一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法。为了解决现有射频寻卡技术功耗过高的问题，本发明专利技术包括将射频识别和进场通信载波输入预设的检波电路输入端，检波电路输出端与MCU内部集成或外置的比较器输入端连接；所述检波电路包含核心电容、泄放电阻和若干协调元件；核心电容储压后通过泄放电阻持续放压T时段至预设固定电压，根据T时段与预设时段阈值判定待测卡是否进入检测范围。在不依托射频识别的NFC读头芯片本身的低功耗寻卡特性的情况下，仅在原有电路中增设具有效力的被动器件，从而达到显著降低RFID/NFC芯片寻卡功耗的效果。卡功耗的效果。卡功耗的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法


[0001]本专利技术涉及射频读卡电路领域，尤其涉及一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法。

技术介绍

[0002]基于13.56MHZ频段的射频技术和近距离无线通讯技术已逐渐应用于各类生活场景，其技术在现有应用中，主要用于降低读卡器的功耗。通常采用以低频方式发送寻卡指令或电容感应两种方式来进行寻卡操作，第一种方案在电池供电的系统应用场景下，完成实时寻卡和检测卡操作会导致功耗过高，影响系统待机时间；而第二种方案具有较为局限的应用场景，不具备泛用性，因此均存在缺陷。
[0003]例如，一种在中国专利文献上公开的“一种低功耗射频读卡电路”，其公告号CN105868673A，包括天线、功率放大电路、检波电路、滤波放大电路和微处理器；其中，微处理器输出寻卡信号并通过天线发射出去，微处理器根据返回的寻卡信号，判断是否检测到射频卡；若检测到射频卡，微处理器输出载波信号并通过天线发射出去，检波电路从返回的载波信号还原出有用信号，滤波放大电路对有用信号进行整形放大，微处理器对整形放大后的有用信号进行解码，而得到射频卡的编码数据。此方案工作时，仅在通过寻卡信号检测到射频卡时，才发送载波信号，从而降低功耗，能够在一定程度上解决在无市电供电的应用场合时，需要频繁更换电池，为用户带来不便的问题，；但频繁发送载波信号也会引起一定的功耗波动，并且在等待检测射频卡的过程中存在一定时延，若有多个射频卡依次扫描时，可能会出现扫描流程等待的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要解决现有射频寻卡技术功耗过高的问题；提供一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法，在不依托射频识别的NFC读头芯片本身的低功耗寻卡特性的情况下，仅在原有电路中增设具有效力的被动器件，从而达到显著降低RFID/NFC芯片寻卡功耗的效果。
[0005]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本专利技术包括：将射频识别和进场通信载波输入预设的检波电路输入端，检波电路输出端与MCU内部集成或外置的比较器输入端连接；所述检波电路包含核心电容、泄放电阻和若干协调元件；核心电容储压后通过泄放电阻持续放压T时段至预设固定电压，根据T时段与预设时段阈值判定待测卡是否进入检测范围。本方案利用核心电容在待测卡处于检测范围时电压会增加的原理，通过持续检测核心电容端的电压，判断其电压变化的时段T从而确定待测卡是否处于检测范围内，在待测卡靠近时方对其发起通信，系统无需进行实时通信检测，能够减少待测卡未进入检测范围时系统的整体功耗。
[0006]作为优选，所述的载波从检波电路输入端经过并联设置的晶体管、协调电容和分压电阻到达肖特基二极管，经过分流电阻到达核心电容，经过与核心电容并联的泄放电阻
传输至比较器负极端。其中肖特基二极管利用二极管的单向导电性，将调频信号的下半部去掉，留下上包络信号上半部分的高频载波信号；协调电容将检波二极管输出信号中的高频载波信号去掉，起到高频滤波的作用；检波二极管导通时的电流回路由分压电阻构成，在分压电阻上的压降就是检波电路的输出信号电压。
[0007]作为优选，所述的比较器的负极端记为DEMOD点，比较器正极连接nV标准电压；载波输入后DEMOD端电压大于nV，此时比较器输出低电平；载波关闭后，核心电容通过泄放电阻放电后电压衰减直至低于nV，此时比较器翻转输出高电平。DEMOD点处的电压对应核心电容经过泄放电阻释放后的电压值，此处利用比较器将释放后的电压值与标准预设的nV电压值进行比较，并且从输出端输出至计时器将时段T记录，此处比较器起到的作用是对于DEMOD点处高于nV的电压进行采集，一旦DEMOD点处电压小于nV，比较器会发生翻转输出高电平，以此中断计时器对T时段的记录，从而得到完整的DEMOD电压变化过程。
[0008]作为优选，所述的比较器翻转输出高电平的时段即为T时段，由定时器记录并与预设时段阈值比较，若T时段低于预设时段阈值则判定无待测卡或待测卡未进入检测范围，若T时段高于预设时段阈值，则判定待测卡进入检测范围。通过计时器记录T时段大小，并通过设置时段阈值与其比较，能够得出核心电容端的电压变化是否是受待测卡影响的结论，从而自主判断出待测卡是否出现在了检测范围，便于后续与待测卡的通讯操作，因此对T时段的严格检测能够在最大限度确定是否开启与待测卡的通讯，从而减少系统整体的运行功耗。
[0009]作为优选，所述的MCU连接读头芯片，并通过网络协议控制其运行，所述读头芯片还分别与阻抗匹配电路和天线线圈连接并交换数据，其中天线线圈与检波电路连接向其传输载波，检波电路处理载波后向主控MCU传递电信号。天线线圈用于向检波电路传输目标MHZ的载波，能够根据实际情况调节载波频率，从而增加系统与不同频段待测卡的适配性，从而增强系统的可行性与应用性。
[0010]作为优选，所述的方法还包括在T时段判断下，待测卡进入检测范围后主控MCU向读头芯片传递电信号控制其检测待测卡数据；待测卡未进入测范围或无待测卡则主控MCU停止向读头芯片传递电信号。判断待测卡确实进入检测范围时，方才控制读头芯片与之发起通信，而未检测到待测卡时不发起通信，能够节省系统在未检测到待测卡时的待机运行功耗，仅仅在待测卡出现时产生功耗，相比于现有技术具有进步性。
[0011]作为优选，所述的T时段本身包含波动区间，波动区间由环境温湿度决定，设置对应软件和对应组件自适应调节波动区间，使得T时段加波动区间最大值后的总和小于预设时段阈值。为增强本方法的适配性和可行性，应当在系统中设置对应的组件用于减少环境因素对于T时段检测产生的影响，从而使计时器对T时段的检测更加具有准确性，以免产生不必要的功耗。
[0012]作为优选，所述的方法还包括设置组件对核心电容端电压实时检测，并利用定时器与比较器将核心电容端电压转换为计时器计数值。本方法的核心在于采用检波电路，依靠检测核心电容端的电压变化从而映射出待测卡是否处于检测范围内；相比无待测卡的情形，若待测卡处于检测范围依靠核心电容电压会增高的原理，从而配合比较器和定时器对其电压产生变化的时间区间进行统计，就能够准确得到待测卡是否进入检测范围的结论，从而使系统在无待测卡状态下处于待机，显著减小其运行功耗。
[0013]本专利技术的有益效果是：1. 本专利技术的一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法，采用载波电路配合比较器和计时器对其中核心电容的电压变化时段做准确检测，得出待测卡进入检测区域的准确信息，从而在有待测卡情形下发起通讯，在无待测卡情形下进入待机，从而大大减少系统的运行功耗；2. 本专利技术的一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法，在不改变原有适配结构的基础上，只增加少许被动器件，即可配合射频识别和近场通讯技术实现低功耗的寻卡方法，为RFID/NFC读头芯片在低功耗寻卡应用中找到了突破口，能够大大增加系统的适配性和应用性，同时最大限度降低成本，增加系统可行性。
附图说明
[0014]图1是本专利技术的一种基于射频识别和近场通信的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法，其特征在于，包括：将射频识别和进场通信载波输入预设的检波电路输入端，检波电路输出端与MCU内部集成或外置的比较器输入端连接；所述检波电路包含核心电容、泄放电阻和若干协调元件；核心电容储压后通过泄放电阻持续放压T时段至预设固定电压，根据T时段与预设时段阈值判定待测卡是否进入检测范围。2.根据权利要求1所述的一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法，其特征在于，所述载波从检波电路输入端经过并联设置的晶体管、协调电容和分压电阻到达肖特基二极管，经过分流电阻到达核心电容，经过与核心电容并联的泄放电阻传输至比较器负极端。3.根据权利要求1或2所述的一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法，其特征在于，所述比较器的负极端记为DEMOD点，比较器正极连接nV标准电压；载波输入后DEMOD端电压大于nV，此时比较器输出低电平；载波关闭后，核心电容通过泄放电阻放电后电压衰减直至低于nV，此时比较器翻转输出高电平。4.根据权利要求3所述的一种基于射频识别和近场通信的低功耗寻卡检测方法，其特征在于，所述比较器翻转输出高电平的时段即为T时段，由定时器记录并与预设时段阈值比较，若T时段低于预设...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冰，唐汉霖，邱绿景，胡长国，
申请(专利权)人：杭州利尔达展芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：