CN220526347U - 一种rfid传感芯片传感控制电路及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种RFID传感芯片传感控制电路及系统，涉及传感控制技术领域，一种RFID传感芯片传感控制电路，包括：阻抗调节电路、信号转换电路、主控芯片、传感器及传感控制电路，阻抗调节电路一端外接天线，另一端连接信号转换电路，信号转换电路的另一端连接主控芯片，主控芯片通过传感控制电路连接至传感器。通过阻抗调节电路根据RFID传感芯片中开启工作的部分进行负载阻抗匹配，能够快速建立信号源或者传输线跟负载之间适配，保证RFID传感芯片快速进入传感阶段；通过控制传感控制电路导通搭建传感器与主控芯片之间的传输通道，实现传感数据传输，且在传感器获取到异常数据时，能避免异常传感数据输出。

Description

一种RFID传感芯片传感控制电路及系统

技术领域

本实用新型涉及传感控制技术领域，具体的，涉及一种RFID传感芯片传感控制电路及系统。

背景技术

无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification，RFID)是自动识别技术中的一种，原理是通过无线射频方式进行非接触双向数据通信，利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。射频识别技术在工业自动化，商业自动化，交通运输控制管理，防伪等众多领域，甚至军事用途具有广泛的应用。在使用射频识别技术的RFID传感芯片中，当对RFID传感芯片上电时，在初始阶段电路启动慢，难以快速进入传感阶段进行数据传感。且在传感过程中，传感器会存在获取到异常传感数据的可能，因此读写器容易获取到异常的传感数据，导致出现误判。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对RFID传感芯片初始阶段电路启动慢，且读写器容易获取到异常的传感数据，导致出现误判的问题，提出了一种RFID传感芯片传感控制电路及系统，在RFID传感芯片上电后的盘点阶段，通过阻抗调节电路根据RFID传感芯片中开启工作的部分进行负载匹配，可以快速的建立信号源或者传输线跟负载之间适配，保证RFID传感芯片快速进入传感阶段；此外，读写器直接向RFID传感芯片发送盘点指令读取待测对象标签信息中的传感数据时，通过控制传感控制电路导通可以搭建传感器与主控芯片之间的传输通道，实现传感数据传输，且在传感器获取到异常数据时，还能避免异常传感数据输出。

第一方面，本实用新型实施例中提供的一种技术方案是一种RFID传感芯片传感控制电路，包括：阻抗调节电路、信号转换电路、主控芯片、传感器及传感控制电路，所述阻抗调节电路一端外接天线，另一端连接所述信号转换电路，所述信号转换电路的另一端连接主控芯片，所述主控芯片通过所述传感控制电路连接至所述传感器。

更进一步地，电路还包括存储电路，所述存储电路连接所述主控芯片，所述存储电路用于供所述主控芯片存储或读取所述标签信息。

更进一步地，所述信号转换电路包括调制器、解调器以及整流器，所述调制器与所述解调器均连接所述阻抗调节电路以及所述整流器，所述调制器与所述解调器还连接所述主控芯片用于传输调制数据与解调数据。

更进一步地，所述阻抗调节电路包括并联的第一阻抗调谐子单元、第二阻抗调谐子单元以及第三阻抗调谐子单元，并联的一公共端连接所述天线，另一公共端连接所述调制器、解调器以及整流器。

更进一步地，所述第一阻抗调谐子单元包括串联的第一开关与第一电阻，所述第二阻抗调谐子单元包括串联的第二开关与第一电容，所述第三阻抗调谐子单元包括串联的第三开关与第二电容。

更进一步地，所述传感控制电路包括第一传感控制开关以及第二传感控制开关、第二电阻以及电流源，所述第一传感控制开关串联所述第二电阻且连接在所述主控芯片与所述传感器之间，所述第二传感控制开关串联所述电流源后并联在所述第一传感控制开关与所述第二电阻的两端。

更进一步地，电路还包括稳压器，所述稳压器一端输入电源，另一端与所述传感器连接。

更进一步地，RFID传感芯片上电，控制所述第一传感控制开关或所述第二传感控制开关导通进行传感。

第二方面，本实用新型实施例中还提供的一种技术方案是一种RFID传感芯片传感控制系统，包括请求终端、读写器、天线以及实施例中所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，所述请求终端与所述读写器通信，所述读写器通过所述天线与所述一种RFID传感芯片传感控制电路通信，在所述一种RFID传感芯片传感控制电路上电后，所述读写器发送盘点指令获取RFID传感芯片中检测对象的传感数据。

本实用新型的有益效果：本实用新型在RFID传感芯片上电后的盘点阶段，通过阻抗调节电路根据RFID传感芯片中开启工作的部分进行负载匹配，可以快速的建立信号源或者传输线跟负载之间适配，保证RFID传感芯片快速进入传感阶段；此外，读写器直接向RFID传感芯片发送盘点指令读取待测对象标签信息中的传感数据时，通过控制传感控制电路导通可以搭建传感器与主控芯片之间的传输通道，实现传感数据传输，且在传感器获取到异常数据时，还能通过控制传感控制电路断开避免异常传感数据输出。

上述实用新型内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本实用新型的具体实施方式。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本实用新型的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例提供的一种RFID传感芯片传感控制电路的模块示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种RFID传感芯片传感控制电路的电路图；

图3为本实用新型实施例提供的一种RFID传感芯片传感控制系统的示意图；

其中，1、阻抗调节电路，2、信号转换电路，3、主控芯片，4、传感器，5、传感控制电路。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案以及优点更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅是本实用新型的一种最佳实施例，仅用以解释本实用新型，并不限定本实用新型的保护范围，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在更加详细地讨论示例性实施例之前，应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作(或步骤)可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤；所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。还应当理解的是，在本实用新型的各种实施例中，各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本实用新型实施例的实施过程构成任何限定。

应当理解，在本实用新型中，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”仅仅是一种描述关联对象的变量关系，表示可以存在三种关系，例如，和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“包含A、B和C”、“包含A、B、C”是指A、B、C三者都包含，“包含A、B或C”是指包含A、B、C三者之一，“包含A、B和/或C”是指包含A、B、C三者中任1个或任2个或3个。

应当理解，在本实用新型中，“与A对应的B”、“与A相对应的B”、“A与B相对应”或者“B与A相对应”，表示B与A相关联，根据A可以确定B。根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其他信息确定B。A与B的匹配，是A与B的相似度大于或等于预设的阈值。

实施例一

结合图1所示，图1为本实用新型实施例提供的一种RFID传感芯片传感控制电路的模块示意图。一种RFID传感芯片传感控制电路，包括：阻抗调节电路1、信号转换电路2、主控芯片3、传感器4及传感控制电路5，所述阻抗调节电路1一端外接天线，另一端连接所述信号转换电路2，所述信号转换电路2的另一端连接主控芯片3，所述主控芯片3通过所述传感控制电路5连接至所述传感器4。

具体的，上述阻抗调节电路1用于在RFID传感芯片刚上电处于盘点阶段时，为RFID传感芯片中已经开始工作的电路部分匹配对应的阻抗，使得信号源或者传输线跟负载之间适配。上述信号转换电路2可以用于交直流转换以及信号的调制与解调。上述主控芯片3用于控制RFID传感芯片电路的整个传感工作，包括获取传感数据、传感数据存储、传感数据发送、电路通断控制等。RFID传感芯片与天线ANT构成监测对象的电子标签，RFID传感芯片中的传感器4用于对检测对象的传感数据进行传感。传感器4可以是整流二极管、晶闸管等，可以构成半波整流、桥式整流、全波桥式整流等。上述传感控制电路5用于控制传感器4与主控芯片3之间导通，搭建数据传感通道，还可以在传感器4获取的传感数据出现异常时断开，避免错误数据的传输，传感数据出现异常可以通过内部效验判断。

更具体的，RFID传感芯片上电，阻抗调节电路1进行阻抗匹配，保证RFID传感芯片正常工作，包括进行盘点、通讯及读写。RFID传感芯片在接收到满足传感条件的能量值后通过信号转换电路2将交流电转换为直流电，输入到主控芯片3启动主控芯片3工作。传感控制电路5控制传感器4与主控芯片3之间导通，搭建数据传感通道，主控芯片3与传感器4连接，此时传感器4也开始启动工作。通过传感器4获取到检测对象的标签信息，读写器通过天线ANT与RFID传感芯片通信，向RFID传感芯片的主控芯片3发送盘点指令，主控芯片3根据盘点指令控制传感器4将获取到的标签信息中的传感数据携带在ACK中反馈到读写器。

其中，上述检测对象可以是轴承、水轮发电机转子等。本实用新型提供的一种RFID传感芯片传感控制电路适用于获取轴承、水轮发电机转子的传感数据的使用场景中。当然还可以使用在物流、供应链、产品跟踪管理等场景中。上述RFID传感芯片为RFID标签中存储数据的载体，RFID标签包括RFID传感芯片以及天线。且在本实施例中RFID传感芯片为RFID无源传感芯片，传感数据可以包括温度数据、产品编号数据、设备状态等数据，根据使用场景不同，传感数据类型也不同。通过实时或定时获取检测对象的传感数据，可以时刻监测检测对象在运转环境下的状态，例如：传感数据为水轮发电机转子的温度数据，则获取温度数据可以根据温度的高低可以控制检测对象的转速，当温度达到预设温度峰值时，通过温度反馈，控制水轮发电机转子的转速减小，防止水轮发电机转子因过高温度造成损坏。

在本实用新型实施例中，在RFID传感芯片上电后的盘点阶段，通过阻抗调节电路1根据RFID传感芯片中开启工作的部分电路进行阻抗匹配，可以快速的建立信号源或者传输线跟负载之间适配，有利于RFID传感芯片快速进入传感阶段。此外，读写器直接向RFID传感芯片发送盘点指令读取待测对象标签信息中的传感数据时，通过控制传感控制电路5导通可以搭建传感器4与主控芯片3之间的传输通道，实现传感数据传输，且在传感器4获取到异常数据时，还能通过控制传感控制电路5断开避免异常传感数据输出。

可选地，结合图2所示，电路还包括存储电路，所述存储电路连接所述主控芯片，所述存储电路用于供所述主控芯片存储或读取所述标签信息。

具体的，存储电路包括存储器U3以及连接存储器U3的时钟电路，时钟电路包括晶振Y3。存储器U3连接到主控芯片U1，传感器U2将获取到的标签信息发送至主控芯片U1时，主控芯片U1可以将检测对象当前的标签信息发送至存储器U3存储，读写器可以发出盘点指令获取存储器U3中存储的任何传感数据。上述晶振Y3可以为存储器U3进行同步计时，保证标签信息存储的有序性。同样，传感器U2可以通过接口连接晶振Y2，主控芯片U1可以通过接口连接晶振Y1，以保证上电后基于时序启动有序工作。

需要说明的是，上述请求终端包括但不限于智能手机(如Android手机、iOS手机、Windows Phone手机等)、平板电脑、掌上电脑、笔记本电脑、移动互联网设备MID(MobileInternet Devices)等。上述电子设备仅是举例，而非穷举，包含但不限于上述电子设备。在实际应用中，上述电子设备还可以包括计算机设备等。

可选地，结合图2所示，图2为一种RFID传感芯片传感控制电路的具体电路图。所述信号转换电路2包括调制器、解调器以及整流器，所述调制器与所述解调器均连接所述阻抗调节电路1以及所述整流器，所述调制器与所述解调器还连接所述主控芯片用于传输调制数据与解调数据。

具体的，上述调制器U4与解调器U5分别与主控芯片U1的不同引脚连接，调制器U4与解调器U5对射频信号进行调制解调后输出至主控芯片U1，与主控芯片U1之间实现调制数据与解调数据的传递。上述整流器U6用于对所连接的天线ANT接收到的信号进行整流，将交流电转换为直流电VCCA，并输出给电路中的各个芯片使用，为各芯片提供直流电源。整流器U6可以是电压转换器。

可选地，结合图2所示，所述阻抗调节电路1包括并联的第一阻抗调谐子单元、第二阻抗调谐子单元以及第三阻抗调谐子单元，并联的一公共端连接所述天线，另一公共端连接所述调制器、解调器以及整流器。

具体的，第一阻抗调谐子单元、第二阻抗调谐子单元以及第三阻抗调谐子单元并联后，一公共端连接天线ANT，另一公共端连接整流器U6的直流引脚AC、调制器U4的引脚2与解调器U5的引脚2。其中，第一阻抗调谐子单元包括串联的第一开关S1与第一电阻R1，第二阻抗调谐子单元包括串联的第二开关S2与第一电容C1，第三阻抗调谐子单元包括串联的第三开关S3与第二电容C2。

更具体的，当处理盘点阶段时，RFID传感芯片中时钟电路工作，根据盘点阶段RFID传感芯片中的负载，通过阻抗调谐子单元可以生成与之匹配的阻抗，让盘点阶段电路中的负载与线路以及信号源之间适配。具体的，可以通过控制第一开关S1、第二开关S2及第三开关S3的导通，来控制第一电阻R1、第一电容C1与第二电容C2接入电路，对电路在盘点阶段的阻抗进行调整，并生成盘点阶段的阻抗配置，阻抗匹配后，RFID传感芯片开始正常工作，包括盘点、通讯及读写。其中，第一电容C1及第二电容C2的容值可以不同。

可选地，结合图2所示，所述传感控制电路5包括第一传感控制开关以及第二传感控制开关、第二电阻以及电流源，所述第一传感控制开关串联第二电阻且连接在所述主控芯片与所述传感器之间，所述第二传感控制开关串联所述电流源后并联在第一传感控制开关与第二电阻的两端。

具体的，上述传感控制开关包括传感控制开关S4与传感控制开关S5，传感控制开关S4串联第二电阻R2连接在传感器U2与主控芯片U1之间。传感控制开关S5一端连接电流源A的正极，另一端与传感控制开关S4同时连接主控芯片U1的同一引脚，电流源A的负极与第二电阻R2连接传感器U2的同一引脚。传感控制开关S4与传感控制开关S5为二选一导通。当控制传感控制开关S4导通时，通过电阻分压形式测量流经第二电阻R2的ADC信号，同时实现传感数据传输。ADC信号也即是传感器U1与主控芯片U1之间的电压。当控制传感控制开关S5导通时，可以通过直流电源形式测量流经电流源A的ADC信号。

可选地，结合图2所示，电路还包括稳压器，所述稳压器一端输入电源，另一端与所述传感器连接。

具体的，传感器U2还连接有稳压器U7，稳压器U7的输入端接入整流器U6输出的直流电源，经过稳压器U7进行稳压，并从输出端向传感器U2输出稳定的工作电源。无论输入电压或RFID传感芯片中负载条件如何变化，通过稳压器U7都能产生并保持固定的输出电压，保证传感器U2稳定工作。

实施例二

结合图3所示，图3为本实用新型实施例提供的一种RFID传感芯片传感控制系统的示意图。本实施例提供一种RFID传感芯片传感控制系统，包括请求终端1、读写器2、天线及上述实施例中所述的一种RFID传感芯片传感控制电路4，所述请求终端1与所述读写器2通信，所述读写器2通过所述天线与所述一种RFID传感芯片传感控制电路4通信，在所述一种RFID传感芯片传感控制电路4上电后，所述读写器2发送盘点指令获取RFID传感芯片中检测对象的传感数据。

具体的，读写器2通过天线与RFID传感芯片通信。对RFID传感芯片上电后，RFID传感芯片中的传感器获取检测对象的传感数据，读写器2可以基于天线建立的通信通道向RFID传感芯片发送盘点指令获取对应盘点指令的待测对象的传感数据并回传至请求终端1。本实施例提供的一种RFID传感芯片传感控制系统中，包括了上述实施例中的一种RFID传感芯片传感控制电路4，一种RFID传感芯片传感控制电路4能在RFID传感芯片上电后的盘点阶段，通过阻抗调节电路1根据RFID传感芯片中开启工作的部分进行负载匹配，可以快速的建立信号源或者传输线跟负载之间适配，保证RFID传感芯片快速进入传感阶段。此外，读写器2直接向RFID传感芯片发送盘点指令读取待测对象标签信息中的传感数据时，通过控制传感控制电路5导通可以搭建传感器与主控芯片之间的传输通道，实现传感数据传输，且在传感器获取到异常数据时，还能避免异常传感数据输出。因此，本实施例提供的一种RFID传感芯片传感控制系统同样可以实现上述各个实施方式并达到对应的效果，在此不再赘述。

以上所述之具体实施方式为本实用新型一种RFID传感芯片传感控制电路的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型之形状、结构所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。

Claims (9)

1.一种RFID传感芯片传感控制电路，其特征在于，电路包括：阻抗调节电路、信号转换电路、主控芯片、传感器及传感控制电路，所述阻抗调节电路一端外接天线，另一端连接所述信号转换电路，所述信号转换电路的另一端连接主控芯片，所述主控芯片通过所述传感控制电路连接至所述传感器。

2.如权利要求1所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，其特征在于，电路还包括存储电路，所述存储电路连接所述主控芯片，所述存储电路用于供所述主控芯片存储或读取标签信息。

3.如权利要求1所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，其特征在于，所述信号转换电路包括调制器、解调器以及整流器，所述调制器与所述解调器均连接所述阻抗调节电路以及所述整流器，所述调制器与所述解调器还连接所述主控芯片用于传输调制数据与解调数据。

4.如权利要求3所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，其特征在于，所述阻抗调节电路包括并联的第一阻抗调谐子单元、第二阻抗调谐子单元以及第三阻抗调谐子单元，并联的一公共端连接所述天线，另一公共端连接所述调制器、解调器以及整流器。

5.如权利要求4所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，其特征在于，所述第一阻抗调谐子单元包括串联的第一开关与第一电阻，所述第二阻抗调谐子单元包括串联的第二开关与第一电容，所述第三阻抗调谐子单元包括串联的第三开关与第二电容。

6.如权利要求1所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，其特征在于，所述传感控制电路包括第一传感控制开关以及第二传感控制开关、第二电阻以及电流源，所述第一传感控制开关串联所述第二电阻且连接在所述主控芯片与所述传感器之间，所述第二传感控制开关串联所述电流源后并联在所述第一传感控制开关与所述第二电阻的两端。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，其特征在于，电路还包括稳压器，所述稳压器一端输入电源，另一端与所述传感器连接。

8.如权利要求6所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，其特征在于，RFID传感芯片上电，控制所述第一传感控制开关或所述第二传感控制开关导通进行传感。

9.一种RFID传感芯片传感控制系统，其特征在于，包括请求终端、读写器、天线以及如权利要求1-8中任一项所述的一种RFID传感芯片传感控制电路，所述请求终端与所述读写器通信，所述读写器通过所述天线与所述一种RFID传感芯片传感控制电路通信，在所述一种RFID传感芯片传感控制电路上电后，所述读写器发送盘点指令获取RFID传感芯片中检测对象的传感数据。