CN219303038U - 一种无源电子标签系统 - Google Patents

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杜秀君
黄应强
代艳霞
杨刚
唐军
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Abstract

本实用新型公开了一种无源电子标签系统，属于射频技术领域，所述的无源电子标签系统包括射频模拟前端模块、数字电路模块、标签天线模块、数字基带、存储器；所述的标签天线模块的输出端分别与射频模拟前端模块和数字电路模块连接，所述的射频模拟前端模块包括射频前端和模拟前端，所述的射频前端的输出端与数字基带电连接，模拟前端的输出端与数字基带电连接数字电路模块的输出端与射频模拟前端模块电连接，射频模拟前端模块的输出端与数字基带连接，数字基带与存储器交互连接；本实用新型采用低功耗涉及技术，能使标签芯片以最小功率释放最大能量。

Description

一种无源电子标签系统
技术领域
本实用新型属于射频技术领域，更具体的说涉及一种无源电子标签系统。
背景技术
近年来，我国发展迅速，射频识别系统分为：微波系统、超高频系统、高频系统、低频系统。低频系统俗称ID卡的频段，具有允许读取信息的距离短、信息传输速度慢、数据存储空间小，但成本低廉、应用简单等特点，已被广泛用于门禁卡，煤气表和水表等。高频系统与低频系统的差别在于数据存储量大，但同样也具有通讯速度慢的特点。微波系统则是前两者优点的集合，同时具备数据存储空间大、允许信息被读取的距离已可达到十几米，还可通过天线对已读取信息进行传输并且速度加快的特点，因此在互联网大数据时代背景下，可适用范围更为广泛，目前多数高速移动的物体，这一整套通信已被采纳。但它的缺点也比前两者更为显著，电子标签和阅读器的成本都比较高，因此对性能要求低的场合并不适用。射频识别系统的超高频电子标签的原理是电磁反向散射的耦合，通过它可以进行数据之间的交换，另外它的优点有防冲突能力强和阅读距离较远。因为这些优点，它成为这所有频段的RFID系统中应用最为广泛的系统。但是，超高频电子标签消耗功率较大，因此有必要设计一种采用低功耗涉及技术，能使标签芯片以最小功率释放最大能量，并且能够采用最小范围功率达到更远通讯范围的无源电子标签系统。
实用新型内容
本实用新型采用低功耗涉及技术，能使标签芯片以最小功率释放最大能量，并且能够采用最小范围功率达到更远通讯范围。
所述的无源电子标签系统包括射频模拟前端模块1、数字电路模块2、标签天线模块3、数字基带4、存储器5；所述的标签天线模块3的输出端分别与射频模拟前端模块1和数字电路模块2连接，数字电路模块2的输出端与射频模拟前端模块1电连接，射频模拟前端模块1的输出端与数字基带4连接，数字基带4与存储器5交互连接。
进一步地，所述的射频模拟前端模块1包括射频前端11和模拟前端12，所述的射频前端11的输出端与数字基带4电连接，模拟前端12的输出端与数字基带4电连接。
进一步地，所述的射频前端11包括反向散射电路模块111、整流器112、匹配网路113，所述的反向散射电路模块111的输出端与整流器112连接，整流器112的输出端与匹配网路113连接。
进一步地，所述的模拟前端12包括倍压整流电路121、电源管理电路122、解调电路123、调制电路124、时钟产生电路125，所述的倍压整流电路121的输出端与电源管理电路122输入端连接，电源管理电路122输出端分别与解调电路123、调制电路124的输入端连接，时钟产生电路125的输出端与调制电路124的输入端连接。
进一步地，所述的数字电路模块2包括控制逻辑电路21和EEPROM22，所述的控制逻辑电路21的输出端与EEPROM22连接。
本实用新型有益效果：
（1）通过本实用新型采用的标准和天线的匹配程度，能使标签芯片以最小功率释放最大能量。
（2）通过倍压整流电路，用于一部分高压和小电流的需求电路，使模块一般为低电流模块。采用低功耗涉及技术，满足低射频信号转出到较高能量，能够采用最小范围功率达到更远通讯范围。
（3）解调电路的包络线检波的最低灵敏度对射频信号进行调制以达到最小范围功率。
附图说明
图1为本实用新型一种无源电子标签系统的结构图；
图2为本实用新型一种无源电子标签系统的模拟前端结构图；
图3为本实用新型一种无源电子标签系统的电路图；
图中，1-射频模拟前端模块、11-射频前端、111-反向散射电路模块、112-整流器、113-匹配网路、12-模拟前端、121-倍压整流电路、122-电源管理电路、123-解调电路、124-调制电路、125-时钟产生电路、2-数字电路模块、21-控制逻辑电路、22-EEPROM、3-标签天线模块、4-数字基带、5-存储器。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的典型实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
本实用新型采用低功耗涉及技术，能使标签芯片以最小功率释放最大能量，并且能够采用最小范围功率达到更远通讯范围。
实施例1：如图1-3所示，所述的无源电子标签系统包括射频模拟前端模块1、数字电路模块2、标签天线模块3、数字基带4、存储器5；所述的标签天线模块3的输出端分别与射频模拟前端模块1和数字电路模块2连接。标签天线模块3采用73+247j天线阻抗，通信数据率可达40Kbps，实现低功耗设计。射频模拟前端模块1的电路主要作用是为了整个芯片提供电流和稳定的直流电压，还为控制逻辑电路21提供协议规定的时钟信号和上电复位信号，通过反向散射的电路可以把有关数据的结果返回给阅读器，实现阅读器与标签之间的信息传递。
数字电路模块2的输出端与射频模拟前端模块1电连接。所述的数字电路模块2包括控制逻辑电路21和EEPROM22，所述的控制逻辑电路21的输出端与EEPROM22连接。
所述的射频模拟前端模块1包括射频前端11和模拟前端12，射频前端11主要实现射频能量的接收和反射。所述的射频前端11的输出端与数字基带4电连接，模拟前端12的输出端与数字基带4电连接。
所述的射频前端11包括反向散射电路模块111、整流器112、匹配网路113，所述的反向散射电路模块111的输出端与整流器112连接，整流器112的输出端与匹配网路113连接。达到提供控制逻辑电路21部分工作时所需的数据信号、时钟和工作电压的功能。
所述的模拟前端12包括倍压整流电路121、电源管理电路122、解调电路123、调制电路124、时钟产生电路125，所述的倍压整流电路121的输出端与电源管理电路122输入端连接。标签天线模块3通过馈线在端口处接收的射频能量流经倍压整流电路121放大和整流，形成电源电压，满足其他模块的需求。电源管理电路122输出端分别与解调电路123、调制电路124的输入端连接，时钟产生电路125的输出端与调制电路124的输入端连接。模拟前端12形成的能量为电源管理电路做铺垫，同时产生复位信号，为数字基带4和其他模块提供基准的电流和电压。射频模拟前端模块1的输出端与数字基带4连接，数字基带4与存储器5交互连接。解调电路123是由电源管理器电路传输信号，将标签天线模块3通过馈线端口出接收的射频能量传送到数字基带4，转变成可用的数字信号，存储在存储器5中。调制电路124接收标签天线模块3通过馈线端口出接收的射频能量，同时读取电源管理电路和时钟产生电路的讯息后，传送到数字基带4，转变成可用的数字信号。时钟产生电路125是最小反馈单元，主要用以反馈接收信号的频率，改变其波长被数字基带4所识别。
本实用新型工作原理：
标签天线模块3通过馈线在端口处接收的射频能量流经倍压整流电路121放大和整流，形成电源电压，满足其他模块的需求。射频前端11对射频能量进行接收和反射。解调电路123是由电源管理器电路传输信号，将标签天线模块3通过馈线端口出接收的射频能量传送到数字基带4，转变成可用的数字信号，存储在存储器5中。调制电路124接收标签天线模块3通过馈线端口出接收的射频能量，同时读取电源管理电路和时钟产生电路的讯息后，传送到数字基带4，转变成可用的数字信号。射频模拟前端模块1为控制逻辑电路21提供协议规定的时钟信号和上电复位信号，通过反向散射的电路把有关数据的结果返回给阅读器，实现阅读器与标签之间的信息传递。
上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (5)

1.一种无源电子标签系统，其特征在于：所述的无源电子标签系统包括射频模拟前端模块（1）、数字电路模块（2）、标签天线模块（3）、数字基带（4）、存储器（5）；所述的标签天线模块（3）的输出端分别与射频模拟前端模块（1）和数字电路模块（2）连接，数字电路模块（2）的输出端与射频模拟前端模块（1）电连接，射频模拟前端模块（1）的输出端与数字基带（4）连接，数字基带（4）与存储器（5）交互连接。
2.根据权利要求1所述的一种无源电子标签系统，其特征在于：所述的射频模拟前端模块（1）包括射频前端（11）和模拟前端（12），所述的射频前端（11）的输出端与数字基带（4）电连接，模拟前端（12）的输出端与数字基带（4）电连接。
3.根据权利要求2所述的一种无源电子标签系统，其特征在于：所述的射频前端（11）包括反向散射电路模块（111）、整流器（112）、匹配网路（113），所述的反向散射电路模块（111）的输出端与整流器（112）连接，整流器（112）的输出端与匹配网路（113）连接。
4.根据权利要求2所述的一种无源电子标签系统，其特征在于：所述的模拟前端（12）包括倍压整流电路（121）、电源管理电路（122）、解调电路（123）、调制电路（124）、时钟产生电路（125），所述的倍压整流电路（121）的输出端与电源管理电路（122）输入端连接，电源管理电路（122）输出端分别与解调电路（123）、调制电路（124）的输入端连接，时钟产生电路（125）的输出端与调制电路（124）的输入端连接。
5.根据权利要求1所述的一种无源电子标签系统，其特征在于：所述的数字电路模块（2）包括控制逻辑电路（21）和EEPROM（22），所述的控制逻辑电路（21）的输出端与EEPROM（22）连接。
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