一种具有加速度传感器的无源射频标签制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有加速度传感器的无源射频标签，该标签包括射频前端和ＭＣＵ控制，射频前端主要由ＰＣＢ天线、整流模块、储能模块、稳压模块、解调模块、调制模块组成；ＭＣＵ控制部分包括微处理器模块、ＬＥＤ模块、ＥＥＰＲＯＭ、Ｖｏｕｔ监测模块和加速度器模块；ＰＣＢ天线和解调模块分别与整流模块相连，稳压模块与储能模块相连，ＰＣＢ天线与调制模块相连；稳压模块、解调模块、调制模块、ＬＥＤ模块、ＥＥＰＲＯＭ、Ｖｏｕｔ监测模块和加速度器模块分别与微处理器模块相连。本实用新型专利技术不仅可以向读写器返回携带者的ＩＤ信息，还可通过采集加速度传感器来获取携带者的运动状况，以实现更好的病员监测。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种通过射频信号进行无接触识别的标签装置，尤其涉及一种能 够感知携带者运动情况的具有加速度器的电子标签。
技术介绍
随着专用集成芯片和无线通讯技术的发展，具备无接触识别能力的RFID技术凭借其简 单、便宜等特点已取得了广泛的应用。在物流跟踪、医院病员监控等场合经常能看到RFID技术。 然而目前RFID系统中的标签都由专门的集成芯片构成，储存的的信息都是简单的ID信息。对于 一些需要同时监测携带者运动的情况，如病人运动，普通标签提供的ID信息显然远远不够。
技术实现思路
为了克服现有标签提供信息量简单的缺陷，尤其是不能监测携带者运动情况的不 足，本技术的目的在于提供一种具有加速度传感器的无源射频标签。该标签不仅可以 向读写器返回携带者的ID信息，还可通过采集加速度传感器来获取携带者的运动状况，以 实现更好的病员监测。本技术解决其技术问题所采用的技术方案一种具有加速度传感器的无源射 频标签，该标签主要包括两部分射频前端和MCU控制。其中，所述射频前端主要由PCB天 线、整流模块、储能模块、稳压模块、解调模块、调制模块组成；所述MCU控制部分包括微处 理器模块、LED模块、EEPROM、Vout监测模块和加速度器模块。PCB天线和解调模块分别与 整流模块相连，稳压模块与储能模块相连，PCB天线与调制模块相连；稳压模块、解调模块、 调制模块、LED模块、EEPROM, Vout监测模块和加速度器模块分别与微处理器模块相连。进一步地，所述微处理器模块由微控制器U0、晶振Y1、接插件Pl P2组成；Vout 监测模块由电压检测器U6和电平转换芯片U7组成；LED模块由发光二极管LEDl LED3、 电阻R4 R6、场效应管Q2 Q4组成；EEPROM由存储器芯片U5、电容C21、电阻R2和电阻 R3组成；加速度器模块由加速度器U4和电容C17 C20组成。本技术具有的有益效果是1)加速度器的引入弥补了传统标签信息量单一的缺陷，具有加速度传感器的无源 射频标签不仅可以提供标签携带者的ID信息，还能通过采集加速度器的数据来监测携带 者的运动情况。2)本技术综合了 RFID技术与传感器技术，通过把传感器技术加入到了 RFID 中，使得RFID技术更智能，也为RFID未来的发展提供了一种新的途径。3)本技术搭建的整流、解调、调制模块实现了传统标签中特定的RFID集成芯 片的功能，并且这种新的实现方式比传统的集成芯片具有更大的灵活性，非常便于扩展。附图说明图1是本技术的整体结构框图；3图2是本技术的程序流程图；图3是本技术的模拟前端电路原理图；图4是本技术的MCU控制电路原理图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术做进一步说明。如图1所示，描述了该新型标签的整体结构组成上半部分的模拟前端和下半部 分的MCU控制。模拟前端由PCB天线、整流模块、储能模块、稳压模块、解调模块、调制模块组 成。该部分完成射频信号到电能的转换与存储、读写器命令的解码和标签应答数据的编码。 MCU控制部分主要包括微处理器模块、LED模块、EEPROM、Vout监测模块、加速度器模块，该 部分完成对整个标签的控制以及对加速度传感器参数的采集。整个标签的能量由射频前端 模块中的储能电容提供。如图2所示，描述了该标签的工作过程。标签响应Reader的查询命令，采集加速 度传感器数据，然后返回给Reader，通讯完成后标签进入低功耗模式以降低能量消耗。如图3所示，是标签的模拟前端电路原理图。PCB天线主要由天线Antenna、可变 电容CV、电感Ll组成，其中天线Antenna的一端与可变电容CV的一端、电感Ll的一端、调 制模块中场效应管Ql的集电极连接，可变电容CV的另一端与地连接，电感Ll的另一端与 整流模块中电容(1、03、05、07、09、(11、(13的一端连接。整流模块主要由电容Cl C14 和检波管Dl D7构成，其中检波管Dl D7可以选用Agilent公司的零偏置肖特基检波 管 HSMS485，检波管 Dl、D2、D3、D4、D5、D6、D7 的 3 脚分别与电容 Cl、C3、C5、C7、C9、ClU C13的一端连接，检波管Dl的1脚与地连接，检波管Dl的2脚与检波管D2的1脚、电容 C2的一端连接，检波管D2的2脚与检波管D3的1脚、电容C4的一端连接，检波管D3的2 脚与检波管D4的1脚、电容C6的一端连接，检波管D4的2脚与检波管D5的1脚、电容C8 的一端连接，检波管D5的2脚与检波管D6的1脚、电容ClO的一端连接，检波管D6的2 脚与检波管D7的1脚、电容C12的一端连接，检波管D7的2脚与电容C14的一端、储能模 块中二极管D8的正端、解调模块中二极管D9的正端、解调模块中电压比较器U2的4脚连 接，电容02丄4丄6丄8、(10、(12、(14的另一端与地连接。储能模块主要由二极管D8、储能 电容Cstore、稳压二极管ED组成，储能电容Cstore的端电压为Vout，二极管D8的负端与 储能电容Cstore的一端、稳压二极管ED的1脚、稳压模块中稳压芯片Ul的1脚和4脚连 接，储能电容Cstore的另一端与地连接，稳压二极管ED的2脚与地连接。稳压模块主要由 稳压芯片U1、电容C15组成，其中稳压芯片Ul可以选用ON Semiconductor公司的稳压器 NCP583SQ18，稳压芯片Ul的3脚输出Vreg，稳压芯片Ul的2脚与地连接，稳压芯片Ul的3 脚与电容C15的一端、解调模块中电平转换芯片U3的6脚、图4中微控制器UO的38和39 脚、图4中电阻RO的一端、图4中接插件Pl的1脚、图4中接插件P2的2脚、图4中电平 转换芯片U7的6脚、图4中电阻R2的一端、图4中电阻R3的一端、图4中的电容C21的一 端、图4中的存储器芯片U5的4脚，电容C15的另一端与地连接。解调模块主要由二极管 D9、电容C16、电压比较器U2、场效应管Q2、电平转换芯片U3组成，其中二极管D9的负端与 电容C16的一端、电压比较器U2的3脚、电压比较器U2的5脚、电平转换芯片U3的1脚连 接，电容C16的另一端与地连接，电压比较器U2的2脚与场效应管Q2的3脚连接，电压比较器U2的1脚与电平转换芯片U3的2脚连接，场效应管Q2的2脚与地连接，场效应管Q2 的1脚与图4中微控制器UO的30脚连接，电平转换芯片U3的3脚与地连接，电平转换芯 片U3的4脚与地连接，电平转换芯片U3的5脚与图4中微控制器UO的31脚连接。调制 模块主要由场效应管Ql、电阻Rl组成，其中电阻Rl的一端与图4中微控制器UO的32脚连 接，电阻Rl的另一端与场效应管Ql的基极连接，场效应管Ql的集电极与天线Antenna、可 变电容CV的一端、电感Ll的一端连接，场效应管Ql的发射极与地连接。如图4所示，描述了 MCU控制电路原理图的连接情况。微处理器模块主要由微控 制器U0、晶振Y1、电阻R0、接插件P1、接插件P2组成，其中微控制器可以选用TI公司的 MSP430F2274，微控制器UO的1、4、13脚与地连接，微控制器UO的2脚与晶振Yl的1脚连 接，微控制器UO的3脚与晶振Yl的2脚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有加速度器的无源射频标签，其特征在于，该标签主要包括两部分：射频前端和ＭＣＵ控制；其中，所述射频前端主要由ＰＣＢ天线、整流模块、储能模块、稳压模块、解调模块、调制模块组成；所述ＭＣＵ控制部分包括微处理器模块、ＬＥＤ模块、ＥＥＰＲＯＭ、Ｖｏｕｔ监测模块和加速度器模块；ＰＣＢ天线和解调模块分别与整流模块相连，稳压模块与储能模块相连，ＰＣＢ天线与调制模块相连；稳压模块、解调模块、调制模块、ＬＥＤ模块、ＥＥＰＲＯＭ、Ｖｏｕｔ监测模块和加速度器模块分别与微处理器模块相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈积明，江发昌，程鹏，贺诗波，孙优贤，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：实用新型
国别省市：86[中国|杭州]