半有源发光定位电子标签制造技术

本实用新型专利技术公开了一种半有源发光定位电子标签，现有的电子标签无法满足使用寿命长和识别距离远的要求，本实用新型专利技术包括电源模块，天线模块、UHF芯片模块、处理器模块及发光定位指示模块，其中电源模块采用3.3V电源，天线模块的设计以偶极子天线和环形天线共同作用的双天线模式；该装置体积小，功耗低，由PCB板实现的UHF电子标签作用距离远；具备数据的采集、处理和存储功能；在UHF阅读器的作用下，能快速实现电子标签的读写及定位功能，同时具有低功耗、阅读距离远、可重复利用等优点。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
半有源发光定位电子标签
本技术属于射频识别
，具体涉及一种低功耗超高频半有源发光定位 电子标签。
技术介绍
随着物联网技术的发展和推广，作为物联网主要技术之一的射频识别技术（RFID) 逐渐应用到生活中的各个领域。典型的RFID系统包括电子标签、阅读器和天线三个部分。 阅读器通过阅读器天线向电子标签发射询问信号，标签天线捕捉到相应的射频信号能 量并激活标签芯片工作，然后通过标签天线发射应答信号，阅读器通过接收到的电子标 签应答信号来获取标签携带的信息数据。RFID系统应用的关键是电子标签，它是物联网 中应用最广泛、商业模式最成熟的技术，被列为21世纪最有前途的重要产业和应用技术之 一。电子标签作为数据载体，能起到标识识别、物品跟踪、信息采集的作用。按照系统的工 作频率可将RFID标签分为低频标签、高频标签、超高频（UHF)标签和微波标签（2. 4GHz和 5. 8GHz)。低频（125KHz和134KHz)与高频（13. 56MHz)RFID系统主要利用标签天线和阅读 器天线之间的电感耦合来完成相应功能，读取距离较近。超高频RFID系统通过捕捉标签天 线反向辐射信号来读取数据，具有较远的阅读距离。而微波RFID系统受环境影响比较大。 按照芯片的不同能量获取方式可将RFID标签分为无源标签、有源标签和半有源标签。有 源系统的标签使用标签内的电池来供电，系统识别距离较长，但其寿命有限并成本较高；无 源系统的标签内没有电池，由读写器发射的电磁波能量作为工作能量，体积小、寿命长、成 本低廉，但其缺点是阅读器需要发射较大的射频功率，与有源RFID系统相比，识别距离较 近等；半无源系统的标签内带有电池，但是电池只起到激活系统的作用，电子标签一旦被激 活，就无须电池供电，即可进入无源电子标签工作模式。 电子标签对贴附物品和工作环境要求较高，需要针对不同物品和环境配备特定的 标签。传统的电子标签广泛应用于电子票证、图书馆、航空行李管理、邮政快递包裹及防伪 市场，如有价证券、证件、高级商品皆可发挥其功效。当然也可以应用于传统的一卡通、人事 出勤、食堂管理及安全保护等方面。目前，电子标签用于定位方面的应用鲜有报道。 由于超高频RFID技术具有较远的读取距离、能够识别高速移动的物体及多目标 识别等特性，使其在物联网等领域得到极大的关注。有源UHF电子标签识别的距离长、但电 子标签成本会较高、体积大、寿命较短。而无源超高频电子标签需要从阅读器发出的射频波 束中获取能量，然后经过整流、存储后来提供电子标签所需的工作电压，其成本低廉、重量 轻、体积小、寿命长，但其识别距离较近。在对标签要求使用寿命长和识别距离较远的情况 下，有源标签和无源标签的性能难以满足。
技术实现思路
本技术是针对目前无源电子标签的作用距离较近，而有源电子标签的使用寿 命较短的使用定位场所，提出了一种半有源超高频低功耗发光定位电子标签。 -种超高频段低功耗半有源发光定位电子标签，包括电源模块，天线模块、UHF芯 片模块、处理器模块及发光定位指示模块，其中电源模块采用3. 3V电源，天线模块的设计 以偶极子天线和环形天线共同作用的双天线模式； 所述的UHF芯片模块包括带I2C接口的UHF芯片、第一电阻R1和第二电阻R2 ;带 I2C接口的UHF芯片的RF1P脚和RF1N脚分别与环形天线的一个接线端子连接，DCI脚与第 一电阻R1的一端连接并接3. 3V电源，SCL脚与第一电阻R1的另一端连接，SDA脚与第二电 阻R2的一端连接，GND脚接地，RF2N脚和RF2P脚分别与偶极子天线的一个接线端子连接， 第二电阻R2的另一端接3. 3V电源； 所述的处理器模板包括带八位wake up功能的单片机、第三电阻R3、第四电阻R4、 第五电阻R5和第一电容C1 ;带八位wake up功能的单片机的VDD脚与第一电容C1的一端 连接并接3. 3V电源，P62/TCC脚与第三电阻R3的一端连接，P61脚与第四电阻R4的一端连 接，P60/INT脚与第五电阻R5的一端连接，VSS脚接地，第一电容C1的另一端接地，第三电 阻R3的另一端与带I 2C接口的UHF芯片的SCL脚连接，第四电阻R4的另一端与带I2C接口 的UHF芯片连接，第五电阻R5的另一端接3. 3V电源； 所述的发光定位指示模块包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一发光 二极管D1、第二发光二极管D2和第三发光二极管D3 ;第六电阻R6的一端与带八位wake up 功能的单片机的P65/0SCI/ERCIN脚连接，第六电阻R6的另一端与第一发光二极管D1的 阳极连接，第一发光二极管D1的阴极接地，第七电阻R7的一端与带八位wake up功能的单 片机的P64/0SC0/RC0UT脚连接，第七电阻R7另一端与第二发光二极管D2的阳极连接，第 二发光二极管D2的阴极接地，第八电阻R8的一端与带八位wake up功能的单片机的P63/ RST脚连接，第八电阻R8的另一端与第三发光二极管D3的阳极连接，第三发光二极管D3 的阴极接地。 所述的偶极子天线采用几字形结构，由两条对称弯折的微带线组成。两条对称 弯折的微带线之间加一个闭合环或者在两条对称的弯折微带线两端分别加半工字形结 构。 本技术的有益效果：该装置体积小，功耗低，由PCB板实现的UHF电子标签作 用距离远；具备数据的采集、处理和存储功能；在UHF阅读器的作用下，能快速实现电子标 签的读写及定位功能，同时具有低功耗、阅读距离远、可重复利用等优点。 【附图说明】 图1为本技术的硬件结构示意图； 图2a为本技术的偶极子天线； 图2b为本技术的环形天线； 图3为本技术的UHF芯片模块电路原理图； 图4为本技术的处理器模块原理图； 图5为定位指示模块电路原理图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本技术中各个模块做具体的说明。 如图1、图2a、图2b所示，本技术一种半有源发光定位电子标签包括电源模块 1、天线模块2、UHF芯片模块3、处理器模块4和定位指示模块5。各模块均采用现有成熟 技术，其中，电源模块1为3. 3V电源；天线模块2包括偶极子天线2-1和环形天线2-2 ;UHF 芯片模块3以芯片Momza X为核心，主要接收和处理天线模块2信息。处理器模块4以芯 片Em78pl73为核心，当天线模块接收信息经芯片Momza X处理后，通过I2C接口唤醒芯片 Em78pl73并使其正常工作。发光定位指示模块5以发光二极管电路为核心，接收处理器模 块信息，并由二极管发光电路进行定位指示。 如图3所示，所述的UHF芯片模块包括芯片Monza X、第一电阻R1和第二电阻R2 ; 芯片Monza X的RF1P脚和RF1N脚分别与环形天线的一个接线端子连接，DCI脚与第一电阻 R1的一端连接并接3. 3V电源，SCL脚与第一电阻R1的另一端连接，SDA脚与第二电阻R2 的一端连接，GND脚接地，RF2N脚和RF2P脚分别与偶极子天线的一个接线端子连接，第二电 阻R2的另一端接3. 3V电源； 如图本文档来自技高网...

【技术保护点】
半有源发光定位电子标签，包括电源模块，天线模块、UHF芯片模块、处理器模块及发光定位指示模块，其中电源模块采用3.3V电源，天线模块的设计以偶极子天线和环形天线共同作用的双天线模式；其特征在于：所述的UHF芯片模块包括带I2C接口的UHF芯片、第一电阻R1和第二电阻R2；带I2C接口的UHF芯片的RF1P脚和RF1N脚分别与环形天线的一个接线端子连接，DCI脚与第一电阻R1的一端连接并接3.3V电源，SCL脚与第一电阻R1的另一端连接，SDA脚与第二电阻R2的一端连接，GND脚接地，RF2N脚和RF2P脚分别与偶极子天线的一个接线端子连接，第二电阻R2的另一端接3.3V电源；所述的处理器模板包括带八位wake up功能的单片机、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5和第一电容C1；带八位wake up功能的单片机的VDD脚与第一电容C1的一端连接并接3.3V电源，P62/TCC脚与第三电阻R3的一端连接，P61脚与第四电阻R4的一端连接，P60/INT脚与第五电阻R5的一端连接，VSS脚接地，第一电容C1的另一端接地，第三电阻R3的另一端与带I2C接口的UHF芯片的SCL脚连接，第四电阻R4的另一端与带I2C接口的UHF芯片连接，第五电阻R5的另一端接3.3V电源；所述的发光定位指示模块包括第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一发光二极管D1、第二发光二极管D2和第三发光二极管D3；第六电阻R6的一端与带八位wake up功能的单片机的P65/OSCI/ERCIN脚连接, 第六电阻R6的另一端与第一发光二极管D1的阳极连接，第一发光二极管D1的阴极接地，第七电阻R7的一端与带八位wake up功能的单片机的P64/OSCO/RCOUT脚连接, 第七电阻R7另一端与第二发光二极管D2的阳极连接，第二发光二极管D2的阴极接地，第八电阻R8的一端与带八位wake up功能的单片机的P63/RST脚连接, 第八电阻R8的另一端与第三发光二极管D3的阳极连接，第三发光二极管D3的阴极接地。...

【技术特征摘要】
1. 半有源发光定位电子标签，包括电源模块，天线模块、UHF芯片模块、处理器模块及 发光定位指示模块，其中电源模块采用3. 3V电源，天线模块的设计以偶极子天线和环形天 线共同作用的双天线模式； 其特征在于：所述的UHF芯片模块包括带I2C接口的UHF芯片、第一电阻R1和第二电 阻R2 ;带I2C接口的UHF芯片的RF1P脚和RF1N脚分别与环形天线的一个接线端子连接， DCI脚与第一电阻R1的一端连接并接3. 3V电源，SCL脚与第一电阻R1的另一端连接，SDA 脚与第二电阻R2的一端连接，GND脚接地，RF2N脚和RF2P脚分别与偶极子天线的一个接线 端子连接，第二电阻R2的另一端接3. 3V电源； 所述的处理器模板包括带八位wake up功能的单片机、第三电阻R3、第四电阻R4、第五 电阻R5和第一电容C1 ;带八位wake up功能的单片机的VDD脚与第一电容C1的一端连接 并接3. 3V电源，P62/TCC脚与第三电阻R3的一端连接，P61脚与第四电阻R4的一端连接， P60/INT脚与第五电阻R5的一端连接，VSS脚接地，第一电容C1的另一端接地，第三电阻 R3的另一...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦兴，胡体玲，
申请(专利权)人：杭州慧牧科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33