CN203490723U - 一种低功耗的主动式电子标签电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低功耗的主动式电子标签电路，包括微控制器、射频芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一电感、第二电感和第三电感，本实用新型为主动式电子标签，采用超低功耗单片机和无线数据传输芯片，抗干扰性好，电路简单，集成度高，容易扩展，读取距离远、可靠性高，而且成本更低、寿命更长。

Description

一种低功耗的主动式电子标签电路

技术领域

本实用新型涉及一种电子标签，尤其涉及一种低功耗的主动式电子标签电路。

背景技术

射频识别（RFID）技术是一种利用无线射频通信实现的非接触式自动识别技术，与目前广泛采用的条形码技术相比，RFID具有容量大、识别距离远、识别速度快、穿透能力强、可多卡识别、抗污性强等特点，近年来广泛应用于物流仓储、商品零售、工业制造、资产管理、交通运输、军事航空和防伪防盗等不同的领域，然而大多数RFID为被动式电子标签，这虽有利于减小标签尺寸、降低成本，但会限制读取范围，而且其可靠性相对较低，也有部分主动式电子标签，但是大部分读取距离相对较近，成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决上述问题而提供一种低功耗的主动式电子标签电路。

本实用新型通过以下技术方案来实现上述目的：

本实用新型包括微控制器、射频芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一电感、第二电感和第三电感，所述微控制器的第一端、所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端、所述第四电容的第一端、所述射频芯片的第七端、所述射频芯片的第十八端和所述射频芯片的第十五端均接电源的正极，所述微控制器的第十一端和所述微控制器的第十四端连接并接地，所述第二电阻的第一端、所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述第三电容的第一端、所述射频芯片的第十七端、所述第六电容的第一端、所述第七电容的第一端和所述第八电容的第一端均接地，所述射频芯片的第十四端与所述射频芯片的第八端连接并接地，所述微控制器的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端同时与所述第二电阻的第二端和所述微控制器的第四端连接，所述微控制器的第三端与所述射频芯片的第六端连接，所述微控制器的第五端与所述射频芯片的第一端连接，所述微控制器的第六端与所述射频芯片的第二端连接，所述微控制器的第七端与所述射频芯片的第三端连接，所述微控制器的第八端与所述射频芯片的第四端连接，所述微控制器的第九端与所述射频芯片的第五端连接，所述微控制器的第十端与所述第五电阻的第一端连接，所述微控制器的第十二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端同时与所述第六电阻的第二端和所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述二极管的正极连接，所述二极管的负极与所述微控制器的第十三端连接，所述射频芯片的第十一端与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端同时与所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端和所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端同时与所述第二电感的第一端和所述射频芯片的第十二端连接，所述第二电感的第二端同时与所述射频芯片的第十三端和所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端同时与所述第六电容的第二端和信号输入输出端连接，所述射频芯片的第十六端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述射频芯片的第二十端连接，所述射频芯片的第十九端与所述第三电容的第二端连接。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型为主动式电子标签，采用超低功耗单片机和无线数据传输芯片，抗干扰性好，电路简单，集成度高，容易扩展，读取距离远、可靠性高，而且成本更低、寿命更长。

附图说明

图1是本实用新型的电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，本实用新型包括微控制器U1、射频芯片U2、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、二极管D、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第七电容C7、第八电容C8、第一电感L1、第二电感L2和第三电感L3，微控制器U1的第一端、第一电容C1的第一端、第二电容C2的第一端、第四电容C4的第一端、射频芯片U2的第七端、射频芯片U2的第十八端和射频芯片U2的第十五端均接电源的正极，微控制器U1的第十一端和微控制器U2的第十四端连接并接地，第二电阻R12的第一端、第一电容C1的第二端、第二电容C2的第二端、第四电容C4的第二端、第三电容C3的第一端、射频芯片U2的第十七端、第六电容C6的第一端、第七电容C7的第一端和第八电容C8的第一端均接地，射频芯片U2的第十四端与射频芯片U2的第八端连接并接地，微控制器U1的第二端与第一电阻R1的第一端连接，第一电阻R1的第二端同时与第二电阻R2的第二端和微控制器U1的第四端连接，微控制器U1的第三端与射频芯片U2的第六端连接，微控制器U1的第五端与射频芯片U2的第一端连接，微控制器U1的第六端与射频芯片U2的第二端连接，微控制器U1的第七端与射频芯片U2的第三端连接，微控制器U1的第八端与射频芯片U2的第四端连接，微控制器U1的第九端与射频芯片U2的第五端连接，微控制器U1的第十端与第五电阻R5的第一端连接，微控制器U1的第十二端与第六电阻R6的第一端连接，第五电阻R5的第二端同时与第六电阻R6的第二端和第四电阻R4的第一端连接，第四电阻R4的第二端与二极管D的正极连接，二极管D的负极与微控制器U1的第十三端连接，射频芯片U2的第十一端与第八电阻R8的第一端连接，第八电阻R8的第二端同时与第七电容C7的第二端、第八电容C8的第二端和第三电感L3的第一端连接，第三电感L3的第二端同时与第二电感L2的第一端和射频芯片U2的第十二端连接，第二电感L2的第二端同时与射频芯片U2的第十三端和第一电感L1的第一端连接，第一电感L1的第二端与第七电阻R7的第一端连接，第七电阻R7的第二端与第五电容C5的第一端连接，第五电容C5的第二端同时与第六电容C6的第二端和信号输入输出端连接，射频芯片U2的第十六端与第三电阻R3的第一端连接，第三电阻R3的第二端与射频芯片U2的第二十端连接，射频芯片U2的第十九端与第三电容C3的第二端连接。

本实用新型选取的射频芯片U2型号为nRF24L01，具有体积小、成本低的特点，是高性能单片无线收发芯片，工作在ISM2.4G频段，1.9～3.6V低工作电压，集成了频率合成、射频发射接收、调制解调、多频道切换等功能，采用抗干扰能力强的GFSK调制解调技术，传输速率可达2Mbit/s，天线接口为差分形式，易连接低成本的PCB环形天线或单端天线，nRF24L01工作频率稳定可靠，功耗极低，曼彻斯特编解码由片内硬件完成，内建待机和掉电模式，通过SPI(串行外设接口)与微控制器U1通信，性能好，集成度高。微处理器U1选用超低功耗微控制器MSP430F2012，片内组合了不同功能模块，可以适应不同应用层次的需求。在硬件架构上，MSP430系列是16位高性能超低微功耗微控制器，工作电压为1.8-3.6V，并提供了五种低功耗模式，可最大限度地延长电子标签的电池寿命。如图1所示，本实用新型主要包括射频模块和处理器模块两大部分。射频模块即为nRF24L01射频芯片(包含少量外围元器件及PCB环形天线)，nRF24L01应用电路工作电压为3V，它由低功耗微控制器MSP430F2012进行控制。MSP430F2012通过SPI接口控制nRF24L01，其内含128B的RAM和2KB的E2PROM，可以将驱动及控制nRF24L01的程序写入该闪存，无需外接EPROM，简化电路设计降低了系统功耗。MSP430内置看门狗定时器，可有效避免程序跑飞，增强系统抗干扰性，考虑到电源的功耗和标签体积，电源采用3V-500mAh纽扣电池供电。由于有源电子标签采用电池供电,而电池的容量和使用时间有限，所以必须对标签进行低功耗设计,从而尽可能延长电池使用时间。而在整个标签结构中,射频前端芯片的功耗直接影响标签的功耗。nRF24L01具有极低的电流消耗。本实用新型实际工作点对点距离约10m，整个系统体积小、功耗低、易于扩展、可靠性高,适用于对体积和功耗要求较高的RFID应用场合。

Claims (1)

1.一种低功耗的主动式电子标签电路，其特征在于：包括微控制器、射频芯片、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、二极管、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第七电容、第八电容、第一电感、第二电感和第三电感，所述微控制器的第一端、所述第一电容的第一端、所述第二电容的第一端、所述第四电容的第一端、所述射频芯片的第七端、所述射频芯片的第十八端和所述射频芯片的第十五端均接电源的正极，所述微控制器的第十一端和所述微控制器的第十四端连接并接地，所述第二电阻的第一端、所述第一电容的第二端、所述第二电容的第二端、所述第四电容的第二端、所述第三电容的第一端、所述射频芯片的第十七端、所述第六电容的第一端、所述第七电容的第一端和所述第八电容的第一端均接地，所述射频芯片的第十四端与所述射频芯片的第八端连接并接地，所述微控制器的第二端与所述第一电阻的第一端连接，所述第一电阻的第二端同时与所述第二电阻的第二端和所述微控制器的第四端连接，所述微控制器的第三端与所述射频芯片的第六端连接，所述微控制器的第五端与所述射频芯片的第一端连接，所述微控制器的第六端与所述射频芯片的第二端连接，所述微控制器的第七端与所述射频芯片的第三端连接，所述微控制器的第八端与所述射频芯片的第四端连接，所述微控制器的第九端与所述射频芯片的第五端连接，所述微控制器的第十端与所述第五电阻的第一端连接，所述微控制器的第十二端与所述第六电阻的第一端连接，所述第五电阻的第二端同时与所述第六电阻的第二端和所述第四电阻的第一端连接，所述第四电阻的第二端与所述二极管的正极连接，所述二极管的负极与所述微控制器的第十三端连接，所述射频芯片的第十一端与所述第八电阻的第一端连接，所述第八电阻的第二端同时与所述第七电容的第二端、所述第八电容的第二端和所述第三电感的第一端连接，所述第三电感的第二端同时与所述第二电感的第一端和所述射频芯片的第十二端连接，所述第二电感的第二端同时与所述射频芯片的第十三端和所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第七电阻的第一端连接，所述第七电阻的第二端与所述第五电容的第一端连接，所述第五电容的第二端同时与所述第六电容的第二端和信号输入输出端连接，所述射频芯片的第十六端与所述第三电阻的第一端连接，所述第三电阻的第二端与所述射频芯片的第二十端连接，所述射频芯片的第十九端与所述第三电容的第二端连接。

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