一种可检测压电信号的RFID标签芯片制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可检测压电信号的RFID标签芯片，具体涉及RFID标签领域，包括匹配网络系统、解调系统、调制系统、整流系统、稳压系统、电源管理系统、电荷检测系统、AD转换系统、能量收集系统、基带和存储单元，所述能量收集系统收集压电材料的电荷能量用于内部工作电源或存储于外部储能装置中。本实用新型专利技术兼容传统芯片工作方式，工作时一部分能量来源于读写器辐射的能量，同时内部集成能量收集系统，可外接压传感器，用于检测压力、加速度等物理量，同时收集压电材料输出的能量，可大批量应用于各种需要实时或定时检测这些物理量的场景，比如螺丝预紧力、振动监测、压力监测等场景，无需布线，降低了应用成本。降低了应用成本。降低了应用成本。

【技术实现步骤摘要】
一种可检测压电信号的RFID标签芯片


[0001]本技术涉及RFID标签
，具体为一种可检测压电信号的RFID标签芯片。

技术介绍

[0002]无源RFID技术具有非接触、大批量读取的特点，广泛应用于物流、设备巡检、出入库管理等领域。无源RFID电子标签由于没有电池提供能量，工作时的能量来源于读写器辐射的能量，这部分能量非常有限，且能量大小和读写器功率、读写距离相关，功率越小、读写距离越远，标签获得的能量越少，因此，标签芯片内部无法进行大量耗能的计算工作，限制了标签的使用。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于提供一种可检测压电信号的RFID标签芯片，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0004]为了解决上述技术问题，本技术提供如下技术方案：一种可检测压电信号的RFID标签芯片，包括匹配网络系统、解调系统、调制系统、整流系统、稳压系统、电源管理系统、电荷检测系统、AD转换系统、能量收集系统、基带和存储单元，所述能量收集系统收集压电材料的电荷能量用于内部工作电源或存储于外部储能装置中。
[0005]具体的使用时，匹配网络系统连接外部标签天线，并进行网络阻抗匹配功能；解调系统对天线接收到的电磁波信号进行、滤波、解调，输出有用信号；调制系统对标签内部需要发送的数据进行调制，并通过匹配网络传输给天线，发送给读写器；整流系统和稳压系统用于收集天线接收的信号中的能量，将其进行整流、滤波、电压转换、稳压等工作，转换为芯片工作电压，提供给芯片内部各单元；电荷检测系统和AD转换系统用于检测标签外部连接的压电材料两端的电荷信号，对其进行处理，进行AD转换(模拟
‑
数字转换)，转换成数字信号，供标签内部进行处理；能量收集系统用于收集压电材料的电荷能量，对其进行处理、转换，一部分用于内部工作电源，一部分能量存储于外部储能装置中，作为标签工作的备份电源，对备份电源进行管理，在能量不足时，采用备份的能量为芯片提供电源；电源管理系统用于管理芯片内部电源，包括从电磁波获取的能量和从压电材料获取的能量，并将其转换为芯片内部工作所需电压；基带为芯片内部数字信号处理单元，负责协议处理，存储区域管理，以及芯片内部其他工作单元的管理。
[0006]在一个优选的实施方式中，所述解调系统和调制系统均与匹配网络系统和基带电性连接。
[0007]在一个优选的实施方式中，所述匹配网络系统依次与整流系统、稳压系统和电源管理系统电性连接。
[0008]在一个优选的实施方式中，所述电荷检测系统与能量收集系统、整流系统和AD转换系统均电性连接，且所述AD转换系统与基带电性连接。
[0009]在一个优选的实施方式中，所述基带与存储单元连接，所述电源管理系统与能量收集系统连接。
[0010]在一个优选的实施方式中，还包括外接标签天线、外接压电材料或传感器和外接储能装置，如电容器，所述外接标签天线与匹配网络系统连接，所述外接压电材料或传感器与电荷检测系统连接，所述外接储能装置与能量收集系统连接。
[0011]与现有技术相比，本技术所达到的有益效果是：
[0012]本技术兼容传统RFID芯片工作方式，工作时一部分能量来源于读写器辐射的能量，同时内部集成能量收集系统，可外接压电材料，用于检测压力、加速度等物理量，同时收集压电材料输出的能量，可大批量应用于各种需要实时或定时检测这些物理量的场景，比如螺丝预紧力、振动监测、压力监测等场景，无需布线，降低了应用成本。
附图说明
[0013]附图用来提供对本技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本技术，并不构成对本技术的限制。在附图中：
[0014]图1是本技术的系统框图；
[0015]图中：1、匹配网络系统；2、解调系统；3、调制系统；4、整流系统；5、稳压系统；6、电源管理系统；7、电荷检测系统；8、AD转换系统；9、能量收集系统；10、基带；11、存储单元；12、外接标签天线的引脚；13、外接压电材料或传感器的引脚；14、外接储能装置的引脚。
具体实施方式
[0016]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0017]请参阅图1，本技术提供一种可检测压电信号的RFID标签芯片，包括匹配网络系统1、解调系统2、调制系统3、整流系统4、稳压系统5、电源管理系统6、电荷检测系统7、AD转换系统8、能量收集系统9、基带10和存储单元11，所述能量收集系统9收集压电材料的电荷能量用于内部工作电源或存储于外部储能装置中。
[0018]在一个优选的实施方式中，所述解调系统2和调制系统3均与匹配网络系统1和基带10电性连接。
[0019]在一个优选的实施方式中，所述匹配网络系统1依次与整流系统4、稳压系统5和电源管理系统6电性连接。
[0020]在一个优选的实施方式中，所述电荷检测系统7与能量收集系统9、整流系统4和AD转换系统8均电性连接，且所述AD转换系统8与基带10电性连接。
[0021]在一个优选的实施方式中，所述基带10与存储单元11连接，所述电源管理系统6与能量收集系统9连接，具体的使用时存储单元11包括4个区域：密码区，存储标签访问密码、销毁密码；TID区，存储标签芯片自身的ID号，可被用户读取，但不能被修改，芯片出厂时设定；EPC区，可用于存储用户自定义的编号信息。USER区，至少由32bit组成，前16个bit用于传感器数据读取，另外16bit存储用户设置的阈值。
[0022]在一个优选的实施方式中，还包括与标签天线联接的引脚12、外接压电材料或传感器的引脚13和外接储能装置的引脚14，所述外接标签天线通过引脚12与匹配网络系统1连接，所述外接压电材料或传感器通过引脚13与电荷检测系统7连接，所述外接储能装置通过引脚14与能量收集系统9连接。
[0023]本技术的工作原理：压电材料具有机械能转换为电能的特性，当在压电材料极化方向施加作用力时，受力面会产生电荷集中现象，电荷量和施加力的大小成正比，因此压电材料可以作为传感器，检测压力、加速度等物理量，同时也可作为机械能转换为电能的能量发生器件。本专利标签芯片外部连接压电传感器，可以通过压电传感器采集外部压力信号，同时，在工作于震动场景时，压电传感器可作为能量源，采集后作为芯片工作的一部分能量。本专利标签芯片在采集压电材料输出信号的同时，将其中一部分能量收集并用于芯片工作能量，保证芯片对压电信号采集、处理所需的能量，也可以提高芯片发射功率，提高标签芯片所发射信号的覆盖范围，增加标签与读写器的通信距离。同时，标签芯片外部可以连接储能装置，如电容器，将多余能量存储于储能装置中，用作标签工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可检测压电信号的RFID标签芯片，其特征在于：包括匹配网络系统(1)、解调系统(2)、调制系统(3)、整流系统(4)、稳压系统(5)、电源管理系统(6)、电荷检测系统(7)、AD转换系统(8)、能量收集系统(9)、基带(10)和存储单元(11)，所述能量收集系统(9)收集压电材料的电荷能量用于内部工作电源或存储于外部储能装置中；所述解调系统(2)和调制系统(3)均与匹配网络系统(1)和基带(10)电性连接；所述匹配网络系统(1)依次与整流系统(4)、稳压系统(5)和电源管理系统(6)电性连接；所述电荷检测系统(7)与能量收集系统(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵朋飞，费叶琦，
申请(专利权)人：苏州奥联科智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：