CN206133594U - 一种带ble功能的rfid标签 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带BLE功能的RFID标签，包括供电单元1、BLE单元3、RFID单元2、显示单元4、按键单元5。该设备能够通过BLE信道实现几十米远的信息传输，方便直接连接到互联网，同时能够支持RFID功能实现厘米级的信息读写，以满足不同应用场景的需求。

Description

一种带BLE功能的RFID标签

技术领域

本发明涉及RFID技术领域，特别涉及带BLE（低功耗蓝牙）功能的RFID标签。

背景技术

射频识别(RFID, Radio Frequency Identification)是一种利用射频信号自动识别目标对象并获取相关信息的技术，具有广泛的应用前景，最终将是无处不在（Ubiquitous）。RFID技术可以广泛地适用于门禁、支付、固定资产管理、生产线自动化、日用品销售、智能交通系统（车辆管理、路桥收费等）、仓储、商品防伪、商品及货物追踪、铁路包裹的管理和应用、航空包裹的管理和应用、集装箱的管理和应用等领域。RFID技术与无线通信、互联网等信息技术的结合，将大大提高供应链的管理水平和生产管理效率，加快信息技术的发展，具有巨大的经济和社会意义。而现有的RFID技术都是在读卡器端与互联网连接，标签端功能相对简单没有联网功能 ，这样在许多场景的应用受到限制。

RFID技术的工作频段主要分为低频(LF, 典型工作频率：125KHz/134KHz) 、高频(HF,13.56MHz) 、超高频(UHF,433MHz/860-960MHz)、微波（MW,2.45GHz/5.8GHz）。每一个频段都有其优点和缺点，各个频段的应用领域也不一样。低高频RFID读写器和标签在天线的近场区工作，基于电感耦合的工作原理，实现能量、数据的传输；超高频和微波RFID系统在天线的远场区工作，基于电磁波反向散射（Backscatter）耦合的工作原理，读写器发射的能量和数据通过电磁波辐射传送给标签，用电磁波反射进行标签到读写器的数据传输。低频、高频RFID主要在几厘米至几十厘米的通信距离的应用；超高频RFID也主要在几米通信距离的应用。RFID通信速率较低，最高通信速率也只是达到一百多Kbps，如符合ISO/IEC 14443标准的高频RFID标签的通信能够达到106Kbps随着距离的增加通信速率大幅降低。较短的通信距离，较小的通信速率使得许多场景的应用受到限制。

而BLE的通信距离可达上百米，通信速率可达500Kbps以上，而且很容易连接手机等智能网关实现连接互联网功能。

基于上述情况，设计一款带BLE功能的RFID标签显得十分必要。

发明内容

有鉴于此，为了克服现有技术不足，本发明提供一种带BLE功能的RFID标签。

本发明的一个方面，本发明提供一种带BLE功能的RFID标签，其中该标签包含供电单元、RFID单元、BLE单元；所述供电单元与BLE单元相连接，用于给BLE单元供电，可用一次性电池，或者太阳能装置供电；所述RFID单元包含天线、RFID集成电路，天线除了通信功能外还收集空间电磁波能量为RFID单元供电；所述BLE单元定时发送无线信标信号，所发送的信标内带有标签ID（身份标识码），定时间隔可选；所述BLE单元与RFID单元连接。

在一些实施方式中，所述BLE单元包含天线和BLE集成电路，其中BLE集成电路与RFID集成电路通过串行通信线相连接用于交换数据，并且BLE集成电路通过GPIO监测RFID单元电源电压，判断是否有标签读写器接入。

在一些实施方式中，进行重要数据通信时可以将数据拆分为两部分，一部分用RFID无线信道传输，另一部分用BLE无线信道传输。

在一些实施方式中，其中标签还包含显示单元，该显示单元与BLE单元连接，它可以是电子墨水屏或者LCD屏或者LED指示灯，LED指示灯数量可以是一个或者多个。

在一些实施方式中，其中标签还包含按键单元，该按键单元与BLE单元连接，按键数目可以是一个或者多个。

本发明的另一个方面，还提供一种 RFID 设备，其中，该 RFID 设备包括上述的带BLE功能的RFID标签。

本发明的再一方面，还提供一种应用RFID的电子设备，其中，该电子设备包括上述的带BLE功能的RFID标签。

与现有技术相比，其有益效果在于，该标签可以通过BLE连接手机或者智能网关从而实现连接互联网的功能；并且通过BLE的通信速率可达500Kbps这个是RFID不能比拟的；而且RFID标签本身的近场识别的保密安全性和无需供电的可维护性也不是单独的BLE能够比拟的。所以RFID和BLE的有机结合可以大大拓展应用范围。另外，两个不同物理通道的通信大大增加了重要数据通信的安全性和可靠性。因为单独监听一个物理信道相对容易，而同时监听两个物理信道的难度就成倍增加了。

附图说明

图1本发明的系统构成框图；

图2本发明实施实例一系统构成框图；

图3本发明实施实例二系统构成框图。

在图1中：供电单元 1、RFID单元2、BLE单元 3 、显示单元4；按键单元5；

在图2中：供电单元 1、电池11、BLE单元 3 、BLE天线31、BLE集成电路32、RFID单元2、RFID天线21、RFID集成电路22；

在图3中：供电单元 1、太阳能装置12、BLE单元 3 、BLE天线31、BLE集成电路32、RFID单元2、天线21、RFID集成电路22、显示单元4、按键单元5。

具体实施方式

为了更好的阐述本发明，以下将结合附图和二个具体实例对本发明进行详细说明。

实施实例一，如图二所示，该设备，包含供电单元1、BLE单元3、RFID单元2。供电电源1由电池11构成，选用纽扣电池CR2032。BLE单元3中的BLE集成电路可以选用低功耗蓝牙MCU芯片CC2540 。RFID集成电路2可以选用意法半导体公司的M24LR64 RFID标签芯片。该M24LR64标签芯片主要实现功能：兼容ISO/IEC 15693国际通信标准，支持IIC接口，工作频率：13.56MHz±7KHz，存储容量：64K-bit EERPOM存储器。

如图二所示，电池11与BLE单元3相连接，为BLE单元3供电。BLE单元3通过IIC接口和意法半导体公司的M24LR64 RFID标签芯片连接。并通过有外部触发中断的GPIO端口进行监测M24LR64 RFID标签芯片电源电压，当标签进入读写器场区时，BLE可以与RFID进行交互，完成用户预置功能。

该实施实例的应用场景举例：该标签可以作为智能小区的家庭无线钥匙。首先，其BLE无线功能可以用于保密要求不高的小区门禁和单元楼道的门禁。其效果表现为：在用户驾车距离小区门禁10多米远时即可实现系统自动打开道闸，实现不停车，不刷卡直接进入；在用户步行到单元楼道门禁几米远时无需刷卡系统直接打开门禁，这样极大的方便了用户，同时体现了系统的智能化程度。其次，其RFID无线功能可以用于保密要求高的家庭用户大门的门禁。当用户回到家门口时，需要拿出标签进行刷卡，此时BLE也参与密码验证工作，验证通过后，系统打开大门。厘米级的RFID增加了数据监听难度，同时配合BLE通道的数据加密，极大的增加该无线钥匙的安全可靠性。

本领域技术人员应能理解上述芯片或者器件选型及应用场景仅为举例，其他现有的或今后可能出现的芯片或者器件如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此，其他应用场景下，应用了本发明，也应该在本发明的保护范围内。

实施实例二，如图三所示，该设备，包含供电单元1、BLE单元3、RFID单元2、显示单元4和按键单元5。供电电源1由太阳能装置12构成。BLE单元3中的BLE集成电路可以选用低功耗蓝牙MCU芯片CSR1010。RFID集成电路2可以选用意法半导体公司的M24LR64 RFID标签芯片。显示单元4选用一颗LED。按键单元5可以选择一机械轻触按键。

如图三所示，供电单元1与除RFID单元外各单元连接，给除RFID单元外的所有部分供电。BLE单元3通过IIC接口和RFID集成电路22连接。BLE单元3通过GPIO控制显示单元5的LED。BLE单元3通过GPIO检测按键单元4的按键。

该实施实例的应用场景举例：该标签可以作为游泳池救生员监督打卡设备。在救生员的座椅上安装RFID读卡器，游泳池周围安装BLE蓝牙网关，救生员手腕上带有该标签，该标签与救生员ID对应。系统不定时抽查驾驶员时，通过BLE蓝牙网关向标签BLE单元发送指令，该救生员手腕上标签的LED闪烁。此刻救生员必须将标签靠近RFID读卡器，并按下按键，则该考勤打卡过程成功完成，否则为缺勤。该设备避免了救生员离开固定位置溜号或者将标签直接放到读卡器上打盹的情况，从而保证了泳池的安全。

本领域技术人员应能理解上述芯片或者器件选型及应用场景仅为举例，其他现有的或今后可能出现的芯片或者器件如可适用于本发明，也应包含在本发明保护范围以内，并在此以引用方式包含于此，其他应用场景下，应用了本发明，也应该在本发明的保护范围内。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。

Claims (6)

1.一种带BLE功能的RFID标签，其特征在于，包含供电单元(1)、RFID单元(2)、BLE单元(3)；

所述供电单元(1)与BLE单元(3)相连接，用于给BLE单元(3)供电，选用一次性电池(11)，或者太阳能装置(12)；

所述RFID单元(2)包含天线(21)和RFID集成电路(22)，该天线(21)可以从空间获取能量为RFID集成电路(22)供电，这样在供电单元(1)失效时，RFID单元(2)依然能够工作；

所述BLE单元(3)定时发送无线信标信号，定时间隔可配置，所发送的信标内带有标签ID；

所述BLE单元(3)与RFID单元(2)连接。

2.如权利要求1所述的标签，其特征在于，所述BLE单元(3)包含天线(31)和BLE集成电路(32)，其中BLE集成电路(32)与RFID集成电路(22)通过串行通信线相连接用于交换数据，并且BLE集成电路(32)通过GPIO监测RFID单元(2)电源电压，判断是否有标签读写器接入。

3.如权利要求1所述的标签，其特征在于，该标签与外界进行重要数据通信时可以将数据拆分为两部分，一部分用RFID无线信道传输，另一部分用BLE无线信道传输。

4.如权利要求2所述的标签，其特征在于，该标签与外界进行重要数据通信时可以将数据拆分为两部分，一部分用RFID无线信道传输，另一部分用BLE无线信道传输。

5.如权利要求1至4中任一项所述的标签，其特征在于，还包含显示单元(4)或者按键单元(5)，该显示单元(4)与BLE单元(3)连接，同时也可以与供电单元(1)连接；该显示单元(4)可以是电子墨水屏或者LCD屏或者LED指示灯；该LED指示灯数量可以是一个或者多个；该按键单元(5)与BLE单元(3)连接，同时也可以与供电单元(1)连接；该按键单元的按键数目可以是一个或者多个。

6.一种RFID设备，其中，该RFID设备包括如权利要求1至5中任一项所述的带BLE功能的RFID标签。