一种射频卡检测电路及其检测方法技术

本发明专利技术涉及一种射频卡检测电路及其检测方法。该电路包括主控单元、与门电路、射频专用芯片、天线驱动匹配电路、环形天线、以及整形滤波电路。主控单元的控制信号输出端口和GPIO_1端口分别与与门电路的输入端相连，主控单元的GPIO_1端口向与门电路发送控制信号，与门电路的输出端与天线驱动匹配电路相连，用于传递控制信号到天线驱动匹配电路，天线驱动匹配电路和环形天线连接，整形滤波电路接收环形天线的反馈信号并传递到主控单元的ADC端口，主控单元的SPI端口和射频专用芯片的SPI端口相连。本发明专利技术提供了一种低功耗的射频卡检测电路及其检测方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种射频卡检测电路及其检测方法，属于低功耗射频射频识别应用领域。
技术介绍
RFID(RadioFrequencyIdentification，无线射频识别，简称射频)技术，被广泛应用于安防等各类身份识别产品。图6是现有技术的射频卡检测电路的结构示意图。如图所示，在这类检测电路中，MCU(MicroControlUnit，简称主控单元)通过对射频专用芯片的寄存器的操作来完成读写射频卡信息，然后完成对持卡人的身份识别。但是射频卡检测电路的功耗很大，在射频完全打开时需要几百mW。同时这类射频专用芯片从复位状态到工作状态需要较长时间的初始化过程，从断电状态到工作状态则需要更长时间。这导致产品在功耗方面无法控制，产品电池的工作寿命也受到限制。为了降低产品功耗，市场上目前已有的低功耗产品的设计大多是采用持续休眠、间隔寻卡的操作方式。即，每个700ms～1200ms的间隔内通过射频专用芯片打开环形天线，扫描是否有射频卡进入读卡区域内。在图6所示的射频卡检测电路的工作模式下，常规低功耗产品，例如电子锁的功耗分为三个部分：1.待机功耗。即，产品处于休眠状态下的功耗，约33uW。2.间隔扫描功耗。每间隔1s左右寻卡一次，主控单元从休眠状态下唤醒，重新复位并初始化射频芯片，通过其扫描读卡区域是否有卡。这个过程约需要5ms，功耗约为330uW～660uW。3.工作功耗。即，在有卡情况下，判断持卡人身份并进行相关操作的功耗，超过1600uW。但是此类情况要远远少于间隔扫描的频率。上述情况表明，间隔扫描功耗在整个产品的功耗中占了很大比例，即使是低功耗产品，在由射频专用芯片所启动的间隔扫描中，需要重新复位并初始化射频专用芯片，仍然要损失大量功耗。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种低功耗的射频卡检测电路。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种射频卡检测电路，包括主控单元、与门电路、射频专用芯片、天线驱动匹配电路、环形天线、以及整形滤波电路，其中：所述主控单元的控制信号输出端口和GPIO_1端口分别与所述与门电路的输入端相连，所述主控单元的GPIO_1端口向所述与门电路发送控制信号，所述与门电路的输出端与所述天线驱动匹配电路相连，用于传递控制信号到所述天线驱动匹配电路，所述天线驱动匹配电路和所述环形天线连接，所述整形滤波电路接收所述环形天线的反馈信号并传递到所述主控单元的ADC端口，所述主控单元的SPI端口和所述射频专用芯片的SPI端口相连，所述主控单元根据ADC端口接收的信号来选择启动向所述射频专用芯片发送读卡指令并接收读卡信息，所述射频专用芯片的发送端和接收端与所述环形天线相连。根据本专利技术的一个实施例，主控单元为一个芯片，所述芯片包括所述控制信号输出端口、GPIO_1端口、ADC端口和SPI端口。根据本专利技术的一个实施例，射频专用芯片型号是复旦微电子的FM1702SL，或者NXP(恩智浦半导体，是一家半导体公司)的RC632。根据本专利技术的一个实施例，主控单元包括主控芯片和射频信号源，所述射频信号源的控制信号输出端口和主控芯片的GPIO_1端口分别与所述与门电路的输入端相连，所述射频信号源的控制信号输出端口向所述与门电路发送控制信号，所述主控芯片的GPIO_1端口向所述与门电路发送控制信号，所述主控芯片通过GPIO_2端口向射频信号源的输入端发送控制信号，所述主控芯片的ADC端口经所述整形滤波电路接收所述环形天线的反馈信号，所述主控芯片的SPI端口和所述射频专用芯片的SPI端口相连，所述主控芯片根据ADC端口接收的信号来选择启动向所述射频专用芯片发送读卡指令并接收读卡信息。本专利技术还提供了一种射频卡检测方法，所述检测方法包括如下步骤：步骤一：主控单元被定时唤醒；步骤二：打开卡检测射频，主控单元通过与门电路发送射频信号到天线驱动匹配电路，天线驱动匹配电路驱动环形天线进行卡检测；步骤三：检测主控单元ADC端口的电压值是否超过阈值，整形滤波电路将环形天线反馈信号发送到主控单元的ADC端口，主控单元检测ADC端口的电压值是否超过阈值，如果电压值超过阈值，则进入步骤四；如果电压值未超过阈值，则进入步骤五；步骤四：主控单元打开射频专用芯片，进行读卡操作；步骤五：主控单元进入睡眠。根据本专利技术的一个实施例，定时唤醒的时间间隔为600ms～1200ms。本专利技术设计了由主控单元、与门电路和天线驱动匹配电路组成的独立的卡检测电路，用于检测射频卡是否进入读卡区域，只有在确认有射频卡进入读卡区域时，才启动射频专用芯片，进行读卡操作。该种射频卡检测电路及其相应检测方法降低了射频产品在工作时的功耗。附图说明图1是本专利技术一实施例的射频卡检测电路的结构示意图。图2是本专利技术另一实施例的射频卡检测电路的结构示意图。图3是本专利技术一实施例的射频卡检测电路的原理图。图4是本专利技术一实施例的射频卡检测电路的环形天线设计原理图。图5是本专利技术一实施例的射频卡检测方法的流程框图。图6是现有技术的射频卡检测电路的结构示意图。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合附图对具体实施方式做出详细说明。图1是本专利技术一实施例的射频卡检测电路的结构示意图。如图1所示，射频卡检测电路包括主控单元1、射频专用芯片2、与门电路3、天线驱动匹配电路4、环形天线5和整形滤波电路6。主控单元1为一个芯片，其包括控制信号输出端口、GPIO_1端口、ADC端口和SPI端口。GPIO端口为通用输入/输出端口。ADC(AnalogtoDigitalConverter)端口为模拟到数字端口。SPI(SerialPeripheralInterface)端口为串行外设接口端口。其中，主控单元1的控制信号输出端口和GPIO_1端口分别连接与门电路3的一个输入端。主控单元1的控制信号输出端口向与门电路3发送。主控单元1的GPIO_1端口向与门电路3发送控制信号，起到开关的作用。与门电路3的输出端与天线驱动匹配电路4相连，用于传递控制信号到天线驱动匹配电路4。天线驱动匹配电路4和环形天线5连接。整形滤波电路6接收环形天线5的反馈信号并传递到主控单元1的ADC端口。主控单元1的SPI端口和射频专用芯片2的SPI端口相连。射频专用芯片2的发送端和接收端与环形天线5相连。主控单元1根据ADC端口接收的信号来选择启动向射频专用芯片2发送读卡指令并接收读卡信息。在一个实施例中，射频专用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种射频卡检测电路，包括主控单元、与门电路、射频专用芯片、天线驱动匹配电路、环形天线、以及整形滤波电路，其中：所述主控单元的控制信号输出端口和GPIO_1端口分别与所述与门电路的输入端相连，所述主控单元的GPIO_1端口向所述与门电路发送控制信号，所述与门电路的输出端与所述天线驱动匹配电路相连，用于传递控制信号到所述天线驱动匹配电路，所述天线驱动匹配电路和所述环形天线连接，所述整形滤波电路接收所述环形天线的反馈信号并传递到所述主控单元的ADC端口，所述主控单元的SPI端口和所述射频专用芯片的SPI端口相连，所述主控单元根据从所述ADC端口接收的信号来选择启动向所述射频专用芯片发送读卡指令并接收读卡信息，所述射频专用芯片的发送端和接收端与所述环形天线相连。

【技术特征摘要】
1.一种射频卡检测电路，包括主控单元、与门电路、射频专用芯片、天线
驱动匹配电路、环形天线、以及整形滤波电路，其中：
所述主控单元的控制信号输出端口和GPIO_1端口分别与所述与门电路的输
入端相连，所述主控单元的GPIO_1端口向所述与门电路发送控制信号，所述与
门电路的输出端与所述天线驱动匹配电路相连，用于传递控制信号到所述天线驱
动匹配电路，所述天线驱动匹配电路和所述环形天线连接，所述整形滤波电路接
收所述环形天线的反馈信号并传递到所述主控单元的ADC端口，所述主控单元的
SPI端口和所述射频专用芯片的SPI端口相连，所述主控单元根据从所述ADC端
口接收的信号来选择启动向所述射频专用芯片发送读卡指令并接收读卡信息，所
述射频专用芯片的发送端和接收端与所述环形天线相连。
2.如权利要求1所述的一种射频卡检测电路，其特征在于，所述主控单元
为一个芯片，所述芯片包括所述控制信号输出端口、GPIO_1端口、ADC端口和SPI
端口。
3.如权利要求1所述的一种射频卡检测电路，其特征在于，所述射频专用
芯片型号是复旦微电子的FM1702SL，或者NXP的RC632。
4.如权利要求1所述的一种射频卡检测电路，其特征在于，所述主控单元
包括主控芯片和射频信号源，所述射频信号源的控制信号输出端口和主控芯片的
GPIO_1端口分别与所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晋全，袁海，
申请(专利权)人：安朗杰安防技术中国有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31