專利名稱：一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽組成的紅外定位系統(tǒng)，屬于RFID技術(shù)應(yīng)用 領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用在電子標(biāo)簽上的紅外定位技術(shù)主要的工作原理是由讀寫(xiě)器連續(xù)發(fā)射無(wú) 意義的紅外信號(hào)，電子標(biāo)簽進(jìn)入有效接受區(qū)域以后，標(biāo)簽上的紅外接收頭接受紅外信號(hào)，再 觸發(fā)微波發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射FSK微波信號(hào)(載波主要有433MHZ和2. 4GHZ兩種)。讀寫(xiě)器上的 微波接收裝置接收并解調(diào)標(biāo)簽的數(shù)據(jù)信息。 由于紅外接收單元容易受到外界各種紅外源的干擾，使得電子標(biāo)簽常常被誤觸 發(fā)，導(dǎo)致標(biāo)簽的工作距離變化大(由十幾米到零距離)，電池壽命縮短；另外，由于433MHZ 或2.4G通訊系統(tǒng)(發(fā)射電流一般在IOMA以上，功耗較大)的收發(fā)天線的方向性難于控制， 使得幾張?jiān)诓煌恢帽挥|發(fā)的電子標(biāo)簽被微波的有效工作區(qū)域內(nèi)的讀寫(xiě)器同時(shí)接收。
因此，申請(qǐng)人認(rèn)為目前的紅外定位技術(shù)，由于方案及材料技術(shù)的缺陷，存在受外界 環(huán)境影響較大，讀寫(xiě)器接受標(biāo)簽信號(hào)沒(méi)有唯一性，電池及紅外管使用壽命較短的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以解決現(xiàn)有的紅外定位技術(shù)存在受外界環(huán)境影響 較大，讀寫(xiě)器接受標(biāo)簽信號(hào)沒(méi)有唯一性，電池及紅外管使用壽命較短的問(wèn)題的新型電子標(biāo)
簽紅外定位系統(tǒng)。 為達(dá)到以上目的本發(fā)明提供了一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)，它包括紅外讀寫(xiě)器和 電子標(biāo)簽，紅外讀寫(xiě)器包括發(fā)射控制單元、閃存單元、脈沖驅(qū)動(dòng)單元、紅外發(fā)射天線和微波 接收解調(diào)單元，閃存單元的數(shù)據(jù)輸出端與發(fā)射控制單元的數(shù)據(jù)輸入端相連接，發(fā)射控制單
元的數(shù)據(jù)輸出端與脈沖驅(qū)動(dòng)單元的數(shù)據(jù)輸入端相連接，脈沖驅(qū)動(dòng)單元的數(shù)據(jù)輸出端與紅外 發(fā)射天線的數(shù)據(jù)輸入單元相連接，微波接收解調(diào)單元的數(shù)據(jù)輸出端與閃存單元的數(shù)據(jù)輸入 端相連接；電子標(biāo)簽包括接收靈敏度人為地降低10倍左右的紅外接收天線、標(biāo)簽控制單 元、微波發(fā)射單元、調(diào)制單元和發(fā)射天線，紅外接收天線的紅外數(shù)據(jù)輸出端與標(biāo)簽控制單元 的紅外數(shù)據(jù)輸入端相連接，標(biāo)簽控制單元的第一控制輸出端與紅外接收天線的控制輸入端 相連接，標(biāo)簽控制單元的第二控制輸出端與微波發(fā)射單元的控制輸入端相連接，微波發(fā)射 單元的數(shù)據(jù)輸出端與調(diào)制單元的數(shù)據(jù)輸入端相連接，標(biāo)簽控制單元的調(diào)制信號(hào)輸出端與調(diào) 制單元的調(diào)制信號(hào)輸入端相連接，調(diào)制單元的數(shù)據(jù)輸出端與發(fā)射天線的數(shù)據(jù)輸入端相連 接。 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明通過(guò)大功率紅外發(fā)射信息與標(biāo)簽的低靈敏度接收信息 技術(shù)的結(jié)合，使現(xiàn)有的紅外定位技術(shù)具備了不受外界干擾的特點(diǎn)，并增加了電池及紅外管 的使用壽命，同時(shí)還能夠?yàn)樽x寫(xiě)器接受標(biāo)簽提供唯一的信號(hào)。


圖1是本發(fā)明一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)的紅外讀寫(xiě)器的電路結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)的電子標(biāo)簽的電路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提出了一種紅外讀寫(xiě)器，如圖l所示，可以由發(fā)射控制單元1、閃存單元2、脈沖驅(qū)動(dòng)單元3、紅外發(fā)射天線4和微波接收解調(diào)單元5組成，閃存單元2的數(shù)據(jù)輸出端與發(fā)射控制單元1的數(shù)據(jù)輸入端相連接，發(fā)射控制單元1的數(shù)據(jù)輸出端與脈沖驅(qū)動(dòng)單元3的數(shù)據(jù)輸入端相連接，脈沖驅(qū)動(dòng)單元3的數(shù)據(jù)輸出端與紅外發(fā)射天線4的數(shù)據(jù)輸入單元相連接，微波接收解調(diào)單元5的數(shù)據(jù)輸出端與閃存單元2的數(shù)據(jù)輸入端相連接。
讀寫(xiě)器的工作原理是當(dāng)讀寫(xiě)器上電時(shí)，發(fā)射控制單元1從閃存單元2中讀取需要發(fā)射的設(shè)備號(hào)碼(8BIT)及發(fā)射周期參數(shù)，并通過(guò)脈沖驅(qū)動(dòng)單元3輸出VP-P達(dá)4V以上的脈沖數(shù)據(jù)，紅外發(fā)射天線4采用功耗為3瓦或以上的高功率紅外發(fā)射管。此后發(fā)射控制單元1將按照起始參數(shù)周而復(fù)始地輸出數(shù)據(jù)。其中的紅外發(fā)射天線4可以由兩個(gè)紅外發(fā)射管串聯(lián)并接在電源及大功率MOS管(2SK2545)漏級(jí)之間，由發(fā)射控制單元1 (型號(hào)MSP430-2011)送出的數(shù)據(jù)(曼徹斯特編碼8位共10組，紅外載波頻率40KHZ)接入M0S管的柵極驅(qū)動(dòng)紅外發(fā)射管，每個(gè)紅外發(fā)射管上都設(shè)置有30度角的凸透鏡，能夠增加紅外線的發(fā)射距離；兩個(gè)紅外發(fā)射管之間的夾角可以為10 20度，使其讀卡的角度可以達(dá)到單個(gè)紅外發(fā)射管的2倍以上。 讀寫(xiě)器的微波接收解調(diào)單元5作為一個(gè)獨(dú)立的單元在讀寫(xiě)器上電以后就開(kāi)始進(jìn)入接收狀態(tài)，微波接收解調(diào)單元5包括接收天線51、放大單元52、解調(diào)單元53、差分放大單元54、整形單元55和接收控制單元56，接收天線51的數(shù)據(jù)輸出端與放大單元52的數(shù)據(jù)輸入端相連接，放大單元52的數(shù)據(jù)輸出端與解調(diào)單元53的數(shù)據(jù)輸入端相連接，解調(diào)單元53的數(shù)據(jù)輸出端與差分放大單元54的數(shù)據(jù)輸入端相連接，差分放大單元54的數(shù)據(jù)輸出端與整形單元55的數(shù)據(jù)輸入端相連接，整形單元55的數(shù)據(jù)輸出端與接收控制單元56的數(shù)據(jù)輸入端相連接，接收控制單元56的數(shù)據(jù)輸出端與閃存單元2的數(shù)據(jù)輸入端相連接。微波接收解調(diào)單元5在讀寫(xiě)器上電時(shí)及處于接收電子標(biāo)簽信號(hào)的狀態(tài)，接收天線51接收到的信號(hào)首先經(jīng)過(guò)放大單元52進(jìn)行微波低噪聲放大，放大后的信號(hào)經(jīng)過(guò)解調(diào)單元53放大后再經(jīng)過(guò)差分放大單元54及整形單元55，最后由接收控制單元56譯碼后發(fā)送給閃存單元2，完成一個(gè)讀寫(xiě)器信號(hào)接收周期。在接收到正確的電子標(biāo)簽號(hào)碼(4個(gè)或4個(gè)以上字節(jié))后，將數(shù)據(jù)的第一個(gè)字節(jié)(8BIT)與設(shè)備號(hào)碼相比較，只有在兩組數(shù)據(jù)完全相等時(shí)設(shè)備才會(huì)將接收的數(shù)據(jù)(不含設(shè)備號(hào)碼部分)上傳。 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
還提供了一種電子標(biāo)簽，如圖2所示，可以由接收靈敏度人為地降低10倍左右的紅外接收天線6、標(biāo)簽控制單元7、微波發(fā)射單元8、調(diào)制單元9和發(fā)射天線10組成，紅外接收天線6的紅外數(shù)據(jù)輸出端與標(biāo)簽控制單元7的紅外數(shù)據(jù)輸入端相連接，標(biāo)簽控制單元7的第一控制輸出端與紅外接收天線6的控制輸入端相連接，標(biāo)簽控制單元7的第二控制輸出端與微波發(fā)射單元8的控制輸入端相連接，微波發(fā)射單元8的數(shù)據(jù)輸出端與調(diào)制單元9的數(shù)據(jù)輸入端相連接，標(biāo)簽控制單元7的調(diào)制信號(hào)輸出端與調(diào)制單元9的調(diào)制信號(hào)輸入端相連接，調(diào)制單元9的數(shù)據(jù)輸出端與發(fā)射天線10的數(shù)據(jù)輸入端相連接。
電子標(biāo)簽的工作原理是在紅外有效接收區(qū)域以外，標(biāo)簽控制單元7設(shè)置一個(gè)脈沖工作周期，此周期比紅外發(fā)射數(shù)據(jù)周期時(shí)間短一個(gè)周期，脈沖的寬度大于0. 7MS(因?yàn)榧t外觸發(fā)信號(hào)周期的寬度為O. 6MS)，這樣的設(shè)置可以保證一旦電子標(biāo)簽進(jìn)入紅外接收區(qū)域，標(biāo)簽控制單元7將通過(guò)紅外接收天線6接收到紅外數(shù)據(jù)，然后對(duì)該數(shù)據(jù)進(jìn)行譯碼，譯碼完畢后標(biāo)簽控制單元7置Vol為低電平，關(guān)斷紅外接收電路，隨后置Vo2為高電平，給微波發(fā)射單元8(UHF頻段)上電，接著輸出加上設(shè)備號(hào)碼(4個(gè)或4個(gè)以上字節(jié))的標(biāo)簽ID號(hào)碼的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)調(diào)制UHF的微波信號(hào)通過(guò)調(diào)制單元9經(jīng)發(fā)射天線10發(fā)射出去。電子標(biāo)簽的紅外接收天線6可采用市場(chǎng)上常用的"紅外接收頭"，實(shí)際安裝時(shí)接收頭部分可封裝在淡顏色的塑料里面。 本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提出的由電子標(biāo)簽的紅外讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽組成的技術(shù)方案具有如下的優(yōu)點(diǎn) 1)讀卡距離在讀寫(xiě)器前方6米處可調(diào)，水平夾角30 60度可調(diào)；
2)白天和晚上的工作最遠(yuǎn)距離誤差不超過(guò)20% ;
3)微波工作頻率在920腿Z附近，符合RFID頻段的要求；
4)低功耗一節(jié)500mAh的鈕扣電池工作時(shí)間達(dá)4年以上； 5)低成本批量生產(chǎn)時(shí)，制作成本接近無(wú)源卡，大大低于現(xiàn)有國(guó)際同類產(chǎn)品的價(jià)格。 以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)，它包括紅外讀寫(xiě)器和電子標(biāo)簽，其特征在于，紅外讀寫(xiě)器它包括發(fā)射控制單元(1)、閃存單元(2)、脈沖驅(qū)動(dòng)單元(3)、紅外發(fā)射天線(4)和微波接收解調(diào)單元(5)，閃存單元(2)的數(shù)據(jù)輸出端與發(fā)射控制單元(1)的數(shù)據(jù)輸入端相連接，發(fā)射控制單元(1)的數(shù)據(jù)輸出端與脈沖驅(qū)動(dòng)單元(3)的數(shù)據(jù)輸入端相連接，脈沖驅(qū)動(dòng)單元(3)的數(shù)據(jù)輸出端與紅外發(fā)射天線(4)的數(shù)據(jù)輸入端相連接，微波接收解調(diào)單元(5)的數(shù)據(jù)輸出端與閃存單元(2)的數(shù)據(jù)輸入端相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外發(fā)射天 線(4)包括至少一組以上的大功率紅外發(fā)射管，每組由兩只串聯(lián)安裝在驅(qū)動(dòng)管的漏級(jí)和電 源之間，每個(gè)紅外發(fā)射管上都設(shè)置有30度的凸透鏡。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)，其特征在于，所述紅外發(fā)射天 線(4)的發(fā)射功率為3瓦以上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)，其特征在于，所述兩個(gè)紅外發(fā) 射管(4)之間的夾角為10 20度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-4任意一項(xiàng)所述的一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)，其特征在于，所述 微波接收解調(diào)單元(5)包括接收天線(51)、放大單元(52)、解調(diào)單元(53)、差分放大單元 (54)、整形單元(55)和接收控制單元(56)，接收天線(51)的數(shù)據(jù)輸出端與放大單元(52) 的數(shù)據(jù)輸入端相連接，放大單元(52)的數(shù)據(jù)輸出端與解調(diào)單元(53)的數(shù)據(jù)輸入端相連接， 解調(diào)單元(53)的數(shù)據(jù)輸出端與差分放大單元(54)的數(shù)據(jù)輸入端相連接，差分放大單元 (54)的數(shù)據(jù)輸出端與整形單元(55)的數(shù)據(jù)輸入端相連接，整形單元(55)的數(shù)據(jù)輸出端與 接收控制單元(56)的數(shù)據(jù)輸入端相連接，接收控制單元(56)的數(shù)據(jù)輸出端與閃存單元(2) 的數(shù)據(jù)輸入端相連接。
6. —種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)，其特征在于，電子標(biāo)簽包括接收靈敏度人為地降低10 倍左右的紅外接收天線(6)、標(biāo)簽控制單元(7)、微波發(fā)射單元(8)、調(diào)制單元(9)和發(fā)射天 線(IO)，紅外接收天線(6)的紅外數(shù)據(jù)輸出端與標(biāo)簽控制單元(7)的紅外數(shù)據(jù)輸入端相連 接，標(biāo)簽控制單元(7)的第一控制輸出端與紅外接收天線(6)的控制輸入端相連接，標(biāo)簽控 制單元(7)的第二控制輸出端與微波發(fā)射單元(8)的控制輸入端相連接，微波發(fā)射單元(8) 的數(shù)據(jù)輸出端與調(diào)制單元(9)的數(shù)據(jù)輸入端相連接，標(biāo)簽控制單元(7)的調(diào)制信號(hào)輸出端 與調(diào)制單元(9)的調(diào)制信號(hào)輸入端相連接，調(diào)制單元(9)的數(shù)據(jù)輸出端與發(fā)射天線(10)的 數(shù)據(jù)輸入端相連接。
全文摘要
一種電子標(biāo)簽紅外定位系統(tǒng)，屬于RFID技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，以解決現(xiàn)有的紅外定位技術(shù)存在受外界環(huán)境影響較大，讀寫(xiě)器接受標(biāo)簽信號(hào)沒(méi)有唯一性，電池及大功率紅外管使用壽命較短的問(wèn)題。讀寫(xiě)器的閃存單元與發(fā)射控制單元連接，發(fā)射控制單元與脈沖驅(qū)動(dòng)單元連接，脈沖驅(qū)動(dòng)單元與紅外發(fā)射天線連接，微波接收解調(diào)單元與讀寫(xiě)器控制單元連接。電子標(biāo)簽的紅外接收天線與標(biāo)簽控制單元連接，標(biāo)簽控制單元的兩個(gè)控制端分別與紅外接收天線和微波發(fā)射單元連接，微波發(fā)射單元與調(diào)制單元連接，調(diào)制單元與標(biāo)簽控制單元連接，調(diào)制單元與發(fā)射天線連接。本發(fā)明的紅外定位技術(shù)不受外界干擾，并增加了電池及紅外管的使用壽命，同時(shí)還能夠?yàn)樽x寫(xiě)器接受標(biāo)簽提供唯一的信號(hào)。
文檔編號(hào)G06K7/10GK101714207SQ20091011064
公開(kāi)日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年10月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月16日
發(fā)明者周必友 申請(qǐng)人:周必友