【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于室分系统监控领域特别涉及一种用于室分监控的防碰撞标签芯片和包含其的监控系统。
技术介绍
1、室分天线监控系统是一种用于增强室内无线信号覆盖的系统。它是通过将大型的信号源连接到多个室内分布式天线，从而将无线信号均匀分布到室内各个角落。室分监控系统可以使用rfid(radio frequency identification)标签来监控链路与天线的工作情况。rfid标签会与室内分布式天线进行通信。天线发出射频信号，并接收标签传回的信号。通过分析接收到的信号，系统可以确定标签的位置和状态。
2、然而由于rfid标签的灵敏度低，rfid接收机灵敏度受限等原因，导致rfid在室分监控系统中可监控线损不足，再此情况下，基于射频能量收集的标签芯片，因其超级电容容量大，充电与通信分时等优势，能够使得芯片灵敏度较高的同时，实现更好的信号调制方式，是接受机灵敏度也有较大的提升；然而由于充电与通信分时的原因，导致的芯片非实时工作和单工通信问题，也同样给接收机防碰撞带来了挑战；
3、在rfid(radio frequency identification)系统中，常用的防碰撞方法主要有基于aloha算法的随机接入协议和基于时隙的分时多路访问协议。射频能量收集标签芯片在室分监控系统中无法应用rfid的防碰撞方法，主要原因在于：
4、非实时工作：射频能量收集标签芯片采用充电与通信分时的方式工作，这意味着在充电期间无法实现通信。而传统的防碰撞方法通常采用的是实时的通信方式，要求标签能够即时与读写器进行交互。这
5、单工通信：射频能量收集标签芯片的通信模式通常是单工的，即只能进行一方向的通信。然而，传统的防碰撞方法往往需要标签和读写器之间进行双向的通信，以便实现更好的碰撞检测和冲突解决。射频能量收集标签芯片由于单工通信的；其次，能量密度大的区域中，标签传输频次较高，挤占低频标签的传输，导致无法识别能量较小区域的低频标签。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种用于室分监控的防碰撞标签芯片和包含其的监控系统。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种用于室分监控的防碰撞标签芯片，包括射频前端、可控整流器、超级电容、数字基带模块和反向散射调制模块；
3、其中所述射频前端用于将收集的射频能量转换为电能输送给可控整流器；
4、所述可控整流器用于判断射频交流电信号的电压大小，将高电压的电流降低输出，将交流电信号转化为直流电压给超级电容充电；
5、所述数字基带用于将芯片中的数据转换成调制信号，将调制信号发送给反向散射调制模块，并控制电容在限定的时间内只发送一次，避免连续发送；
6、所述反射散射调制模块用于将调制信号转换为波形信号，调制到网关发出的载波信号源上，通过反向散射方式将信息发送给接收系统。
7、进一步的，射频前端包括天线和阻抗匹配单元；所述天线用于收集外部射频信号并将其转换为电流，传递给可控整流器；阻抗匹配单元用于将天线的高阻抗转换为可控整流器所需的低阻抗。
8、进一步的，可变整流器包括电压比较器、多级级联整流器和pmw控制模块；
9、所述电压比较器用于比较输入可变整流器的电压的大小，根据阈值分为低输入情况和高输入情况；
10、所述多级级联整流器包括两级以上的整流器，在低输入情况下，开关导通，所有整流器级联输出，在高输入情况下，开关断开，电流经过第一级整流器输出，并进入pmw控制模块，pwm控制模块控制调整内部开关频率和占空比，让导通占空比处于最低状态，使电流输出降低。
11、进一步的，多级级联整流器中整流器的数量为2～10个。
12、进一步的，数字基带内设置有计数器和定时计数器。
13、进一步的，数字基带控制电容在限定的时间内只发送一次，避免连续发送采用以下步骤：数字基带启动后，每完成一次数据转换为调制信号，使计数器数值加1，当计数大于等于1，触发定时计数器工作；
14、定时器工作时间设为t秒，定时器结束后，数字基带在超级电容有电的情况下重新开始进行数据转换，或等待超级电容重新充满电后重新启动。
15、进一步的，标签芯片还包括能量管理电路，用于判断和控制超级电容的充放电状态以及控制其他模块的工作状态。
16、一种室分监控系统，包括：网关和上述的防碰撞标签芯片；所述网关用于发出载波信号，同时接受标签芯片发出的调制信号，和外部网络进行交互，将数据传输到目标终端。
17、进一步的，网关发出载波信号采用逐步降低或增大功率，在满功率y和最低阈值功率x之间以(y-x)/n步进逐步降低或逐步提高功率。
18、进一步的，网关包括与其干路相连的室分天线。
19、现有技术存在缺点如下：
20、1、室分监控的射频能量收集标签防碰撞方案，芯片非实时、芯片充能与工作存在占空比情况下，无法实现标签的防碰撞检测；
21、2、能量密度大的区域，标签传输频次高，挤占低频标签，导致无法识别能量较小区域的低频标签；
22、3、传明码点亮方案需要芯片与网关在安装过程中一一对应，安装错误率高，过程繁琐且开销大；
23、4、传统基于rfid标签的室分天线监控，因其需求实时性，灵敏度较低，可监测线损低；
24、5、基于射频能量收集的标签芯片，因为需求高灵敏度，将充能与通信分开；从而导致芯片难以实现实时供能和双工通信；
25、本申请解决的技术问题：
26、1、解决室分监控场景下，射频能量收集标签芯片非实时、芯片充能与工作存在占空比情况下，标签芯片每次工作，均对前一次工作无记忆功能的纯随机的标签的防碰撞问题；
27、2、利用可变整流器，对高射频能量输入进行整流效率和pmw的双重限制，减小标签传输频次；利用数字基带内部延时，避免一次充能，多次连续发送情况，解决室分监控场景下,线路线损较小的区域，标签传输频次高的情况下，识别线损较高的低频通信标签；
28、3、利用网关的充能载波步进调制，加强了标签芯片的充能随机性，解决芯片不能双向通信情况下，芯片自主发送标签信号的随机碰撞问题。
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1.一种用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：包括射频前端、可控整流器、超级电容、数字基带模块和反向散射调制模块；
2.根据权利要求1所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述射频前端包括天线和阻抗匹配单元；所述天线用于收集外部射频信号并将其转换为电流，传递给可控整流器；阻抗匹配单元用于将天线的高阻抗转换为可控整流器所需的低阻抗。
3.根据权利要求1所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述可变整流器包括电压比较器、多级级联整流器和PMW控制模块；
4.根据权利要求4所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述多级级联整流器中整流器的数量为2～10个。
5.根据权利要求1所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述数字基带内设置有计数器和定时计数器。
6.根据权利要求5所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述数字基带控制电容在限定的时间内只发送一次，避免连续发送采用以下步骤：
7.根据权利要求1所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述标签芯片还包
8.一种室分监控系统，其特征在于包括：网关和权利要求1至7任一所述的防碰撞标签芯片；
9.根据权利要求8所述的室分监控系统，其特征在于：所述网关发出载波信号采用逐步降低或增大功率，在满功率Y和最低阈值功率X之间以(Y-X)/n步进逐步降低或逐步提高功率。
10.根据权利要求8所述的室分监控系统，其特征在于：所述网关包括与其干路相连的室分天线。
...【技术特征摘要】
1.一种用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：包括射频前端、可控整流器、超级电容、数字基带模块和反向散射调制模块；
2.根据权利要求1所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述射频前端包括天线和阻抗匹配单元；所述天线用于收集外部射频信号并将其转换为电流，传递给可控整流器；阻抗匹配单元用于将天线的高阻抗转换为可控整流器所需的低阻抗。
3.根据权利要求1所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述可变整流器包括电压比较器、多级级联整流器和pmw控制模块；
4.根据权利要求4所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述多级级联整流器中整流器的数量为2～10个。
5.根据权利要求1所述的用于室分监控的防碰撞标签芯片，其特征在于：所述数字基带内设置有计...
【专利技术属性】
技术研发人员：寇红侠，卢军，闫兴秀，郑刚，徐俊琪，
申请(专利权)人：桔帧科技江苏有限公司，
类型：发明
国别省市：
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