双频射频电子标签制造技术

本实用新型专利技术公开一种双频射频电子标签，包括：低频天线，用于接收来自激活源的低频信号，并生成感应信号；低频电路，根据来自低频天线的感应信号来提取所述低频信号的强度并产生触发信号；存储有电子标签ID号的微控制器，根据所述触发信号来实现休眠和启动状态的切换并处理所述低频信号的强度生成强度标识信号；高频电路，用于将来自微控制器的强度标识信号和ID号调制成编码信号；高频天线，用于将编码信号通过高频载波发射到空间中；位于所述锂电池和微控制器之间的电压检测单元。本实用新型专利技术可测量双频射频电子标签与读卡器之间距离，实现准确定位、识别距离可调、解决多个读卡器同时读到同一个电子标签的困扰；并对功耗进行了严格控制，使功耗极低，能长期无故障运作。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电子标签，尤其涉及一种双频射频电子标签。
技术介绍
近年来，物联网是人们普遍关注的一项新技术，射频识别技术作为物联网的一个关键技术得到了迅速的发展。小区、矿区、公路等复杂环境的管理一直受到国家有关部门的高度重视，但是由于管理疏忽而导致的纷争甚至事故还是屡有发生，造成很多个人和国家的利益的不必要损失。如何加强管理措施，如何准确、实时、快速的掌握居民小区内非本小区人员状态、矿区人员分布及流动情况、公路收费效率以及突发事故救援的高效运作是国家有关部门迫切需要解决的问题。改变落后的管理模式，实现管理的现代化、信息化是从根本上解决这些问题的重要途径。目前，在实际中使用的电子标签都是单频段的，电子标签发射距离通常在50米左右，信号范围较大，容易被多个读卡器同时读到，并且多个读卡器读到时也不能准确区分具体是在哪个读卡器的位置，因此也就不能准确定位，给管理带来很多不便。同时，也正由于现有电子标签为单频段模式，它们必须不停地向外发送自己的ID号，或者是不停地切换工作模式(发送模式和接收模式)来接收读卡器发来的信息，这样一来，电子标签的功耗就会很高，电池使用寿命就会很短，导致标签的寿命也十分有限。
技术实现思路
本技术提供一种双频射频电子标签，此双频射频电子标签可测量双频射频电子标签与读卡器之间距离，实现准确定位、识别距离可调、解决多个读卡器同时读到同一个电子标签的困扰、能长期无故障运作。为达到上述目的，本技术采用的技术方案是一种双频射频电子标签，包括低频天线，用于接收来自激活源的低频信号，并生成感应信号；低频电路，根据来自低频天线的感应信号来提取所述低频信号的强度并产生触发信号；存储有电子标签ID号的微控制器，根据所述触发信号来实现休眠和启动状态的切换并处理所述低频信号的强度生成强度标识信号；高频电路，用于将来自微控制器的强度标识信号和ID号调制成编码信号；高频天线，用于将编码信号通过高频载波发射到空间中。上述技术方案中的有关内容解释如下1、上述方案中，锂电池，用于提供电源；位于所述锂电池和微控制器之间的电压检测单元，将来自电源的电压与阈值电压比较，判读所述锂电池的电量大小。2、上述方案中，指示灯，连接到所述微控制器，用于指示电子标签的工作状态。3、上述方案中，所述低频信号的频率为125KHZ。4、上述方案中，所述高频载波的频率为2. 45GHz。本技术工作原理是双频标签电路板经安装电池、封装、测试出厂后，在正常情况下是处于深度睡眠状态的，功耗极低，整体功耗约在3uA。仅在携带有双频电子标签(简称双频标签)的人员或物体进入低频信号源的覆盖范围(0. 5-7m)时，双频标签的低频信号侦测芯片才会侦测到此信号，并立即将休眠状态的MCU唤醒，使其进入工作状态。然后再把低频信号源的编号、低频信号强度、双频标签的电池电量信息、双频标签的ID号(和其他信息)按照规定的格式以高频的形式发送到距离较远的读卡器或双频读卡器。依此可以看出该双频标签具有如下特点近距离唤醒，远距离通讯，且唤醒源可知，唤醒距离可知。避免了由于读卡器的读卡距离较远而相互影响的问题。读卡器接收到高频无线信号后，会按照所定的格式解析获取的数据，并将这些数据分别暂存在读写器中或按照固定的协议以有线 (RS485/RS232/以太网/光线等)或无线(GPRS/CDMA/WIFI/3G等)的方式将这些信息上传至管理调度中心。远程管理调度中心接收到数据后，就可以据此做出相应的判断，并做进一步的管理调度等工作。由于上述技术方案运用，本技术与现有技术相比具有下列优点1、由于本技术在主控电路中采用了低频段射频电路，工作频率为125KHZ，低频唤醒信号源的实现比较容易，电路简单，成本低廉，便于推广应用。2、由于本技术在主控电路中采用了高频段的射频电路，工作频率为2. 45GHz, 通讯距离远，正常情况下为0-50米，拓展了其应用领域。3、由于本技术的控制器采用16位超低功耗单片机MSP430F2132，其功耗低， 功能强，处理速度快，资源丰富，可以简化标签系统的硬件设计，从而降低设计成本。4、由于本技术将低频与高频电路恰到好处的融合在一个标签系统中，使得功耗更低，唤醒距离可以准确控制在0. 5-7米范围内，而数据通讯距离不受影响。5、由于本技术采用软包锂电池，电量更多，体积更小，使用寿命更长，携带更方便，用户更易接受使用。6、由于本技术应用软件编程采用独特的方式，使得使用极为简单，用户只用携带即可，进入唤醒区域时，系统将会自动处理相关信息。附图说明附图1为本技术双频射频电子标签结构示意图。以上附图中1、低频天线；2、低频电路；3、微控制器；4、高频电路；5、高频天线； 6、锂电池；7、电压检测单元；8、指示灯。具体实施方式以下结合附图及实施例对本技术作进一步描述实施例一种双频射频电子标签，包括低频天线1，用于接收来自激活源的低频信号，并生成感应信号，所述低频天线可以是一维天线，也可以是3D天线，一维天线可以实现定向效果，减少其他方向的信号干扰， 3D天线不受方向限制，使用更方便；低频电路2，根据来自低频天线1的感应信号来提取所述低频信号的强度并产生4触发信号；存储有电子标签ID号的微控制器3，根据所述触发信号来实现休眠和启动状态的切換并处理所述低频信号的強度，生成強度标识信号；高频电路4，用于将来自微控制器3的強度标识信号和ID号调制成编码信号；高频天线5，用于将编码信号通过高频载波发射到空间中，此高频天线可以做在电路板上，与外置天线相比，縮小了该标签的体积，使标签更小巧，更容易携帯；锂电池6，用于提供电源；位于所述锂电池6和微控制器3之间的电压检测单元7，将来自电源的电压与阈值电压比较，判读所述锂电池6的电量大小，此电池电量检测方法为电阻分压检测，利用单片机内部自带的AD转换器，可以准确的确定电池的电压，与外置AD转换器相比，降低了标签的功耗，同时又降低了标签的成本，有利于推广使用。指示灯8，连接到所述微控制器3，用于指示电子标签的工作状态，指示灯8为发光 ニ极管，指示双频标签休眠(指示灯灭)和工作(指示灯闪烁)两种状态。上述低频信号的频率为125KHZ。上述高频载波的频率为2. 45GHz。所述高频天线是放置在电路板上的，通讯时的数据包括低频信号源的编号、低频信号強度、自身的ID号、电池电量信息。所述低频天线可以一维天线，也可以是3D天线，一维天线具有定向效果，3D天线不受方向限制。所述信号指示灯为发光二极管。所述系统供电电池形式为软包锂电池。所述电池电量检测方法为电阻分压检测。采用上述双频射频电子标签时，利用无线电射频信号的特性，125KHZ低频信号在空气中的传播速率可以达到4Kbps，2. 45GHz高频信号在空气中的传播速度可以达到 2Mbps。系统工作时所需的电流约为13mA，而待机时所需要的电流仅为3uA，因此我们将两个频段的无线电的通讯速率均设置为最高4Kbps和2Mbps。那么相同的通讯数据量所使用的时间就最短，系统待机的时间就最长，所消耗的能量就最少，电池的使用寿命就更长，双频标签的使用寿命也就更长。上述实施例只为说明本技术的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：白春雨，回刚，
申请(专利权)人：苏州木兰电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：