装置功耗的技术方案，通过在读卡装置与标签通讯区域的背面和/或侧面增加电磁波回收天线，对电能进行回收，从而达到了降低设备功耗的目的。[0050] 当然，本实用新型的技术方案也可以应用于其它射频通讯系统，以降低设备功耗， 本实用新型对此不作限制。[0051] 显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本实用新型的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，（这里的电路部分不能用计算装置实现，可以做成集成电路模块实现）或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本实用新型不限制于任何特定的硬件和软件结合。 [0052] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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. 一种射频识别读卡装置，其特征在于，包括：回收天线，用于接收并转发读卡装置发射的非无源射频识别标签通讯方向的电磁波信号；电源回收管理模块，用于接收所述电磁波信号，并将所述电磁波信号转化为电能供所述读卡装置使用。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回收电线设置于所述读卡装置的背面和/或侧面。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，还包括：射频识别电路，用于通过发射天线发射电磁波信号，与所述无源射频识别标签进行通讯，并提供所述无源射频识别标签供电；供电模块，用于向所述射频识别电路供电。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电源回收管理模块，用于将接收的所述电磁波信号转化为直流供电，并提供给所述供电模块；所述供电模块，用于将所述电源回收管理模块提供的所述直流供电，以及外部供电提供给所述射频识别电路使用。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电源回收管理模块包括：整流模块，用于将接收到的交流的电磁波信号转化为脉动的直流电信号，并发送给滤波模块；所述滤波模块，用于将所述整流模块发送的所述脉动的直流电信号转化为稳定的直流电信号。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述整流模块使用整流二极管实现。
7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述电源回收管理模块还包括：电压转换模块，用于将所述稳定的直流电信号的电压转换为适合所述射频识别电路使用的电压。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述电源回收管理模块还包括： 存储模块，用于存储所述直流供电，并提供给所述供电模块。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回收天线包括一个或多个。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述回收天线采用闭合的导体线圈，通过在印刷电路板上走线实现，或者通过导线绕线实现。
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| CN104794413A (zh) * | 2014-08-27 | 2015-07-22 | 北京中电华大电子设计有限责任公司 | 一种非接触式ic卡能量自适应方法 |
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