一种用于电子标签进场的低功耗自动检测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于电子标签进场的低功耗自动检测系统及方法，该系统包括天线幅度检测模块、带隙基准源、环形振荡器、自动唤醒模块、发射模块以及LDO模块；带隙基准源与天线幅度检测模块连接，为天线幅度检测模块提供精准的参考电平值；环形振荡器为系统提供低频时钟，用于刷新寄存器；自动唤醒模块，用于系统在长时间没有检测到卡片进场时自动产生唤醒中断；发射模块，用于在第三阶段发射载波信号；LDO模块，为系统提供低压电源。本发明专利技术在检测到卡片进场时，通过系统产生终端退出该自动检卡模式，然后进入正常寻卡模式，在无卡进场则重复回到第一阶段循环检测，大大节约了系统在前置的检卡时间段内产生的能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种用于电子标签进场的低功耗自动检测系统及方法
本专利技术涉及集成电路设计领域，具体涉及一种用于电子标签进场的低功耗自动检测系统及方法。
技术介绍
电子标签在日常生活和工作中的应用非常广泛，而且很多应用场景的阅读器可能都会脱离市电供电而采用电池供电的模式，例如ETC、门禁系统等，因此追求低功耗是阅读器芯片的重要课题。然而在阅读器发射射频信号时，其功耗是很大的，正常工作平均电流会很有可能去到100Ma甚至更高,如此高的功耗，电池供电的环境是无法长时间让阅读器正常工作。为了解决这个问题，我们需要将阅读器的非必要工作时间都处于休眠状态，休眠状态时，工作电流只需要几微安，当检测到电子标签进场时，再让阅读器退出休眠状态开始正常工作。如何以较低功耗实现电子标签进场的自动检测正是本专利技术亟待解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术存在的缺陷，本专利技术提供一种用于电子标签进场的低功耗自动检测系统及方法，其降低了功耗，适用超低功耗应用环境。本专利技术实现上述技术效果所采用的技术方案是：一种用于电子标签进场的低功耗自动检测系统，包括：天线幅度检测模块，用于将天线信号RX进行采样和ADC处理，检测出天线端的电压幅度变化值，并将该电压幅度变化值寄存起来，判断是否有卡进场；带隙基准源，与所述天线幅度检测模块连接，为所述天线幅度检测模块提供精准的参考电平值；环形振荡器，为系统提供低频时钟，用于计数器计时、刷新寄存器；晶振控制模块，用于系统在第二阶段和第三阶段的晶振开启，以及在第一阶段的晶振关闭，其中，第一个阶段为休眠阶段，第二阶段为准备阶段，该第二阶段在第一阶段的基础上，打开晶振使能，使晶振开始起振，晶振时钟稳定后，配置好准备卡片检测的配置,第三阶段为检卡阶段，在第二阶段的基础上，配置打开射频信号发射，采用最低功耗发射载波，通过所述天线幅度检测模块自动监测天线的幅度；自动唤醒模块，用于系统在长时间没有检测到卡片进场时自动产生唤醒中断，复位刷新寄存器，并且重新配置进入自动检卡模式；发射模块，用于在第三阶段发射载波信号，使天线上产生电子标签在场与不在场时的相应载波幅度；LDO模块，为系统提供低压电源。优选地，在上述的用于电子标签进场的低功耗自动检测系统中，所述天线幅度检测模块包括ADC模块、三极管偏置电路和寄存器，所述ADC模块用于检测天线端的电压幅度变化，在天线上的电压超过所述LDO模块的电压阈时，先对天线上的电压进行分压，同时钳制在VMID的共模电平上形成VRX测试电压，所述ADC模块将获得的VRX测试电压与多组参考电平Vref进行渐近比较，同时将采集到的电压幅度寄存在所述寄存器中，在满足中断条件时产生中断信号。优选地，在上述的用于电子标签进场的低功耗自动检测系统中，天线信号RX的输入端接在所述ADC模块上，对天线上的电压进行分压，所述带隙基准源上设有多个参考电平值的输出接口，该多个参考电平值的输出接口与所述ADC模块连接，经所述ADC模块输出多组参考电平Vref。另一方面，本专利技术还提出了一种用于电子标签进场的低功耗自动检测方法，其包括以下步骤:S1、设置自动检卡模式和正常寻卡模式；S2、将自动检卡模式设置为第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述第一阶段配置为休眠阶段，所述第二阶段为准备阶段，该所述第二阶段在所述第一阶段的基础上，打开晶振使能，让晶振开始起振，晶振时钟稳定后，配置好准备卡片检测的配置，同时该阶段低功耗偏置电路和ADC正常运行，所述第三阶段为检卡阶段，在所述第二阶段的基础上，配置打开射频信号发射，采用最低功耗发射载波，通过所述ADC模块自动监测天线的幅度；S3、判定是否有卡片进场，如有卡进场，则产生中断，系统退出当前的所述自动检卡模式，并进入所述正常寻卡模式进行正常寻卡，如无卡进场则回到所述自动检卡模式的第一阶段循环检测是否有卡片进场。优选地，在上述的检测方法中，所述第一阶段配置的时间、所述第二阶段配置的时间以及所述第三阶段配置的时间均为毫秒级，所述第一阶段配置的工作电流为微安级，所述第二阶段配置的工作电流为毫安级。所述第二阶段配置的时间以及所述第三阶段配置的时间均远小于所述第一阶段配置的时间，所述第三阶段配置的时间小于所述第二阶段配置的时间。优选地，在上述的检测方法中，所述第一阶段的时间配置为500ms，工作电流为2uA，所述第二阶段的时间配置为1ms，工作电流为1mA。优选地，在上述的检测方法中，在所述步骤S3中，所述的判定是否有卡片进场的具体步骤包括：采用渐进式的ADC模块对天线端的电压幅度变化进行检测，在天线上的电压超过所述LDO模块的电压阈时，先对天线上的电压进行分压，同时钳制在VMID的共模电平上形成VRX测试电压，所述ADC模块将获得的VRX测试电压与多组参考电平Vref进行渐近比较，同时将采集到的电压幅度值寄存在所述寄存器中，在满足中断条件时产生中断信号。优选地，在上述的检测方法中，还包括对无卡片状态时天线幅度的检测和有卡时天线幅度的检测，并将无卡状态时的天线幅度值存入所述寄存器中，将有卡状态时的天线幅度值存入所述寄存器中。优选地，在上述的检测方法中，在所述步骤S2中，所述ADC模块对天线幅度的自动监测包括步骤：S21、置所述ADC模块输出的参考电平Vref从最大值每隔若干个周期进行降低；S22、对参考电平Vref与VRX测试电压进行比较，采用比较器的输出进行上升沿检测，当出现超过一定个数以上的上升沿，则判定天线幅度在该参考电平Vref的电压值处，停止往下逼近，并寄存该值；否，则继续降低参考电平Vref，直至出现超过一定个数以上的上升沿。优选地，在上述的检测方法中，所述的满足中断条件为：当前检测到的天线幅度值在所述有卡状态时的天线幅度值阈值内。本专利技术的有益效果为：本专利技术通过在自动检卡模式和正常寻卡模式之间设置中断，可以在较低功耗下，实现自动检卡模式到正常寻卡模式的切换。在自动检卡模式下，通过设置第一阶段、第二阶段和第三阶段这三阶段的检测，尤其是超低功耗下的第一阶段和第二阶段，使得系统能耗被大大降低，通过在较短时间的第三阶段采用最低功耗发射载波，通过ADC模块自动监测天线的幅度，可以准确地判断卡片是否进场，在检测到卡片进场时，通过系统产生终端退出该自动检卡模式，然后进入正常寻卡模式，在无卡进场则重复回到第一阶段循环检测，大大节约了系统在前置的检卡时间段内产生的能耗。附图说明图1为本专利技术所述系统的模块图；图2为本专利技术所述系统的检测原理图；图3为本专利技术所述方法的自动检卡模式下的三阶段时间占比示意图；图4为本专利技术所述方法的流程图。具体实施方式为使对本专利技术作进一步的了解，下面参照说明书附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电子标签进场的低功耗自动检测系统，其特征在于，包括：/n天线幅度检测模块，用于将天线信号RX进行采样和ADC处理，检测出天线端的电压幅度变化值，并将该电压幅度变化值寄存起来，判断是否有卡进场；/n带隙基准源，与所述天线幅度检测模块连接，为所述天线幅度检测模块提供精准的参考电平值；/n环形振荡器，为系统提供低频时钟，用于计数器计时、刷新寄存器；/n晶振控制模块，用于系统在第二阶段和第三阶段的晶振开启，以及在第一阶段的晶振关闭，其中，第一个阶段为休眠阶段，第二阶段为准备阶段，该第二阶段在第一阶段的基础上，打开晶振使能，使晶振开始起振，晶振时钟稳定后，配置好准备卡片检测的配置,第三阶段为检卡阶段，在第二阶段的基础上，配置打开射频信号发射，采用最低功耗发射载波，通过所述天线幅度检测模块自动监测天线的幅度；/n自动唤醒模块，用于系统在长时间没有检测到卡片进场时自动产生唤醒中断，复位刷新寄存器，并且重新配置进入自动检卡模式；/n发射模块，用于在第三阶段发射载波信号，使天线上产生电子标签在场与不在场时的相应载波幅度；/nLDO模块，为系统提供低压电源。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于电子标签进场的低功耗自动检测系统，其特征在于，包括：
天线幅度检测模块，用于将天线信号RX进行采样和ADC处理，检测出天线端的电压幅度变化值，并将该电压幅度变化值寄存起来，判断是否有卡进场；
带隙基准源，与所述天线幅度检测模块连接，为所述天线幅度检测模块提供精准的参考电平值；
环形振荡器，为系统提供低频时钟，用于计数器计时、刷新寄存器；
晶振控制模块，用于系统在第二阶段和第三阶段的晶振开启，以及在第一阶段的晶振关闭，其中，第一个阶段为休眠阶段，第二阶段为准备阶段，该第二阶段在第一阶段的基础上，打开晶振使能，使晶振开始起振，晶振时钟稳定后，配置好准备卡片检测的配置,第三阶段为检卡阶段，在第二阶段的基础上，配置打开射频信号发射，采用最低功耗发射载波，通过所述天线幅度检测模块自动监测天线的幅度；
自动唤醒模块，用于系统在长时间没有检测到卡片进场时自动产生唤醒中断，复位刷新寄存器，并且重新配置进入自动检卡模式；
发射模块，用于在第三阶段发射载波信号，使天线上产生电子标签在场与不在场时的相应载波幅度；
LDO模块，为系统提供低压电源。


2.根据权利要求1所述的用于电子标签进场的低功耗自动检测系统，其特征在于，所述天线幅度检测模块包括ADC模块、三极管偏置电路和寄存器，所述ADC模块用于检测天线端的电压幅度变化，在天线上的电压超过所述LDO模块的电压阈时，先对天线上的电压进行分压，同时钳制在VMID的共模电平上形成VRX测试电压，所述ADC模块将获得的VRX测试电压与多组参考电平Vref进行渐近比较，同时将采集到的电压幅度寄存在所述寄存器中，在满足中断条件时产生中断信号。


3.根据权利要求1所述的用于电子标签进场的低功耗自动检测系统，其特征在于，天线信号RX的输入端接在所述ADC模块上，对天线上的电压进行分压，所述带隙基准源上设有多个参考电平值的输出接口，该多个参考电平值的输出接口与所述ADC模块连接，经所述ADC模块输出多组参考电平Vref。


4.根据权利要求1至3任一项所述用于电子标签进场的低功耗自动检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤:
S1、设置自动检卡模式和正常寻卡模式；
S2、将自动检卡模式设置为第一阶段、第二阶段和第三阶段，所述第一阶段配置为休眠阶段，所述第二阶段为准备阶段，该所述第二阶段在所述第一阶段的基础上，打开晶振使能，让晶振开始起振，晶振时钟稳定后，配置好准备卡片检测的配置，同时该阶段低功耗偏置电...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡建国，吴劲，钟永成，段志奎，招继恩，廖恩红，
申请(专利权)人：杰创智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44