專(zhuān)利名稱(chēng)：一種射頻識(shí)別裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及射頻識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種射頻識(shí)別裝置。
背景技術(shù)：
射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)是ー種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技木。在射頻識(shí)別系統(tǒng)中，讀寫(xiě)器發(fā)送射頻信號(hào)激活射頻標(biāo)簽，并接收從標(biāo)簽返回的射頻信號(hào)，從而達(dá)到識(shí)別的目的。在無(wú)源超高頻射頻識(shí)別系統(tǒng)中，標(biāo)簽自身不帶電源，因此需要盡可能降低自身電路功耗。在目前的超高頻RFID電路實(shí)現(xiàn)中，由于返回信號(hào)速率的產(chǎn)生受到讀寫(xiě)器向標(biāo)簽通信過(guò)程參數(shù)的調(diào)節(jié)，為了滿(mǎn)足產(chǎn)生具有一定精度和一定范圍連續(xù)可調(diào)返回信號(hào)速率的要求，需要較高的片上振蕩器頻率作為基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，給降低功耗帶來(lái)了不利影響。
現(xiàn)有技術(shù)中，標(biāo)簽產(chǎn)生的頻率信號(hào)是通過(guò)計(jì)數(shù)器和數(shù)字分頻產(chǎn)生的可調(diào)頻率，其頻率只能為振蕩器輸出頻率整數(shù)倍的頻率，并且現(xiàn)有技術(shù)的應(yīng)用中，ー些返回頻率會(huì)受到固定干擾，影響了讀寫(xiě)器的識(shí)別功能。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供ー種射頻識(shí)別裝置，其不但可以降低無(wú)源標(biāo)簽片上振蕩器的頻率，降低芯片功耗，而且可以有效的產(chǎn)生多種具有小數(shù)分頻特征的返回頻率。本發(fā)明提供的ー種射頻識(shí)別裝置，包括讀寫(xiě)器、天線(xiàn)和標(biāo)簽；其改進(jìn)之處在于，所述讀寫(xiě)器通過(guò)所述天線(xiàn)對(duì)所述標(biāo)簽發(fā)射頻率信號(hào)，所述標(biāo)簽根據(jù)讀寫(xiě)器發(fā)射的射頻信號(hào)通過(guò)內(nèi)部電路參數(shù)產(chǎn)生具有小數(shù)精度的離散頻率的信號(hào)，通過(guò)所述天線(xiàn)返回至所述讀寫(xiě)器的收發(fā)模塊。其中，返回信號(hào)頻率的選擇通過(guò)讀寫(xiě)器要求的參數(shù)設(shè)定。其中，返回信號(hào)的速率之間互為質(zhì)數(shù)。其中，離散頻率之間的倍數(shù)關(guān)系通過(guò)標(biāo)簽內(nèi)部電路的參數(shù)間的倍數(shù)關(guān)系確定。其中，所述標(biāo)簽內(nèi)部電路包括能量恢復(fù)單元、調(diào)制單元、解調(diào)單元、復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生單兀、協(xié)議控制電路、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘振湯器、時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單兀和加St旲塊；所述能量恢復(fù)單元接收所述天線(xiàn)的射頻信號(hào)，為所述標(biāo)簽提供電源；所述解調(diào)單元將接收到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波傳給所述協(xié)議控制電路；所述協(xié)議控制電路將信號(hào)依次傳給所述時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單元和所述時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生離散的頻率，通過(guò)所述調(diào)制單元和所述天線(xiàn)發(fā)射給所述讀寫(xiě)器的收發(fā)模塊；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；所述復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生單元在所述能量恢復(fù)單元提供的電壓低于正常電壓時(shí)進(jìn)行復(fù)位；所述加密模塊與所述協(xié)議控制電路連接，在用戶(hù)設(shè)定時(shí)，對(duì)通信過(guò)程和數(shù)據(jù)的認(rèn)證和加密，提高射頻識(shí)別系統(tǒng)的安全性。
其中，所述時(shí)鐘振蕩器包括電容、回差比較器和至少ー個(gè)的電流源；電容一端與回差比較器的反向輸入端連接，另一端接地；回差比較器的同向輸入端連接參考電壓源；回差比較器同時(shí)控制復(fù)位電路用于復(fù)位電容兩端電壓；；每個(gè)電流源設(shè)置ー個(gè)相對(duì)系數(shù)；所述電流源由晶體管構(gòu)成；至少ー個(gè)的晶體管的柵極與所述協(xié)議控制電路連接，其漏極根據(jù)相應(yīng)的相對(duì)系數(shù)與所述時(shí)鐘振蕩器的比較器的反向輸入端連接。其中，所述時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單元包括頻率反饋校準(zhǔn)電路。其中，所述時(shí)鐘振蕩器的基準(zhǔn)頻率由其器件參數(shù)確定。其中，所述時(shí)鐘振蕩器的基準(zhǔn)頻率通過(guò)時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)過(guò)程同步于讀寫(xiě)器至標(biāo)簽的通信速率，用于獲得準(zhǔn)確的返回速率。
其中，所述離散頻率之間的倍數(shù)關(guān)系是根據(jù)所述時(shí)鐘振蕩器的電流源設(shè)定的相對(duì)系數(shù)確定；離散頻率的頻率值為所述基準(zhǔn)頻率與相對(duì)系數(shù)的乘積。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為本發(fā)明采用電流源實(shí)現(xiàn)多個(gè)具有小數(shù)精度的頻率，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低。本發(fā)明離散頻率點(diǎn)的倍數(shù)關(guān)系通過(guò)電路結(jié)構(gòu)上的器件參數(shù)間的倍數(shù)關(guān)系唯一確定，不需要采用分頻/倍頻的方法產(chǎn)生不同的頻率。這樣可產(chǎn)生多種具有小數(shù)分頻特征的返回頻率，擴(kuò)大了裝置的應(yīng)用范圍，提高了裝置的抗干擾能力。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整返回信號(hào)頻率，避開(kāi)了很多干擾信號(hào)，從而提高了射頻識(shí)別裝置的識(shí)別功能。本發(fā)明對(duì)時(shí)鐘振蕩器的基準(zhǔn)頻率的選擇，降低了標(biāo)簽的功耗，標(biāo)簽的功耗是無(wú)源射頻識(shí)別系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)，降低功耗可以提高系統(tǒng)的最大識(shí)別距離。


圖I為本發(fā)明提供的射頻識(shí)別裝置示意圖。圖2為本發(fā)明提供的射頻識(shí)別裝置的標(biāo)簽的電路結(jié)構(gòu)圖。圖3為本發(fā)明提供的時(shí)鐘振蕩器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)ー步的詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例的ー種射頻識(shí)別裝置，其結(jié)構(gòu)圖如圖I所示，包括讀寫(xiě)器、天線(xiàn)和標(biāo)簽；本實(shí)施例的改進(jìn)之處在于，讀寫(xiě)器通過(guò)所述天線(xiàn)對(duì)所述標(biāo)簽發(fā)射頻率信號(hào)，所述標(biāo)簽根據(jù)讀寫(xiě)器發(fā)射的射頻信號(hào)通過(guò)內(nèi)部電路參數(shù)產(chǎn)生互為質(zhì)數(shù)的信號(hào)，通過(guò)所述天線(xiàn)返回至所述讀寫(xiě)器的收發(fā)模塊。其返回的信號(hào)頻率可為具有小數(shù)精度的可選的離散的頻率點(diǎn)。其中，標(biāo)簽內(nèi)部電路如圖2所示,包括能量恢復(fù)單元、調(diào)制單元、解調(diào)單元、復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生單元、協(xié)議控制電路、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘振蕩器、時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單元和加密模塊；所述能量恢復(fù)單元接收所述天線(xiàn)的射頻信號(hào)，為所述標(biāo)簽提供電源(可等效為ー個(gè)直流電源);所述解調(diào)単元將接收到的射頻信號(hào)將其數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成模擬的方波傳給所述協(xié)議控制電路；所述協(xié)議控制電路將信號(hào)依次傳給所述時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單元和所述時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生離散的頻率點(diǎn)，通過(guò)所述調(diào)制單元和所述天線(xiàn)發(fā)射給所述讀寫(xiě)器的收發(fā)模塊；返回信號(hào)頻率的選擇通過(guò)讀寫(xiě)器要求的唯一參數(shù)設(shè)定；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)接收和發(fā)送的數(shù)據(jù)；所述復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生單元在所述能量恢復(fù)單元提供的電壓低于正常電壓時(shí)進(jìn)行復(fù)位。加密模塊與協(xié)議控制電路連接，在用戶(hù)需要時(shí)，模塊可以支持系統(tǒng)通過(guò)加密模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)通信過(guò)程和數(shù)據(jù)的認(rèn)證和加密，提高射頻識(shí)別系統(tǒng)的安全性。本實(shí)施例的協(xié)議控制電路是由狀態(tài)機(jī)和組合邏輯電路構(gòu)成，完成以下功能(I)解碼根據(jù)接收的串行數(shù)字信號(hào)解調(diào)出相應(yīng)的控制命令。(2)標(biāo)簽狀態(tài)控制根據(jù)當(dāng)前標(biāo)簽狀態(tài)和接收到的控制命令按照系統(tǒng)做遵從的協(xié)議控制標(biāo)簽轉(zhuǎn)移到下ー個(gè)狀態(tài)。(3)存取數(shù)據(jù)根據(jù)接受到的命令的當(dāng)前的狀態(tài)存取存貯器中的數(shù)據(jù)。(4)返回?cái)?shù)據(jù)生成根據(jù)接收到的命令控制返回?cái)?shù)據(jù)的內(nèi)容。(5)其他控制加/解密模塊的工作，控制時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)電路的工作。本實(shí)施例的返回信號(hào)的頻率是具有小數(shù)精度的離散頻率點(diǎn)。其離散頻率點(diǎn)之間的倍數(shù)關(guān)系通過(guò)標(biāo)簽內(nèi)部電路的參數(shù)間的倍數(shù)關(guān)系確定。具體的是根據(jù)所述時(shí)鐘振蕩器的電流源設(shè)定的相對(duì)系數(shù)確定。離散頻率點(diǎn)的頻率值為所述基準(zhǔn)頻率與相對(duì)系數(shù)的乘積。時(shí)鐘振蕩器如圖3所示，包括電容、回差比較器和至少ー個(gè)的電流源。電容一端與回差比較器的反向輸入端連接，另一端接地。回差比較器的同向輸入端連接ー個(gè)額外的參 考電壓源(其輸出的電壓作為參考電壓)，回差比較器同時(shí)控制復(fù)位電路用于復(fù)位電容兩端電壓。時(shí)鐘振蕩器的基準(zhǔn)頻率由其器件參數(shù)確確定。每個(gè)電流源設(shè)定ー個(gè)相對(duì)系數(shù)；所述電流源由晶體管構(gòu)成；至少ー個(gè)的晶體管的柵極與所述協(xié)議控制電路連接，其漏極根據(jù)相應(yīng)的相對(duì)系數(shù)與所述時(shí)鐘振蕩器的比較器的反向輸入端連接。本實(shí)施例設(shè)晶體管共有8個(gè)，可設(shè)定8個(gè)相對(duì)系數(shù)。8個(gè)晶體管的柵極連接在一起，其成為公共端，與所述協(xié)議控制電路連接，8個(gè)晶體管的源極共同連接到標(biāo)簽總電源正扱。8個(gè)晶體管的漏極輸出不同的電流并通過(guò)多路選擇器連接到電容一端。根據(jù)讀寫(xiě)器發(fā)送的命令要求，相應(yīng)的選擇8個(gè)晶體管中符合的一個(gè)與時(shí)鐘振蕩器的回差比較器的反向輸入端連接。8個(gè)電流源對(duì)應(yīng)的晶體管之間通過(guò)物理尺寸確定了它們之間的輸出電流關(guān)系。通過(guò)與基準(zhǔn)頻率的乘積，得到頻率值，本實(shí)施例以讀取器要求的64KHz為例，按照要求，選取合適的晶體管，通過(guò)多路選擇器與回差比較器連接，調(diào)制單元發(fā)射調(diào)制速率為64KHz的返回信號(hào)到讀寫(xiě)器的收發(fā)模塊。如果在該反向調(diào)制速率及其整數(shù)倍諧波頻率上存在干擾信號(hào)，則可以選擇另一個(gè)反向調(diào)制速率，例如，320X3/7KHZ，具體實(shí)施中，在常用的返回速率范圍內(nèi)(64KHz 640KHz)，選擇了分布較均勻，且擁有最少公約數(shù)的一組頻率最為本發(fā)明實(shí)施中離散頻率點(diǎn)選擇的一個(gè)優(yōu)選方案。所述時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單元包括頻率反饋校準(zhǔn)電路，在制造時(shí)鐘振蕩器的過(guò)程中，由器件的真實(shí)參數(shù)確定的基準(zhǔn)頻率與設(shè)定的基準(zhǔn)頻率之間存在一定誤差，所以，在標(biāo)簽接收到射頻信號(hào)的同時(shí)，通過(guò)接收讀寫(xiě)器所發(fā)送信號(hào)的特定調(diào)制速率，比較接收信號(hào)和時(shí)鐘振蕩器輸出信號(hào)的關(guān)系，漸進(jìn)的微調(diào)振蕩器的頻率，以使振蕩器的輸出頻率同步與讀寫(xiě)器至標(biāo)簽的通信速率。本實(shí)施例的射頻識(shí)別裝置的標(biāo)簽實(shí)現(xiàn)了如下功能(I)返回信號(hào)頻率是一系列具有小數(shù)精度的可選的離散頻率點(diǎn)。(2)這些離散頻率點(diǎn)的倍數(shù)關(guān)系通過(guò)電路結(jié)構(gòu)上的器件參數(shù)間的倍數(shù)關(guān)系唯一確定，不需要采用分頻/倍頻的方法產(chǎn)生不同的頻率。(3)片上振蕩器的基準(zhǔn)頻率可以選取較低的值，以降低功耗。
(4)片上振蕩器基準(zhǔn)頻率可以通過(guò)時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)過(guò)程同步于讀寫(xiě)器至標(biāo)簽的通信速率，已獲得準(zhǔn)確的返回速率。(5)返回信號(hào)頻率的選擇可通過(guò)讀寫(xiě)器至標(biāo)簽的通信過(guò)程參數(shù)直接指定。最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非 對(duì)其限制，盡管參照上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.ー種射頻識(shí)別裝置，包括讀寫(xiě)器、天線(xiàn)和標(biāo)簽；其特征在于，所述讀寫(xiě)器通過(guò)所述天線(xiàn)對(duì)所述標(biāo)簽發(fā)射頻率信號(hào)，所述標(biāo)簽根據(jù)讀寫(xiě)器發(fā)射的射頻信號(hào)通過(guò)內(nèi)部電路參數(shù)產(chǎn)生具有小數(shù)精度的離散頻率的信號(hào)，通過(guò)所述天線(xiàn)返回至所述讀寫(xiě)器的收發(fā)模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在于，返回信號(hào)頻率的選擇通過(guò)讀寫(xiě)器要求的參數(shù)設(shè)定。
3.如權(quán)利要求I所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在于，返回信號(hào)的速率之間互為質(zhì)數(shù)。
4.如權(quán)利要求3所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在干，離散頻率之間的倍數(shù)關(guān)系通過(guò)標(biāo)簽內(nèi)部電路的參數(shù)間的倍數(shù)關(guān)系確定。
5.如權(quán)利要求I或4任一所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在于，所述標(biāo)簽內(nèi)部電路包括能量恢復(fù)單元、調(diào)制單元、解調(diào)單元、復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生單元、協(xié)議控制電路、存儲(chǔ)器、時(shí)鐘振蕩器、時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單元和加密模塊；所述能量恢復(fù)單元接收所述天線(xiàn)的射頻信號(hào)，為所述標(biāo)簽提供電源；所述解調(diào)單元將接收到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成方波傳給所述協(xié)議控制電路；所述協(xié)議控制電路將信號(hào)依次傳給所述時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單元和所述時(shí)鐘振蕩器產(chǎn)生離散的頻率，通過(guò)所述調(diào)制單元和所述天線(xiàn)發(fā)射給所述讀寫(xiě)器的收發(fā)模塊；所述存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；所述復(fù)位信號(hào)產(chǎn)生單元在所述能量恢復(fù)單元提供的電壓低于正常電壓時(shí)進(jìn)行復(fù)位；所述加密模塊與所述協(xié)議控制電路連接，在用戶(hù)設(shè)定時(shí)，對(duì)通信過(guò)程和數(shù)據(jù)的認(rèn)證和加密，提高射頻識(shí)別系統(tǒng)的安全性。
6.如權(quán)利要求5所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘振蕩器包括電容、回差比較器和至少ー個(gè)的電流源；電容一端與回差比較器的反向輸入端連接，另一端接地；回差比較器的同向輸入端連接參考電壓源；回差比較器同時(shí)控制復(fù)位電路用于復(fù)位電容兩端電壓;;每個(gè)電流源設(shè)置ー個(gè)相對(duì)系數(shù)；所述電流源由晶體管構(gòu)成；至少ー個(gè)的晶體管的柵極與所述協(xié)議控制電路連接，其漏極根據(jù)相應(yīng)的相對(duì)系數(shù)與所述時(shí)鐘振蕩器的比較器的反向輸入端連接。
7.如權(quán)利要求5所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)控制單元包括頻率反饋校準(zhǔn)電路。
8.如權(quán)利要求5或6任一所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘振蕩器的基準(zhǔn)頻率由其器件參數(shù)確定。
9.如權(quán)利要求5或6任一所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在于，所述時(shí)鐘振蕩器的基準(zhǔn)頻率通過(guò)時(shí)鐘頻率校準(zhǔn)過(guò)程同步于讀寫(xiě)器至標(biāo)簽的通信速率，用于獲得準(zhǔn)確的返回速率。
10.如權(quán)利要求2所述的射頻識(shí)別裝置，其特征在于，所述離散頻率之間的倍數(shù)關(guān)系是根據(jù)所述時(shí)鐘振蕩器的電流源設(shè)定的相對(duì)系數(shù)確定；離散頻率的頻率值為所述基準(zhǔn)頻率與相對(duì)系數(shù)的乘積。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種射頻識(shí)別裝置，包括讀寫(xiě)器、天線(xiàn)和標(biāo)簽；讀寫(xiě)器通過(guò)天線(xiàn)對(duì)標(biāo)簽發(fā)射頻率信號(hào)，標(biāo)簽根據(jù)其信號(hào)產(chǎn)生具有小數(shù)精度的離散頻率的信號(hào)，調(diào)制單元處理后，通過(guò)天線(xiàn)至讀寫(xiě)器的收發(fā)模塊。本發(fā)明離散頻率的倍數(shù)關(guān)系通過(guò)電路結(jié)構(gòu)上的器件參數(shù)間的倍數(shù)關(guān)系唯一確定，不需要采用分頻/倍頻的方法產(chǎn)生不同的頻率，可產(chǎn)生多種具有小數(shù)分頻特征的返回頻率，擴(kuò)大了裝置的應(yīng)用范圍，提高了裝置的抗干擾能力。本發(fā)明通過(guò)調(diào)整返回信號(hào)頻率，避開(kāi)了很多干擾信號(hào)，從而提高了射頻識(shí)別裝置的識(shí)別功能。本發(fā)明可以使用較低的標(biāo)簽片上時(shí)鐘振蕩器基準(zhǔn)頻率，降低了標(biāo)簽的功耗，標(biāo)簽的功耗是無(wú)源射頻識(shí)別系統(tǒng)的重要性能指標(biāo)，降低功耗可以提高系統(tǒng)的最大識(shí)別距離。
文檔編號(hào)G06K17/00GK102831448SQ20121015653
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年5月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月18日
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