基于环境能量收集的环保性有源电子标签制造技术

基于环境能量收集的环保型有源电子标签。为了克服有源电子标签所存在的使用寿命缺陷和对环境严重污染问题，本发明专利技术提出了采用超低功耗的有源无线射频识别技术、环境能量收集技术、电容能量存储方式相结合，构成基于环境能量收集的环保型有源电子标签设计，电源工作模式为连续环境能量采集存储、微电流连续供电和小电流间歇放电相结合方式。有源电子标签ＩＤ号码由无线射频识别单元内置固定ＩＤ标识信息构成，在生产时以递增或递减的方式产生的，不可改变；有源电子标签只是在一个小时间窗内通过无线方式发射出自身固定ＩＤ标识信息，平时处于休眠状态，以满足采用环境能量收集和电容能量存储的电源特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于低功耗有源电子标签的实现方法。
技术介绍
中华人民共和国专利200510026966.3 “低功耗的有源电子标签通信模式”和 200810141907.4 “UHF主动式有源电子标签通讯系统”公布了两种有源电子标签的设计方 法，但其都存在如下缺点1)有源电子标签依赖自带内部电池供电进行工作，但电池的寿 命和容量是有限的，如果电池能量耗尽则该有源电子标签就失效了，因此有源电子标签的 使用寿命取决于内部电池使用寿命，也导致了有源电子标签寿命较短的缺陷；2)有源电子 标签采用电池供电进行工作，电池在失效后很难回收处理，而电池本身是由化学活性成分 构成，带有很多有害环境物质，因此已有的有源电子标签对环境将造成很大污染，特别是当 有源电子标签大量使用后会形成巨大的环境污染源。
技术实现思路
为了克服有源电子标签所存在的使用寿命缺陷和对环境严重污染问题，本专利技术提 出了基于环境能量收集的环保型有源电子标签实现方法，其具体内容包含抛弃传统有源电 子标签的设计方法，在有源电子标签内部不使用任何电池，采用环境能量收集的方式和电 容能量存储的方式为有源电子标签正常工作提供电源，而有源电子标签内部电路采用超低 功耗的设计和工作机制，避免使用大电流工作和连续工作机制，以解决基于环境能量收集 和电容能量存储的电源方式所带来的局限性。这样的设计机制完全解决了有源电子标签的 使用寿命受电池限制的缺陷，同时由于内部没有任何电池因此避免了失效电池对环境污染 问题，使其成为环保型有源电子标签。本专利技术解决问题所采用的技术方案是采用超低功耗的有源无线射频识别技术、环境能量收集技术、电容能量存储方式 相结合，构成基于环境能量收集的环保型有源电子标签设计，电源工作模式为连续环境能 量采集存储、微电流连续供电和小电流间歇放电相结合方式。有源电子标签ID号码由无线 射频识别单元内置固定ID标识信息构成，内置固定ID标识信息是在有源电子标签生产时 以递增或递减的方式产生的，不可改变；有源电子标签的电源由环境能量收集单元被动的 从自然环境中采集能量，并将能量自动存储到相连的电容中提供的，整个能量收集和存储 的过程是连续的，是由无源器件自动完成的。有源电子标签的无线射频微处理单元和射频 电路采取超低功耗设计，工作只是在一个小时间窗内通过无线方式发射出自身固定ID标 识信息，微处理单元和射频电路又进入到休眠状态，以满足采用环境能量收集和电容能量 存储的电源特点。本专利技术实现的基于环境能量收集的环保型有源电子标签由有源无线射频识别单 元、环境能量收集单元和电容能量存储单元组成，包括时钟、定时器、环境能量收集单元、电 容能量存储单元、射频电路、微处理器。本专利技术中的基于环境能量收集的环保型有源电子标签工作模式如下 缺省情况下，有源电子标签一直处于正常非工作状态a，此时标签上仅时钟和计 数器运行，其余模块都处于非工作状态，功耗极低； 计数器计数达到一个固定时间间隔Tl后，微处理器被唤醒，进入通信状态b，微 处理器触发射频电路发送由内置固定ID标识信息，此时标签上射频电流处于发射状态，检 测和发射的时间周期为T2 ；·Τ2结束后，标签又回到正常的非工作状态a，等到计数器计数达到下一个固定 时间间隔Tl后再进入下一个通信状态b ； 不同标签的标识ID采用递增或递减方式由生产时就固定写入的，在标签的生 命周期内是固定不可修改的； 有源电子标签的整个生命周期内，由环境能量收集单元和电容能量存储单元构 成的电源系统一直处于连续能量收集和存储工作状态，整个过程是被动的不需要提供电源 支持。电容能量存储单元在固定时间间隔Tl周期内连续向其他耗能电路提供微电流，保证 有源电子标签维持正常非工作状态a ；电容能量存储单元在时间周期为T2时向其他耗能电 流提供小电流，保证有源电子标签维持通信状态b ；附图说明图1为基于环境能量收集的环保型有源电子标签的系统构成图。图2为基于环境能量收集的环保型有源电子标签的管理状态图。图中1表示计数器构成的定时器，2表示射频电路，3表示时钟，4表示环境能量收 集单元，5表示电容能量存储单元，6表示基于环境能量收集的环保型有源电子标签，7表示 微处理器；a表示正常非工作休眠状态，b表示通信状态。具体实施例方式正常情况下6处于状态a ；计数器计数工作到一定周期时间Tl后，触发2进入状态b ；状态b的时间长度为T2，在T2周期内完成标签的ID标识信息发送任务，T2结束 后则6返回状态a;重新进入下一轮工作状态循环。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．基于环境能量收集的环保型有源电子标签，其特征是：依据有源电子标签的工作特性，在有源电子标签内部不使用任何电池，采用环境能量收集的方式和电容能量存储的方式为有源电子标签正常工作提供电源，而有源电子标签内部电路采用超低功耗的设计和工作机制，避免使用大电流工作和连续工作机制，以解决基于环境能量收集和电容能量存储的电源方式所带来的局限性。这样的设计机制完全解决了有源电子标签的使用寿命受电池限制的缺陷，同时由于内部没有任何电池因此避免了失效电池对环境污染问题，使其成为环保型有源电子标签。

【技术特征摘要】
1.基于环境能量收集的环保型有源电子标签，其特征是依据有源电子标签的工作特 性，在有源电子标签内部不使用任何电池，采用环境能量收集的方式和电容能量存储的方 式为有源电子标签正常工作提供电源，而有源电子标签内部电路采用超低功耗的设计和工 作机制，避免...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧海涛，徐双，赵明，
申请(专利权)人：上海锐帆信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]