一种用于有源RFID电子标签的射频唤醒电路制造技术

一种用于有源RFID电子标签的射频唤醒电路，涉及射频识别技术的改进，适用于电子标签系统中的射频唤醒电路，尤其适用于智能交通、仓储物流的射频识别系统，包括射频唤醒电路发射端(1)和射频唤醒电路接收端(2)，工作频率为915MHZ公共频段，有效唤醒工作范围为20m。在有源RFID电子标签(4)进入工作范围之后对有源RFID电子标签(4)的处理器进行唤醒，处理器与有源RFID读卡器(3)完成数据处理之后有源RFID电子标签(4)再次进入休眠状态，直到下次被唤醒。本实用新型专利技术改善了以往定时唤醒情况下标签电路的功率消耗，大大延长了标签电池使用寿命，具有很强的实用性。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种用于有源RFID电子标签的射频唤醒电路，涉及射频识别技术的改进，适用于电子标签系统中的射频唤醒电路，尤其适用于智能交通、仓储物流的射频识别系统。技术背景 射频识别技术具有传输数据率高、通信距离长、可靠性高等优点，其性能已超过条形码、IC卡等识别技术。射频识别技术分为有源和无源两大类，其中有源技术较为突出，因而被广泛地应用到公路收费、仓储管理、智能交通诸多领域，具有广阔的应用前景。电子标签有射频卡、IC卡与射频卡结合等多种形式，为降低功耗，延长电池工作寿命，电子标签大部分时间处于休眠或断电状态，这样就需通过一定的唤醒机制来使其恢复到工作状态，因此，唤醒技术是电子标签设计及其重要和关键的一个部分。现在使用的电子标签唤醒技术主要有两种方式(I)定时唤醒方式定时唤醒采用间歇工作方式，芯片内部提供时钟脉冲，以一定的时间间隔对处理器进行唤醒，唤醒之后处理器进行事件检测，如果检测到事件则进行处理，如果检测不到事件，则再次进入休眠状态。定时唤醒方式的优点是射频模块简单，无需额外添加电路，成本低；缺点是功耗大，响应时效低。(2)硬件唤醒方式除了处理器电路之外，电子标签上附加额外唤醒电路，当唤醒电路检测到唤醒信号后，唤醒电子标签处理器，使其进入工作状态，处理器完成数据处理任务后再次进入休眠状态。硬件唤醒方式的优点是功耗较低，标签工作寿命较长，响应速度快；缺点是射频模块复杂，需要添加额外电路，成本高。
技术实现思路
本技术对一种用于智能包装的超低功耗智能无线传感标签(专利申请号201110128567. 3 )进行了改进，提供了一种外围唤醒电路，用以对有源RFID电子标签的处理器进行唤醒，使电子标签能迅速从休眠状态进入工作状态。本技术射频唤醒电路包括射频唤醒电路发射端，射频唤醒电路接收端，有源RFID读卡器，有源RFID电子标签，射频唤醒电路发射端由信号发生电路、功率放大电路和发射天线构成，作为有源RFID读卡器附加电路，设置在有源RFID读卡器端，用于发射唤醒信号，其中的信号发生电路产生915MHZ的稳定振荡信号，工作频率设定在915MHZ公共频段，有效唤醒范围为20m同时满足功率输出大于_5dbm ;功率放大电路对信号发生电路产生的振荡信号进行放大，满足功率放大倍数大于40db ;发射天线的三条边进行折线化设置，极化方式为右旋圆极化，发射天线对功率放大器输出的功率信号进行发射，同时满足功率增益大于5db。射频唤醒电路接收端由接收天线、倍压整流电路和判断唤醒电路构成，设置于有源RFID电子标签上，与有源RFID电子标签的处理器电路连接，通过检测外部唤醒信号来唤醒有源RFID电子标签的处理器，使有源RFID电子标签进入工作状态，其中接收天线的尺寸为4cmX 3cm，接收发射天线发出的唤醒信号，同时满足功率增益为Odb，倍压整流电路对接收天线输出的信号进行电压放大，满足判断唤醒电路的阈值设置要求，唤醒电路对倍压整流电路的输出电压进行判断，判断为唤醒信号时输出唤醒电平。当有源RFID电子标签进入有源RFID读卡器有效唤醒范围20m距离以内时，射频唤醒电路接收端接收到射频唤醒电路发射端发出的唤醒信号后向有源RFID电子标签的处理器发出唤醒信号，有源RFID电子标签的处理器迅速从休眠状态唤醒并进入工作状态，与有源RFID读卡器进行数据通信，在有源RFID电子标签的处理器与有源RFID读卡器完成数据交换与处理后有源RFID电子标再次进入休眠状态。本技术射频唤醒电路相对于现有技术具有如下的优点及有益效果I.采用了硬件唤醒电路，相对于定时唤醒电路能大幅度降低功耗延长电子标签使用寿命。 2.硬件唤醒电路本身不需要消耗能量，能够长期工作。3.采用的硬件唤醒电路实用915M公共频段，在智能交通、仓储物流以及公路收费等领域具有广泛的实用性。4.采用的硬件唤醒电路有效唤醒距离为20m，超过现在已有的设计，通信距离远，实用性强。5.采用的硬件唤醒电路设计尺寸小，天线低于常规915M频段天线尺寸，降低了电子标签设计面积。附图说明图I是本技术射频唤醒电路示意图；图2是本技术射频唤醒电路的信号发生电路示意图；图3-1是本技术射频唤醒电路的功率放大器的驱动电路示意图；图3-2是本技术射频唤醒电路的功率放大器的功率放大电路示意图；图4是本技术射频唤醒电路的接收天线示意图；图5是本技术射频唤醒电路的倍压整流电路示意图。其中射频唤醒电路发射端I,信号发生电路11,功率放大电路12，发射天线13，射频唤醒电路接收端2，接收天线21，倍压整流电路22，判断唤醒电路23，有源RFID读卡器3，有源RFID电子标签4。具体实施方式本技术射频唤醒电路包括射频唤醒电路发射端I和射频唤醒电路接收端2，射频唤醒电路发射端I设置在有源RFID读卡器3端，用于发射唤醒信号，射频唤醒电路接收端2设置在有源RFID电子标签4的处理器上，并与有源RFID电子标签4的处理器连接，通过检测外部唤醒信号来唤醒有源RFID电子标签4的处理器，使有源RFID电子标签4进入工作状态当有源RFID电子标签4进入有源RFID读卡器3有效唤醒范围20m内时，射频唤醒电路接收端2接收到射频唤醒电路发射端I发出的唤醒信号，从而向有源RFID电子标签4的处理器发出唤醒信号，有源RFID电子标签4的处理器从休眠状态唤醒并进入工作状态，在有源RFID电子标签4的处理器与有源RFID读卡器3完成数据交换与处理后电子标签再次进入休眠状态。图1，本技术射频唤醒电路由射频唤醒电路发射端I和射频唤醒电路接收端2，有源RFID读卡器3，有源RFID电子标签4组成。射频唤醒电路发射端I设置在有源RFID读卡器3端，由信号发生电路11产生915MHZ的信号源，功率放大器12接收信号源部分信号，并对其进行功率放大，放大后的信号送到发送天线13，发送天线13再将唤醒信号进行发射；射频唤醒电路接收端2的接收天线21检测并接收915MHZ的唤醒信号，接收到唤醒信号之后送到倍压整流电路2 2，倍压整流电路22对接收信号进行倍压处理以达到唤醒电压阈值，经过判断唤醒电路23后唤醒有源RFID电子标签4的处理器，使有源RFID电子标签4进入工作状态。2，信号发生电路11采用10MHZ振荡电路产生振荡信号，通过锁相环ADF4360-7来进行信号倍频，将振荡频率提高到915MHZ，并且锁相环ADF4360-7的输出功率是可调的，本电路中运用串口(单片机亦可)对芯片进行编程，使其输出最大功率值。图示为本电路中ADF4360-7的具体连接方式，其中16号管脚REFin，用来连接10MHZ振荡电路提供的参考输入信号。L1和L2用来控制锁相环的输出频率，本电路中需求锁相环输出915MHZ信号，这两个管脚通过3. 93nH的电感和470 Ω的电阻并联接地，注意这两个管脚的连接方式需要保持一致。VTUNE为压控振荡器输入控制端，CPtl为电荷泵输出，这两个管脚之间接环路滤波器，环路滤波器为2R3C形式，R2为25. 7k Ω，连接在这两个管脚之间X1为26. IpF, 一端接在CPq和R2之间，另一端接地；Ri为12. 6k Ω，C2为355pF，Rl 一端接在CP0和R2之间，另一端接C2,C2另本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于有源RFID电子标签的射频唤醒电路，由射频唤醒电路发射端（1）和射频唤醒电路接收端（2）组成，其特征在于：射频唤醒电路发射端（1）设在有源RFID电子标签读卡器（3）上，由信号发生电路（11）、功率放大器（12）和发射天线（13）构成，射频唤醒电路接收端（2）在有源RFID电子标签（4）上，由接收天线（21）、倍压整流电路（22）和判断唤醒电路（23）构成。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：沈美根，王凯，陆起涌，
申请(专利权)人：复旦大学无锡研究院，
类型：实用新型
国别省市：