專利名稱：基于環(huán)境能量收集的環(huán)保性有源電子標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于低功耗有源電子標(biāo)簽的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
中華人民共和國專利200510026966.3 “低功耗的有源電子標(biāo)簽通信模式”和 200810141907.4 “UHF主動式有源電子標(biāo)簽通訊系統(tǒng)”公布了兩種有源電子標(biāo)簽的設(shè)計方 法，但其都存在如下缺點1)有源電子標(biāo)簽依賴自帶內(nèi)部電池供電進行工作，但電池的壽 命和容量是有限的，如果電池能量耗盡則該有源電子標(biāo)簽就失效了，因此有源電子標(biāo)簽的 使用壽命取決于內(nèi)部電池使用壽命，也導(dǎo)致了有源電子標(biāo)簽壽命較短的缺陷；2)有源電子 標(biāo)簽采用電池供電進行工作，電池在失效后很難回收處理，而電池本身是由化學(xué)活性成分 構(gòu)成，帶有很多有害環(huán)境物質(zhì)，因此已有的有源電子標(biāo)簽對環(huán)境將造成很大污染，特別是當(dāng) 有源電子標(biāo)簽大量使用后會形成巨大的環(huán)境污染源。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服有源電子標(biāo)簽所存在的使用壽命缺陷和對環(huán)境嚴(yán)重污染問題，本發(fā)明提 出了基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽實現(xiàn)方法，其具體內(nèi)容包含拋棄傳統(tǒng)有源電 子標(biāo)簽的設(shè)計方法，在有源電子標(biāo)簽內(nèi)部不使用任何電池，采用環(huán)境能量收集的方式和電 容能量存儲的方式為有源電子標(biāo)簽正常工作提供電源，而有源電子標(biāo)簽內(nèi)部電路采用超低 功耗的設(shè)計和工作機制，避免使用大電流工作和連續(xù)工作機制，以解決基于環(huán)境能量收集 和電容能量存儲的電源方式所帶來的局限性。這樣的設(shè)計機制完全解決了有源電子標(biāo)簽的 使用壽命受電池限制的缺陷，同時由于內(nèi)部沒有任何電池因此避免了失效電池對環(huán)境污染 問題，使其成為環(huán)保型有源電子標(biāo)簽。本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù)方案是采用超低功耗的有源無線射頻識別技術(shù)、環(huán)境能量收集技術(shù)、電容能量存儲方式 相結(jié)合，構(gòu)成基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽設(shè)計，電源工作模式為連續(xù)環(huán)境能 量采集存儲、微電流連續(xù)供電和小電流間歇放電相結(jié)合方式。有源電子標(biāo)簽ID號碼由無線 射頻識別單元內(nèi)置固定ID標(biāo)識信息構(gòu)成，內(nèi)置固定ID標(biāo)識信息是在有源電子標(biāo)簽生產(chǎn)時 以遞增或遞減的方式產(chǎn)生的，不可改變；有源電子標(biāo)簽的電源由環(huán)境能量收集單元被動的 從自然環(huán)境中采集能量，并將能量自動存儲到相連的電容中提供的，整個能量收集和存儲 的過程是連續(xù)的，是由無源器件自動完成的。有源電子標(biāo)簽的無線射頻微處理單元和射頻 電路采取超低功耗設(shè)計，工作只是在一個小時間窗內(nèi)通過無線方式發(fā)射出自身固定ID標(biāo) 識信息，微處理單元和射頻電路又進入到休眠狀態(tài)，以滿足采用環(huán)境能量收集和電容能量 存儲的電源特點。本發(fā)明實現(xiàn)的基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽由有源無線射頻識別單 元、環(huán)境能量收集單元和電容能量存儲單元組成，包括時鐘、定時器、環(huán)境能量收集單元、電 容能量存儲單元、射頻電路、微處理器。
本發(fā)明中的基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽工作模式如下 缺省情況下，有源電子標(biāo)簽一直處于正常非工作狀態(tài)a，此時標(biāo)簽上僅時鐘和計 數(shù)器運行，其余模塊都處于非工作狀態(tài)，功耗極低； 計數(shù)器計數(shù)達到一個固定時間間隔Tl后，微處理器被喚醒，進入通信狀態(tài)b，微 處理器觸發(fā)射頻電路發(fā)送由內(nèi)置固定ID標(biāo)識信息，此時標(biāo)簽上射頻電流處于發(fā)射狀態(tài)，檢 測和發(fā)射的時間周期為T2 ；·Τ2結(jié)束后，標(biāo)簽又回到正常的非工作狀態(tài)a，等到計數(shù)器計數(shù)達到下一個固定 時間間隔Tl后再進入下一個通信狀態(tài)b ； 不同標(biāo)簽的標(biāo)識ID采用遞增或遞減方式由生產(chǎn)時就固定寫入的，在標(biāo)簽的生 命周期內(nèi)是固定不可修改的； 有源電子標(biāo)簽的整個生命周期內(nèi)，由環(huán)境能量收集單元和電容能量存儲單元構(gòu) 成的電源系統(tǒng)一直處于連續(xù)能量收集和存儲工作狀態(tài)，整個過程是被動的不需要提供電源 支持。電容能量存儲單元在固定時間間隔Tl周期內(nèi)連續(xù)向其他耗能電路提供微電流，保證 有源電子標(biāo)簽維持正常非工作狀態(tài)a ；電容能量存儲單元在時間周期為T2時向其他耗能電 流提供小電流，保證有源電子標(biāo)簽維持通信狀態(tài)b ；


圖1為基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽的系統(tǒng)構(gòu)成圖。圖2為基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽的管理狀態(tài)圖。圖中1表示計數(shù)器構(gòu)成的定時器，2表示射頻電路，3表示時鐘，4表示環(huán)境能量收 集單元，5表示電容能量存儲單元，6表示基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽，7表示 微處理器；a表示正常非工作休眠狀態(tài)，b表示通信狀態(tài)。
具體實施例方式正常情況下6處于狀態(tài)a ；計數(shù)器計數(shù)工作到一定周期時間Tl后，觸發(fā)2進入狀態(tài)b ；狀態(tài)b的時間長度為T2，在T2周期內(nèi)完成標(biāo)簽的ID標(biāo)識信息發(fā)送任務(wù)，T2結(jié)束 后則6返回狀態(tài)a;重新進入下一輪工作狀態(tài)循環(huán)。
權(quán)利要求
1.基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽，其特征是依據(jù)有源電子標(biāo)簽的工作特 性，在有源電子標(biāo)簽內(nèi)部不使用任何電池，采用環(huán)境能量收集的方式和電容能量存儲的方 式為有源電子標(biāo)簽正常工作提供電源，而有源電子標(biāo)簽內(nèi)部電路采用超低功耗的設(shè)計和工 作機制，避免使用大電流工作和連續(xù)工作機制，以解決基于環(huán)境能量收集和電容能量存儲 的電源方式所帶來的局限性。這樣的設(shè)計機制完全解決了有源電子標(biāo)簽的使用壽命受電池 限制的缺陷，同時由于內(nèi)部沒有任何電池因此避免了失效電池對環(huán)境污染問題，使其成為 環(huán)保型有源電子標(biāo)簽。
全文摘要
基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽。為了克服有源電子標(biāo)簽所存在的使用壽命缺陷和對環(huán)境嚴(yán)重污染問題，本發(fā)明提出了采用超低功耗的有源無線射頻識別技術(shù)、環(huán)境能量收集技術(shù)、電容能量存儲方式相結(jié)合，構(gòu)成基于環(huán)境能量收集的環(huán)保型有源電子標(biāo)簽設(shè)計，電源工作模式為連續(xù)環(huán)境能量采集存儲、微電流連續(xù)供電和小電流間歇放電相結(jié)合方式。有源電子標(biāo)簽ID號碼由無線射頻識別單元內(nèi)置固定ID標(biāo)識信息構(gòu)成，在生產(chǎn)時以遞增或遞減的方式產(chǎn)生的，不可改變；有源電子標(biāo)簽只是在一個小時間窗內(nèi)通過無線方式發(fā)射出自身固定ID標(biāo)識信息，平時處于休眠狀態(tài)，以滿足采用環(huán)境能量收集和電容能量存儲的電源特點。
文檔編號G06K19/073GK102117426SQ20091024751
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
發(fā)明者徐雙, 歐海濤, 趙明 申請人:上海銳帆信息科技有限公司