專利名稱：一種具有高激活性能的有源電子標(biāo)簽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種有源電子標(biāo)簽，特別是一種具有高激活性能的有源電子標(biāo)簽。
背景技術(shù)：
有源電子標(biāo)簽需要依靠自身的能量發(fā)射信號(hào)，為了延長(zhǎng)標(biāo)簽內(nèi)部電池的使用壽命，標(biāo)簽大部分時(shí)間內(nèi)處于休眠狀態(tài)，當(dāng)接收到低頻喚醒信號(hào)時(shí)才會(huì)被喚醒工作，因此，在有源電子標(biāo)簽的設(shè)計(jì)中，有效的喚醒是標(biāo)簽工作和省電的基礎(chǔ)。由于使用低頻信號(hào)作為喚醒信號(hào)，傳輸方式為磁場(chǎng)I禹合方式，具有較明顯的方向性，而現(xiàn)有低頻天線多為兩路相互垂直的天線構(gòu)成，不能有效接收空間任意方向輻射過(guò)來(lái)的磁場(chǎng)，激活性能不高?！がF(xiàn)有低頻喚醒電路主要由較多的二極管、晶體管、放大器及電阻電容等分立元件構(gòu)成，電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、生產(chǎn)一致性難以保證，完整的喚醒電路還需要單片機(jī)進(jìn)行相關(guān)的數(shù)據(jù)處理，增加了單片機(jī)程序的復(fù)雜性，且低頻天線電路易受環(huán)境的影響，導(dǎo)致偏離喚醒頻率，不能產(chǎn)生有效喚醒，另外，此種低頻電路功能單一，可應(yīng)用范圍窄。目前射頻收發(fā)電路與基帶處理電路多由射頻收發(fā)器和單片機(jī)兩種芯片構(gòu)成，電路尺寸大，成本較高，開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)較復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有低頻喚醒有源標(biāo)簽中的問(wèn)題，提供一種具有高激活性能的有源電子標(biāo)簽。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問(wèn)題而采用的技術(shù)方案是一種具有高激活性能的有源電子標(biāo)簽，其特征在于，包括三路諧振回路、低頻喚醒電路、單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路；所述三路諧振回路包括三路在空間相互垂直的低頻天線以及與其并聯(lián)的電容、電阻，所述三路諧振回路與所述低頻喚醒電路的三個(gè)接收通道相連，所述低頻喚醒電路的輸出端與所述單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路相連；標(biāo)簽內(nèi)部電池為所述低頻喚醒電路、單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路供電。更進(jìn)一步地，所述低頻喚醒接收電路包括低頻喚醒接收器芯片，所述低頻喚醒接收器芯片接收所述諧振回路輸出的激勵(lì)信號(hào)，并在所述激勵(lì)信號(hào)滿足設(shè)定條件時(shí)輸出喚醒中斷信號(hào)。更進(jìn)一步地,所述低頻天線為電感線圈。更進(jìn)一步地，所述諧振回路為諧振在所需喚醒頻率上的并聯(lián)諧振回路。更進(jìn)一步地，所述單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路包括用于接收所述低頻喚醒接收器芯片輸出的喚醒中斷信號(hào)從而啟動(dòng)單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路工作的基帶處理電路、用于接收電子標(biāo)簽讀取設(shè)備發(fā)射的信號(hào)的射頻接收單元，用于發(fā)射電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的射頻發(fā)送單元，所述基帶處理電路包括集成了射頻收發(fā)器和微控制器的射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片，以及與所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片相連的晶體振蕩器。更進(jìn)一步地，所述射頻接收單元包括處理由高頻天線得到的信號(hào)并將處理后的信號(hào)發(fā)送到所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片的阻抗匹配電路、低通濾波電路、平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路，所述阻抗匹配電路、低通濾波電路、平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路依次串接在所述高頻天線和所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片之間。更進(jìn)一步地，所述射頻發(fā)射單元包括處理由所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片得到的數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)所述高頻天線發(fā)送出去的平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路、阻抗匹配電路，所述平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路、阻抗匹配電路與所述接收單元共用。。更進(jìn)一步地，所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片是CC430F51371RGZ，工作頻率為433.92MHZ。 更進(jìn)一步地，所述低頻喚醒接收器芯片采用AS3933，工作頻率為125KHZ。本實(shí)用新型由于使用了三路方向相互垂直的低頻天線，能有效接收空間任意方向輻射過(guò)來(lái)的磁場(chǎng)，激活性能高，同時(shí)使用低頻喚醒接收器芯片代理分立元件構(gòu)成低頻喚醒電路，使得設(shè)計(jì)復(fù)雜度降低，電路集成度高，體積小。

圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的低頻喚醒電路原理圖；圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例的單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示，LI、L5、L6為方向相互垂直的三路低頻天線，分別與R1、Cl、C5、R2、C2、C6、R3、C3、C18并聯(lián)構(gòu)成并聯(lián)諧振回路，用于接收空間任意方向輻射過(guò)來(lái)的低頻喚醒信號(hào)。每路并聯(lián)諧振回路分別與U1(AS3933)內(nèi)部三個(gè)調(diào)諧電容模塊相連，在外界環(huán)境的變化導(dǎo)致低頻天線電路參數(shù)的變化時(shí)，能夠自動(dòng)將天線調(diào)諧到所需的載波頻率。低頻天線接收到的低頻喚醒信號(hào)輸入至Ul的7腳(LF3P)、8腳(LF2P)、9腳(LFlP)，經(jīng)過(guò)Ul內(nèi)部的頻率檢測(cè)器，檢測(cè)到所需載波頻率后得到三個(gè)通道的RSSI值并存儲(chǔ)在寄存器中，然后通道選擇器選擇具有最大RSSI值的通道接入解調(diào)器進(jìn)行解調(diào)，解調(diào)后的數(shù)據(jù)與一個(gè)模式數(shù)據(jù)相比較，該模式數(shù)據(jù)可以在寄存器內(nèi)編程設(shè)定，當(dāng)解調(diào)后的數(shù)據(jù)與設(shè)定的模式數(shù)據(jù)相同時(shí)，在WAKE腳輸出一個(gè)喚醒中斷信號(hào)。Xl為32. 768KHZ晶體，為低頻喚醒電路提供時(shí)鐘信號(hào)。有源標(biāo)簽大部分時(shí)間處于休眠狀態(tài)，當(dāng)接收到低頻喚醒信號(hào)時(shí)才會(huì)被喚醒工作。如圖2所述，當(dāng)U2接收到Ul輸出的喚醒中斷信號(hào)后，從休眠狀態(tài)蘇醒，進(jìn)入高頻接收狀態(tài)，標(biāo)簽通過(guò)高頻天線(PCB天線)接收讀寫(xiě)器發(fā)射過(guò)來(lái)的信號(hào)，經(jīng)阻抗匹配電路(L7、C26、C27)，低通濾波電路(L9、C28、L8、C29)，不平衡到平衡轉(zhuǎn)換電路(L10、Lll、L12、L13、C21、C22、C23、C24)后輸入至 U2 (CC430F5137I RGZ)的 29 腳(RF_N)、30 腳(RF_P)，經(jīng) U2 內(nèi)部的低噪放、混頻、濾波、解調(diào)后進(jìn)行基帶處理，當(dāng)U2判斷接收到的數(shù)據(jù)符合協(xié)議規(guī)定時(shí)，標(biāo)簽與讀寫(xiě)器建立通信進(jìn)入高頻發(fā)射狀態(tài)，將標(biāo)簽ID及各種所需數(shù)據(jù)在U2內(nèi)進(jìn)行調(diào)制、功率放大后經(jīng)U2的29腳(RF_N)、30腳(RF_P)輸出，經(jīng)平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路(L10、L11、L12、L13、C21、C22、C23、C24)、低通濾波電路(L9、C28、L8、C29)，阻抗匹配電路(L7、C26、C27)，最后由高頻天線(PCB天線)發(fā)射出去，至此，標(biāo)簽完成一次完整的通信過(guò)程，通信完成后標(biāo)簽重新回到休眠狀態(tài)。X2為32. 768KHZ晶體，為基帶處理電路提供時(shí)鐘信號(hào)；U3為L(zhǎng)DO線性穩(wěn)壓器，高電平使能，通過(guò)R6分壓為X3供電；X3為26MHZ晶體振蕩器，為高頻信號(hào)提供基準(zhǔn)頻率，當(dāng)標(biāo)簽處于休眠狀態(tài)時(shí)，晶振不起振。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通
技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種具有高激活性能的有源電子標(biāo)簽，其特征在于，包括三路諧振回路、低頻喚醒電路、單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路；所述三路諧振回路包括三路在空間相互垂直的低頻天線以及與其并聯(lián)的電容、電阻，所述三路諧振回路與所述低頻喚醒電路的三個(gè)接收通道相連，所述低頻喚醒電路的輸出端與所述單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路相連；標(biāo)簽內(nèi)部電池為所述低頻喚醒電路、單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路供電。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述低頻喚醒接收電路包括低頻喚醒接收器芯片，所述低頻喚醒接收器芯片接收所述諧振回路輸出的激勵(lì)信號(hào)，并在所述激勵(lì)信號(hào)滿足設(shè)定條件時(shí)輸出喚醒中斷信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源電子標(biāo)簽，其特征在于，所述低頻天線為電感線圈。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述諧振回路為諧振在所需喚醒頻率上的并聯(lián)諧振回路。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路包括用于接收所述低頻喚醒接收器芯片輸出的喚醒中斷信號(hào)從而啟動(dòng)單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路工作的基帶處理電路、用于接收電子標(biāo)簽讀取設(shè)備發(fā)射的信號(hào)的射頻接收單元，用于發(fā)射電子標(biāo)簽數(shù)據(jù)的射頻發(fā)送單元，所述基帶處理電路包括集成了射頻收發(fā)器和微控制器的射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片，以及與所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片相連的晶體振蕩器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述射頻接收單元包括處理由高頻天線得到的信號(hào)并將處理后的信號(hào)發(fā)送到所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片的阻抗匹配電路、低通濾波電路、平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路，所述阻抗匹配電路、低通濾波電路、平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路依次串接在所述高頻天線和所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述射頻發(fā)射單元包括處理由所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片得到的數(shù)據(jù)并將處理后的數(shù)據(jù)通過(guò)所述高頻天線發(fā)送出去的平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路、阻抗匹配電路，所述平衡到不平衡轉(zhuǎn)換電路、低通濾波電路、阻抗匹配電路與所述接收單元共用。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7任一項(xiàng)所述的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述射頻收發(fā)與系統(tǒng)控制芯片是 CC430F5137IRGZ，工作頻率為 433. 92MHZ。
9.根據(jù)權(quán)利要求8任一項(xiàng)所述的電子標(biāo)簽，其特征在于，所述低頻喚醒接收器芯片采用AS3933，工作頻率為125KHz。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種具有高激活性能的有源電子標(biāo)簽，包括三路諧振回路、低頻喚醒電路、單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路；所述三路諧振回路包括三路在空間相互垂直的低頻天線以及與其并聯(lián)的電容、電阻，所述三路諧振回路與所述低頻喚醒電路的三個(gè)接收通道相連，所述低頻喚醒電路的輸出端與所述單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路相連；標(biāo)簽內(nèi)部電池為所述低頻喚醒電路、單芯片射頻收發(fā)與基帶處理電路供電。本實(shí)用新型由于使用了三路方向相互垂直的低頻天線，能有效接收空間任意方向輻射過(guò)來(lái)的磁場(chǎng)，激活性能高，同時(shí)使用低頻喚醒接收器芯片代理分立元件構(gòu)成低頻喚醒電路，使得設(shè)計(jì)復(fù)雜度降低，電路集成度高，體積小。
文檔編號(hào)G06K19/077GK202694400SQ20122034483
公開(kāi)日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月16日
發(fā)明者楊柳, 楊正明, 陳良師 申請(qǐng)人:深圳市遠(yuǎn)望谷信息技術(shù)股份有限公司