RFID电子标签及标签上电通信方法技术

本申请涉及射频识别领域，尤其是涉及一种RFID电子标签及标签上电通信方法，RFID电子标签包括RFID芯片、天线和储能装置，天线和RFID芯片连接，天线接收到达到预设功率的射频信号时，天线输出第一电信号以给RFID芯片上电；储能装置和RFID芯片连接以给RFID芯片上电；当RFID芯片通过储能装置上电时，RFID芯片按照第一预设指令周期性地休眠、唤醒以将标签信息调制成射频信号后通过天线发射、再休眠；当RFID芯片接收到第一电信号时，RFID芯片将储能装置断开；RFID芯片感应到第一电信号消失时，RFID芯片与储能装置重新连接。本申请具有提高RFID芯片与读卡器之间的通信距离，同时保证RFID芯片体积小、功耗低、低成本的特点，以增大RFID芯片的适用性的效果。

【技术实现步骤摘要】
RFID电子标签及标签上电通信方法
本申请涉及射频识别领域，尤其是涉及一种RFID电子标签及标签上电通信方法。
技术介绍
（射频识别技术，RadioFrequencyIdentification），是自动识别技术的一种，通过无线射频方式进行接触或非接触数据通信，利用无线射频方式对电子标签或射频卡进行读写，从而达到识别目标和数据交换的目的。RFID被认为是21世纪最有前途的信息技术之一，被公认为在未来几十年内改变人类生活方式的技术。按照供能方式的不一样，RFID标签可以分为无源和有源两大类。有源RFID标签需要电池供电，而无源标签通过耦合阅读器发送的无线射频信号来获取能量，并同时发送数据。有源标签由于有更充足的能量供应，因此它具有更远的通信距离。RFID通信的载波频率可以分为低频（LowFrequency，125KHz/134KHz）、高频（HighFrequency，13.56MHz）、超高频（UltraHighFrequency，433MHz/860-960MHz）和微波（Microwave，2.45GHz/5.8GHz），无源RFID标签主要为低频、高频、超高频体制，而有源RFID标签主要采用微波体制。一套完整的RFID系统，是由阅读器与电子标签及应用软件系统三个部分所组成，其工作原理是阅读器（Reader）发射一特定频率的无线电波能量，用以驱动电子标签（Tag）电路将其内部的数据送出，此时Reader便依序接收解读数据，送给应用程序做相应的处理。无源RFID具有体积小、成本低的优势，一般用于近距离的接触式识别，其典型应用包括：物品RFID标签、公交卡、二代身份证、食堂餐卡、ETC等。但其有效识别距离通常较短，采用13.56MHz高频及以下频率的RFID（服装鞋类等商品RFID标签、门禁卡、公交卡、二代身份证、食堂餐卡等）需要有人为地扫码或刷卡的操作，容易发生无意或人为的漏读，且难以实现对识别目标的实时统计、定位、轨迹记录等功能。工作在超高频段的RFID（ETC卡、高值物品卡）的识别距离可以达到15米，但其需要读写器的高发射功率、高增益天线支持，导致大的功耗及体积，无源RFID标签的能量来自读写器发射的射频能量，但是读写器发射的信号强度在实际应用中是受到限制的，在一些欧洲国家的规定中，超高频RFID读写器有效发射功率（EffectiveRadiatedPower，ERP）不得超过500mW（27dBm），美国规定的ERP最大则为4W（36dBm）。因此，标签天线感应的射频能量也是非常有限的，诸如集成其他传感器、加强安全性等新的功能必然会加重无源RFID标签芯片系统的功耗需求，缩短通信距离，影响实际应用；而有源RFID通过外接电源供电，主动向射频识别阅读器发送信号。其多为SOC芯片，成本较高且体积相对较大。但也因此拥有了较长的传输距离与较高的传输速度。一个典型的有源RFID标签能在百米之外与射频识别阅读器建立联系，且具有可以同时识别多个标签的功能。有源RFID的远距性、高效性，使得它在一些需要高性能、大范围的射频识别应用场合里必不可少。但其体积较大、成本高，限制了其应用的领域，例如有源RFID已有应用于ETC、集装箱定位、人员定位等领域，但难以应用到物品定位的物流领域。
技术实现思路
为了提高RFID芯片与读卡器之间的通信距离，同时保证RFID芯片体积小、功耗低、低成本的特点，以增大RFID芯片的适用性，本申请提供一种RFID电子标签及标签上电通信方法。本申请提供的一种RFID电子标签采用如下的技术方案：一种RFID电子标签，包括：RFID芯片；天线，天线和所述RFID芯片连接，天线用于收发射频信号，天线接收到达到预设功率的射频信号时，天线输出第一电信号以给RFID芯片上电；储能装置，储能装置用于存储电能，储能装置和RFID芯片连接以给RFID芯片上电；其中，当RFID芯片通过储能装置上电时，所述RFID芯片按照第一预设指令周期性地休眠、唤醒以将标签信息调制成射频信号后通过天线发射、再休眠；当RFID芯片接收到第一电信号时，RFID芯片将储能装置断开；RFID芯片感应到第一电信号消失时，RFID芯片与储能装置重新连接；在RFID芯片由第一电信号上电时，所述RFID芯片将标签信息调制成射频信号后通过天线发射。通过采用上述技术方案，当RFID芯片通过储能装置上电时，RFID芯片按照第一预设指令周期性地休眠、唤醒以将标签信息调制成射频信号后通过天线发射、再休眠，当应用于物流定位时，无源RFID只有在物品出入库时进行识别，而本申请可以通过周期性地休眠和发射标签信息，例如：对仓储物品盘点类业务的发射周期可设置在每12小时发射1次，对物流过程跟踪类业务的发射周期可设置在每1小时发射一次；标签主动发射一次的能耗≤50ms.mA@3V，休眠电流≤300nA，按每1小时发射一次的能耗为50ms.mA+1080ms.mA，一颗普通的100mAH左右的蓝牙耳机用储能装置可供标签在主动模式下工作100mA*3600s*1000ms/1130ms.mA=318584小时，也即36年。从而实现在库物品的实时统计、实时定位、自动盘库、轨迹跟踪等功能，避免了无源RFID由于无意或人为的漏读导致的账物不符、实物盘点工作量大等问题，便于实现物流的可视化。此外，天线接收到读写器发出的射频信号后，将接收到的射频信号转化为第一电信号，RFID芯片接收到第一电信号时，RFID芯片将储能装置断开，实现通过天线获取功率满足要求的射频信号进行供电，RFID芯片将标签信息调制成射频信号后通过天线发射，以供读写器接收；RFID芯片感应到第一电信号消失时，RFID芯片与储能装置重新连接。因此本申请还具备了无源RFID标签的功能，不影响正常的扫码出入库等操作，即使在储能装置电能耗尽时，可以当做普通的无源RFID标签使用，进而适用性更广。可选地，RFID芯片包括：控制单元，所述储能装置和所述控制单元相连，所述储能装置经所述控制单元给RFID芯片上电，所述天线和所述控制单元相连，当控制单元接收到第一电信号时，控制单元将储能装置与RFID芯片断开；当控制单元感应到第一电信号消失时，控制单元将储能装置与RFID芯片重新连接。通过采用上述技术方案，在RFID芯片内设置控制单元，储能装置和控制单元相连，储能装置经控制单元给RFID芯片上电，天线和控制单元相连，当控制单元接收到第一电信号时，控制单元将储能装置与RFID芯片断开；当控制单元感应到第一电信号消失时，控制单元将储能装置与RFID芯片重新连接，从而实现RFID芯片的上电方式在天线上电和储能装置上电之间切换，简单快捷。可选地，所述RFID芯片包括：控制单元，所述储能装置和所述控制单元相连，所述储能装置经所述控制单元给RFID芯片上电；处理单元，处理单元和天线相连，当处理单元接收到第一电信号时，发送第三电信号给控制单元，控制单元接收到第三电信号时将储能装置与RFID芯片断开；当处理单元感应到第一电信号消失时，发送第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种RFID电子标签，其特征在于，包括：/nRFID芯片；/n天线，天线和所述RFID芯片连接，天线用于收发射频信号，天线接收到达到预设功率的射频信号时，天线输出第一电信号以给RFID芯片上电；/n储能装置，储能装置用于存储电能，储能装置和RFID芯片连接以给RFID芯片上电；/n其中，当RFID芯片通过储能装置上电时，所述RFID芯片按照第一预设指令周期性地休眠、唤醒以将标签信息调制成射频信号后通过天线发射、再休眠；当RFID芯片接收到第一电信号时，RFID芯片将储能装置断开；RFID芯片感应到第一电信号消失时，RFID芯片与储能装置重新连接；/n在RFID芯片由第一电信号上电时，所述RFID芯片将标签信息调制成射频信号后通过天线发射。/n

【技术特征摘要】
1.一种RFID电子标签，其特征在于，包括：
RFID芯片；
天线，天线和所述RFID芯片连接，天线用于收发射频信号，天线接收到达到预设功率的射频信号时，天线输出第一电信号以给RFID芯片上电；
储能装置，储能装置用于存储电能，储能装置和RFID芯片连接以给RFID芯片上电；
其中，当RFID芯片通过储能装置上电时，所述RFID芯片按照第一预设指令周期性地休眠、唤醒以将标签信息调制成射频信号后通过天线发射、再休眠；当RFID芯片接收到第一电信号时，RFID芯片将储能装置断开；RFID芯片感应到第一电信号消失时，RFID芯片与储能装置重新连接；
在RFID芯片由第一电信号上电时，所述RFID芯片将标签信息调制成射频信号后通过天线发射。


2.根据权利要求1所述的RFID电子标签，其特征在于，RFID芯片包括：
控制单元，所述储能装置和所述控制单元相连，所述储能装置经所述控制单元给RFID芯片上电，所述天线和所述控制单元相连，当控制单元接收到第一电信号时，控制单元将储能装置与RFID芯片断开；当控制单元感应到第一电信号消失时，控制单元将储能装置与RFID芯片重新连接。


3.根据权利要求1所述的RFID电子标签，其特征在于，所述RFID芯片包括：
控制单元，所述储能装置和所述控制单元相连，所述储能装置经所述控制单元给RFID芯片上电；
处理单元，处理单元和天线相连，当处理单元接收到第一电信号时，发送第三电信号给控制单元，控制单元接收到第三电信号时将储能装置与RFID芯片断开；当处理单元感应到第一电信号消失时，发送第四电信号给控制单元，控制单元接收到第四电信号时将储能装置与RFID芯片重新连接。


4.根据权利要求1所述的RFID电子标签，其特征在于，所述RFID电子标签还包括：
换能装置，所述换能装置和所述RFID芯片相连，所述换能装置将接收到的能量信号转换为第二电信号，给所述RFID芯片上电。


5.根据权利要求2或3所述的RFID电子标签，其特征在于，所述RFID电子标签还包括：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾伟，翁雨涵，磨善鹏，张平，彭艳芳，
申请(专利权)人：贵州振华天通设备有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52