CN203071928U - 一种自动调节功耗的多频段信号收发装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种自动调节功耗的多频段信号收发装置，包括功能模块和为其供电的电源模块，功能模块中设有低功耗的主控芯片、具有IO接口的双界面智能卡芯片、高频射频芯片和射频芯片电源控制模块，双界面智能卡芯片在刷卡时，通过其自身的IO接口向主控芯片提供一个信号产生外部中断，主控芯片根据该信号通过高频射频芯片把刷卡信息传递给手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据。本实用新型所述的自动调节功耗的多频段信号收发装置，解决了有源和无源，高频和低频的射频信号互联互通的问题，从根本上解决二者兼容性的问题，实现不同频段的射频信号之间相互通信，并且装置具有功耗低、刷卡状况传递的实时性好的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及多频段的信号收发装置，具体说是一种自动调节功耗的多频段信号收发装置。
背景技术
随着物联网的大力发展，无线射频技术突飞猛进。各种物联网的应用层出不穷，包括有源信号，无源信号；射频频率从30K、13.56MHz到5.8G。手机因为具备显示功能、按键输入功能、网络功能和智能卡STK功能，并且普及度非常广，用于物联网和支付有着天然的优势。现有一些针对手机支付和物联网的射频装置也开始在手机上使用，有13.56MHz的通信方案，也有2.4G的高频方案。
这些不同的通信方案各有其优势和局限性。
采用13.56MHz频率通信的IC卡和其他产品已经在银行支付、城市一卡通、门禁等各领域占据了主导地位，形成了比较完善的各种技术标准和应用规范。各个应用场所基本上都布置好了相应的读卡器和终端。比如非接触式CPU卡就是采用13.56MHz频率通信，而且可用无源方式工作。但它很难满足在手机支付和物联网上的应用。因为在这个频段的通信很难穿透手机，而且只能作近距离通信。除非定制手机，否则这个频段很难应用于手机支付领域。即使定制了手机，也无法满足物联网对通信距离和通信速度的要求。
而类似于2.4G的这样的高频很容易穿透手机，比较适合作手机支付和物联网应用。现在已经有一些称为RF-SIM卡的手机SIM卡就是采用2.4G的这样的高频，用于手机支付。但是由于是一个全新的产品，现有各领域的读卡器或终端设备均与其不兼容，而且也不符合现有银行支付的规范，很难规模化的推广。同时也由于功耗的原因，只能采用有源方式，经常要充电或者更换电池，给使用者带来不便。
可见采用这两种通信频段在应用中的产品，在原理上利用了各自的优点，同样也无法避免各自的缺陷。而且当二者(指13.56MHz和2.4G)同时使用时，还存在功耗大，影响手机正常使用的问题。
实用新型内容
针对现有技术中存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种自动调节功耗的多频段信号收发装置，解决了有源和无源，高频和低频的射频信号互联互通的问题，从根本上解决二者兼容性的问题，实现不同频段的射频信号之间相互通信，并且装置具有功耗低、刷卡状况传递的实时性好的优点。
为达到以上目的，本实用新型采取的技术方案是：
一种自动调节功耗的多频段信号收发装置，包括功能模块100和为其供电的电源模块200，其特征在于：
功能模块100中设有低功耗的主控芯片101、具有至少一个IO接口的双界面智能卡芯片102、高频射频芯片103和射频芯片电源控制模块104，
所述主控芯片101通过双界面智能卡芯片102实现13.56MHz读卡器刷卡并采集刷卡数据，
所述主控芯片101通过高频射频芯片103与手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据，
所述主控芯片101通过射频芯片电源控制模块104控制双界面智能卡芯片102和高频射频芯片103的供电或断电，
双界面智能卡芯片102在刷卡时，通过其自身的IO接口向主控芯片101提供一个信号使主控芯片101产生外部中断，主控芯片101根据该信号通过高频射频芯片103把双界面智能卡芯片102的刷卡信息传递给手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据。
在上述技术方案的基础上，所述双界面智能卡芯片102为13.56MHz的射频芯片，该芯片内置有13.56MHz天线，所述高频射频芯片103为2.4GHz的射频芯片。
在上述技术方案的基础上，电源模块200中设有电池单元202和用于管理电池单元202的电源管理模块201。
在上述技术方案的基础上，在功能模块100中还设有一个带手动触发按钮的触发电路，触发电路向主控芯片101提供一个信号使主控芯片101产生外部中断，主控芯片101根据该信号通过高频射频芯片103把双界面智能卡芯片102的刷卡信息传递给手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据。
在上述技术方案的基础上，所述具有至少一个IO接口的双界面智能卡芯片102的型号为THD86EF59AC。
本实用新型所述的自动调节功耗的多频段信号收发装置，解决了有源和无源，高频和低频的射频信号互联互通的问题，从根本上解决二者兼容性的问题，实现不同频段的射频信号之间相互通信，并且装置具有功耗低、刷卡状况传递的实时性好的优点。
附图说明
本实用新型有如下附图：
图1本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1所示，本实用新型所述的自动调节功耗的多频段信号收发装置，包括：功能模块100和为其供电的电源模块200，
功能模块100中设有低功耗的主控芯片101、具有至少一个IO接口(输入输出接口)的双界面智能卡芯片102、高频射频芯片103和射频芯片电源控制模块104，
所述双界面智能卡芯片102为13.56MHz的射频芯片，该芯片内置有13.56MHz天线，且具有至少一个IO接口(输入输出接口)，所述高频射频芯片103为2.4GHz的射频芯片，
所述主控芯片101通过双界面智能卡芯片102实现13.56MHz读卡器刷卡并采集刷卡数据，
所述主控芯片101通过高频射频芯片103与手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据，
所述主控芯片101通过射频芯片电源控制模块104控制双界面智能卡芯片102和高频射频芯片103的供电或断电，
电源模块200中设有电池单元202和用于管理电池单元202的电源管理模块201，
双界面智能卡芯片102在刷卡时，通过其自身的IO接口向主控芯片101提供一个信号使主控芯片101产生外部中断，主控芯片101根据该信号通过高频射频芯片103把双界面智能卡芯片102的刷卡信息传递给手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据。
通常，信号收发装置采用长时间低功耗睡眠，自我唤醒后短暂工作的方式，使得装置的平均工作电流比较低。为了让装置的平均工作电流尽可能低，就有必要延长低功耗睡眠的时间。这样导致装置无法实时把双界面智能卡芯片102的刷卡状况实时传递给手机的RF-SIM卡。因此实时性与低功耗存在一定的矛盾。本实用新型通过采用自带IO接口的双界面智能卡芯片102，实现低功耗和刷卡状况传递的实时性之间的兼顾，其原理如下：
当装置处于低功耗状态时，双界面智能卡芯片102处于无源工作模式，主控芯片101和高频射频芯片103均处于低功耗状态(例如处于低功耗的休眠模式)；装置进入到13.56MHz读卡器的感应区域并从该感应区域退出时，双界面智能卡芯片102在无源工作模式下完成刷卡，双界面智能卡芯片102同时通过IO接口向主控芯片101发出一个信号使主控芯片101产生外部中断，通知主控芯片101刚刚出现了一个刷卡动作，主控芯片101临时从低功耗状态转入正常工作状态，并通过高频射频芯片103把最新刷卡状况实时发送给手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置。然后装置再次进入低功耗状态。这样，主控芯片101等平时就无需自我唤醒，能处于最低待机电流的状况，而一旦用户产生了刷卡动作，这个装置能马上动作。
这种自我唤醒的方法使得装置的低功耗待机电流远远大于外部唤醒所耗费的电流。以目前TI公司的MSP430为例，自我唤醒的方式待机电流为0.5微安培，而外部唤醒的方式待机电流为0.1微安培。待机电流如果能下降，则平均工作电流将大大降低。如果平均工作电流下降到合适的程度，我们就可以将电池改成超薄锂电池，那么这个装置可以做成一张普通银行卡的外观，能获得更好的使用效果。
在上述技术方案的基础上，在功能模块100中还设有一个带手动触发按钮的触发电路，触发电路向主控芯片101提供一个信号使主控芯片101产生外部中断，主控芯片101根据该信号通过高频射频芯片103把双界面智能卡芯片102的刷卡信息传递给手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据。
这样，本实用新型不仅仅可以在13.56Mhz射频信号的触发下工作。也可以在用户希望的任何时候，通过按一下按钮来触发它工作。触发方式可以是中断或者复位触发，也可以是通过电源的通断来触发。
在上述技术方案的基础上，所述具有至少一个IO接口的双界面智能卡芯片102的型号为THD86EF59AC。
同方微电子提供的型号为THD86EF59AC的双界面智能卡芯片102带有4个额外的IO接口。双界面智能卡芯片102内带的程序能够在刷卡操作时在自带的I/O接口上输出一个电平信号，这个电平信号即可用于使主控芯片从低功耗的休眠模式转换到工作模式。选用任意一款带有额外I/O接口的双界面智能卡芯片102均可，THD86EF59AC仅是可选择的双界面智能卡芯片102之一。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (5)
1.一种自动调节功耗的多频段信号收发装置，包括功能模块(100)和为其供电的电源模块(200)，其特征在于：
功能模块(100)中设有低功耗的主控芯片(101)、具有至少一个IO接口的双界面智能卡芯片(102)、高频射频芯片(103)和射频芯片电源控制模块(104)，
所述主控芯片(101)通过双界面智能卡芯片(102)实现13.56MHz读卡器刷卡并采集刷卡数据，
所述主控芯片(101)通过高频射频芯片(103)与手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据，
所述主控芯片(101)通过射频芯片电源控制模块(104)控制双界面智能卡芯片(102)和高频射频芯片(103)的供电或断电，
双界面智能卡芯片(102)在刷卡时，通过其自身的IO接口向主控芯片(101)提供一个信号使主控芯片(101)产生外部中断，主控芯片(101)根据该信号通过高频射频芯片(103)把双界面智能卡芯片(102)的刷卡信息传递给手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据。
2.如权利要求1所述的自动调节功耗的多频段信号收发装置，其特征在于：所述双界面智能卡芯片(102)为13.56MHz的射频芯片，该芯片内置有13.56MHz天线，所述高频射频芯片(103)为2.4GHz的射频芯片。
3.如权利要求1所述的自动调节功耗的多频段信号收发装置，其特征在于：电源模块(200)中设有电池单元(202)和用于管理电池单元(202)的电源管理模块(201)。
4.如权利要求1所述的自动调节功耗的多频段信号收发装置，其特征在于：在功能模块(100)中还设有一个带手动触发按钮的触发电路，触发电路向主控芯片(101)提供一个信号使主控芯片(101)产生外部中断，主控芯片(101)根据该信号通过高频射频芯片(103)把双界面智能卡芯片(102)的刷卡信息传递给手机的RF-SIM卡或者其它高频接收装置交互数据。
5.如权利要求1所述的自动调节功耗的多频段信号收发装置，其特征在于：所述具有至少一个IO接口的双界面智能卡芯片(102)的型号为THD86EF59AC。
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| CN108259061A (zh) * | 2018-01-16 | 2018-07-06 | 成都福兰特电子技术股份有限公司 | 一种可调式的物联网通讯微功耗芯片及其控制方法 |
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