專利名稱：一種射頻卡和一種射頻識別系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及射頻識別技術(shù)，特別是涉及一種射頻卡和一種射頻識別 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
射頻識別技術(shù)是一種非接觸式的自動識別射頻技術(shù)，利用無線射頻方式 進(jìn)行非接觸雙向數(shù)據(jù)傳輸，從而實(shí)現(xiàn)對特定物體或設(shè)備在不同狀態(tài)下的自動 識別和管理。射頻識別系統(tǒng)主要由讀卡器和射頻卡組成，其基本工作流程是讀卡器 通過內(nèi)部的天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)射頻卡進(jìn)入天線工作區(qū)域接收 到讀卡信號后，將自身編碼等信息發(fā)送出去；讀卡器對接收的信號進(jìn)行解調(diào) 和解碼，然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理。由于射頻識別系統(tǒng)具有非接觸、閱讀速度快、無磨損、不受環(huán)境影響、 壽命長和便于使用等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，比如高速 公路收費(fèi)、智能交通、井下定位、門禁控制以及貨物跟蹤等。在射頻識別系統(tǒng)中，射頻卡具有唯一的電子編碼，被設(shè)置在目標(biāo)物體上， 用來標(biāo)識目標(biāo)物體。目前，射頻卡可以分為有源卡和無源卡，其中，有源卡 的內(nèi)部有電源，該內(nèi)部的電源作為射頻卡的工作電源，同時內(nèi)部電源的能量 也部分地轉(zhuǎn)換為射頻卡與讀卡器通信所需的射頻能量，從而增加了射頻卡的 通信距離。圖1是在現(xiàn)有技術(shù)中有源的射頻卡的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖1，在現(xiàn)有技術(shù)中，有源的射頻卡內(nèi)部主要包括電源單元、控制單元和射頻發(fā)射單元， 其中，電源單元，用于利用存儲的電量為控制單元和射頻發(fā)射單元供電；控
制單元，用于向射頻發(fā)射單元發(fā)送控制指令；射頻發(fā)射單元，用于根據(jù)控制 單元發(fā)來的控制指令，接收和發(fā)送數(shù)據(jù)。由上述圖l所示結(jié)構(gòu)可以看出，在有源的射頻卡內(nèi)部，控制單元和射頻 發(fā)射單元所需的工作電源由電源單元來提供，這樣，要保證有源射頻卡能夠 長期穩(wěn)定地工作，則必須要求電源單元能夠長期提供足夠的電量。然而，在 現(xiàn)有技術(shù)中，電源單元是用化學(xué)電池來實(shí)現(xiàn)的，也就是說，射頻卡的電源是 由諸如千電池或紐扣電池等化學(xué)電池來提供，由于化學(xué)電池能夠提供的電量 是很有限的，因此每當(dāng)電池電量用盡的時候，用戶都必須更換射頻卡中的電 池，為射頻卡的使用帶來極大的不便，并且大大降低了射頻卡和射頻識別系 統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的靈活性和實(shí)用性。實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于此，本實(shí)用新型的主要目的在于提供一種射頻卡以及一種射頻識 別系統(tǒng)，以便于增加射頻卡電源的使用時間，為射頻卡的使用提供方便。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種射頻卡，該射頻卡包括備用電源、控制單元、射頻發(fā)射單元和太陽 能電池，其中，太陽能電池，用于吸收光能，將光能轉(zhuǎn)換為電能，在控制單元的控制下 為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；備用電源，用于在控制單元的控制下，利用存儲的電量為控制單元和射 頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；控制單元，用于檢測太陽能電池輸出的電壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出 的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，控制太陽能電池為控制單元和射頻發(fā)射 單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或等于預(yù)先設(shè)定的參考 電壓時，控制備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。所述備用電源通過可控開關(guān)與 一 個電源V c c接口相連；所述太陽能電池通過二極管與另一個Vcc接口相連。 所述控制單元，用于通過分壓電阻檢測太陽能電池經(jīng)二極管輸出的電 壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，通過I/O 口輸出斷開控制信號，控制所述可控開關(guān)處于斷開狀態(tài)，利用太陽能電池為 控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或 等于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，通過1/0 口輸出閉合控制信號，控制所述可控 開關(guān)處于閉合狀態(tài)，利用備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。所述可控開關(guān)為晶體管、繼電器或場效應(yīng)管。所述太陽能電池為弱光非晶硅太陽能電池。所述控制單元還用于將控制指令發(fā)送至射頻發(fā)射單元；所述射頻發(fā)射單元還用于在接收到控制指令時，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。 一種射頻識別系統(tǒng)，包括讀卡器和射頻卡，該射頻卡包括備用電源、控 制單元、射頻發(fā)射單元和太陽能電池，其中，太陽能電池，用于吸收光能，將光能轉(zhuǎn)換為電能，在控制單元的控制下為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；備用電源，用于在控制單元的控制下，利用存儲的電量為控制單元和射 頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；控制單元，用于檢測太陽能電池輸出的電壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出 的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，控制太陽能電池為控制單元和射頻發(fā)射 單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或等于預(yù)先設(shè)定的參考 電壓時，控制備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。所述控制單元還用于將控制指令發(fā)送至射頻發(fā)射單元；所述射頻發(fā)射單元還用于在接收到控制指令時，向讀卡器發(fā)送數(shù)據(jù)以及 接收讀卡器發(fā)來的數(shù)據(jù)。所述備用電源通過可控開關(guān)與一個Vcc接口相連；所述太陽能電池通過二極管與另一個Vcc接口相連；所述控制單元，用于通過分壓電阻檢測太陽能電池經(jīng)二極管輸出的電 壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，通過I/O
口輸出斷開控制信號，控制所迷可控開關(guān)處千斷開狀態(tài)，利用太陽能電池為 控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或 等于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，通過1/0 口輸出閉合控制信號，控制所述可控 開關(guān)處于閉合狀態(tài)，利用備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。 所述太陽能電池為弱光非晶硅太陽能電池。由此可見，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)1、 在本實(shí)用新型中，射頻卡內(nèi)部包括太陽能電池，這樣，當(dāng)射頻卡接 觸到太陽光或燈光等各種光線時，該太陽能電池能夠吸收光能，并將吸收的 光能轉(zhuǎn)換為電能，來為射頻卡中的控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電，而無 需耗費(fèi)射頻卡備用電源中有限的電量，僅在射頻卡接觸不到任何光線時，才 需要耗費(fèi)備用電源，因此，大大增加了射頻卡中備用電源的使用時間，無需 用戶頻繁更換備用電源，為射頻卡的使用提供了方便，大大提高了射頻卡和 射頻識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的靈活性和實(shí)用性。2、 在本實(shí)用新型中，射頻卡內(nèi)部的太陽能電池可以采用弱光非晶硅太 陽能電池，由于目前弱光非晶硅太陽能電池工藝成熟、成本低，且無原料瓶 頸，因此，使得本實(shí)用新型的射頻卡容易制造和實(shí)現(xiàn)，進(jìn)一步增加了射頻卡 和射頻識別系統(tǒng)的實(shí)用性。


圖1是在現(xiàn)有技術(shù)中有源的射頻卡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是在本實(shí)用新型中射頻卡的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是在本實(shí)用新型中射頻識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是在本實(shí)用新型的射頻卡內(nèi)部控制電源供電的較佳結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，
以下結(jié)合附圖及具 體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
目前，要想保證有源射頻卡能夠長期穩(wěn)定地工作，并且，避免現(xiàn)有技術(shù) 中用戶必須更換電池的不便利操作，就必須要求射頻卡內(nèi)部能夠有持續(xù)再生 的電源。針對這一特點(diǎn)，本實(shí)用新型將能夠提供持續(xù)再生電源的太陽能電池 引入有源的射頻卡中。圖2是在本實(shí)用新型中射頻卡的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖2，在本實(shí)用新型 中，射頻卡的結(jié)構(gòu)包括太陽能電池、備用電源、控制單元和射頻發(fā)射單元。圖3是在本實(shí)用新型中射頻識別系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。參見圖3，在本實(shí) 用新型中，射頻識別系統(tǒng)主要包括讀卡器和射頻卡，其中，讀卡器和射頻 卡的處理功能和信息交互過程與現(xiàn)有技術(shù)中相同，也就是，讀卡器通過內(nèi)部 的天線發(fā)送一定頻率的射頻信號，當(dāng)射頻卡進(jìn)入天線工作區(qū)域接收到讀卡信 號后，將自身編碼等信息發(fā)送出去；讀卡器對接收的信號進(jìn)行解調(diào)和解碼， 然后送到后臺主系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)處理。與現(xiàn)有技術(shù)不同的是，在本實(shí)用新型的 射頻識別系統(tǒng)中，射頻卡采用本實(shí)用新型所提出的射頻卡，即具有上述圖2 所示結(jié)構(gòu)。并且，在圖2和圖3所示的本實(shí)用新型的射頻卡中，太陽能電池，用于吸收光能，將光能轉(zhuǎn)換為電能，在控制單元的控制下 為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；備用電源，用于在控制單元的控制下，利用存儲的電量為控制單元和射 頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；控制單元，用于檢測太陽能電池輸出的電壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出 的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，控制太陽能電池為控制單元和射頻發(fā)射 單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或等于預(yù)先設(shè)定的參考 電壓時，控制備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。另外，與現(xiàn)有技術(shù)的處理相同，射頻卡中的控制單元還用于將控制指令 發(fā)送至射頻發(fā)射單元；所述射頻發(fā)射單元還用于在接收到控制指令時，向讀卡器發(fā)送數(shù)據(jù)以及 接收讀卡器發(fā)來的數(shù)據(jù)。 圖4是在本實(shí)用新型的射頻卡內(nèi)部控制電源供電的較佳結(jié)構(gòu)示意圖。參 見圖4,較佳地，在本實(shí)用新型中，備用電源可以通過可控開關(guān)與一個電源Vcc接口相連，太陽能電池可以通過二極管與另一個Vcc接口相連，并且， 在二極管處通過分壓電阻連接到控制單元的AD采集端口。這樣，控制單元 控制太陽能電池和備用電池進(jìn)行供電的具體實(shí)現(xiàn)過程包括控制單元通過分 壓電阻檢測太陽能電池經(jīng)二極管輸出的電壓，具體地，控制單元是通過內(nèi)部 的模數(shù)轉(zhuǎn)換器AD檢測分壓電阻間的電壓，然后確定出太陽能電池經(jīng)二極管 輸出的電壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時， 通過1/0 口輸出斷開控制信號，控制可控開關(guān)處于斷開狀態(tài)，禁止備用電源 供電，利用太陽能電池為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；當(dāng)檢測到太陽 能電池輸出的電壓小于或等于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，通過1/0 口輸出閉合 控制信號，控制可控開關(guān)處于閉合狀態(tài)，利用備用電源為控制單元和射頻發(fā) 射單元進(jìn)行供電，而不采用太陽能電池供電。其中，在控制單元確定太陽能電池經(jīng)二極管輸出的電壓時，具體的是根 據(jù)各個分壓電阻的阻值以及^r測出的分壓電阻間的電壓來最終確定該太陽 能電池經(jīng)二極管輸出的電壓。比如，有2個分壓電阻，且該2個分壓電阻的 阻值相等，那么，太陽能電池經(jīng)二極管輸出的電壓等于控制單元中AD檢測 出的分壓電阻間電壓的2倍。需要說明的是，在本實(shí)用新型提出的射頻卡中，太陽能電池可以為任意 一種能夠?qū)⒐饽苻D(zhuǎn)換為電能的太陽能電池。由于目前弱光非晶硅太陽能電池 工藝成熟、成本低，且無原料瓶頸，因此，較佳地，本實(shí)用新型中的太陽能 電池可以是弱光非晶硅太陽能電池。還需要說明的是，在圖4所示結(jié)構(gòu)中，可控開關(guān)可以是任意一種具有開 關(guān)作用的器件，比如晶體管、繼電器或場效應(yīng)管等?？傊?，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非限定本實(shí)用新 型的保護(hù)范圍。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同 替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、 一種射頻卡，其特征在于，該射頻卡包括備用電源、控制單元、射頻發(fā) 射單元和太陽能電池，其中，太陽能電池，用于吸收光能，將光能轉(zhuǎn)換為電能，在控制單元的控制下為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；備用電源，用于在控制單元的控制下，利用存儲的電量為控制單元和射 頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；控制單元，用于檢測太陽能電池輸出的電壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出 的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，控制太陽能電池為控制單元和射頻發(fā)射 單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或等于預(yù)先設(shè)定的參考 電壓時，控制備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的射頻卡，其特征在于，所述備用電源通過可 控開關(guān)與一個電源Vcc接口相連；所述太陽能電池通過二極管與另 一 個Vcc接口相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻卡，其特征在于，所述控制單元，用于 通過分壓電阻檢測太陽能電池經(jīng)二極管輸出的電壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸 出的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，通過1/0 口輸出斷開控制信號，控制 所迷可控開關(guān)處于斷開狀態(tài)，利用太陽能電池為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn) 行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或等于預(yù)先設(shè)定的參考電壓 時，通過1/0 口輸出閉合控制信號，控制所述可控開關(guān)處于閉合狀態(tài)，利用 備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的射頻卡，其特征在于，所述可控開關(guān)為晶體 管、繼電器或場效應(yīng)管。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的射頻卡，其特征在于，所述太陽能電 池為弱光非晶硅太陽能電池。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2、 3或4所述的射頻卡，其特征在于，所述控制單元 還用于將控制指令發(fā)送至射頻發(fā)射單元；所述射頻發(fā)射單元還用于在接收到控制指令時，發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
7、 一種射頻識別系統(tǒng)，包括讀卡器和射頻卡，其特征在于，該射頻卡 包括備用電源、控制單元、射頻發(fā)射單元和太陽能電池，其中，太陽能電池，用于吸收光能，將光能轉(zhuǎn)換為電能，在控制單元的控制下 為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；備用電源，用于在控制單元的控制下，利用存儲的電量為控制單元和射 頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；控制單元，用于檢測太陽能電池輸出的電壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出 的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，控制太陽能電池為控制單元和射頻發(fā)射 單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或等于預(yù)先設(shè)定的參考 電壓時，控制備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于，所述控制單元 還用于將控制指令發(fā)送至射頻發(fā)射單元；所述射頻發(fā)射單元還用于在接收到控制指令時，向讀卡器發(fā)送數(shù)據(jù)以及 接收讀卡器發(fā)來的數(shù)據(jù)。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于，所述備用電源 通過可控開關(guān)與一個Vcc接口相連；所述太陽能電池通過二極管與另一個Vcc接口相連； 所述控制單元，用于通過分壓電阻檢測太陽能電池經(jīng)二極管輸出的電 壓，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，通過I/O 口輸出斷開控制信號，控制所述可控開關(guān)處于斷開狀態(tài)，利用太陽能電池為 控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或 等于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，通過1/0 口輸出閉合控制信號，控制所迷可控 開關(guān)處于閉合狀態(tài)，利用備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。
10、 根據(jù)權(quán)利要求7、 8或9所述的射頻識別系統(tǒng)，其特征在于，所述 太陽能電池為弱光非晶硅太陽能電池。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種射頻卡和一種射頻識別系統(tǒng)。該射頻卡包括備用電源、控制單元、射頻發(fā)射單元和太陽能電池，其中，太陽能電池，將光能轉(zhuǎn)換為電能，在控制單元的控制下為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；備用電源，在控制單元的控制下利用存儲的電量為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電；控制單元，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓大于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，控制太陽能電池為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電，當(dāng)檢測到太陽能電池輸出的電壓小于或等于預(yù)先設(shè)定的參考電壓時，控制備用電源為控制單元和射頻發(fā)射單元進(jìn)行供電。本實(shí)用新型大大增加了射頻卡中備用電源的使用時間，大大提高了射頻卡和射頻識別系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的靈活性和實(shí)用性。
文檔編號H02J9/06GK201038824SQ20072000333
公開日2008年3月19日 申請日期2007年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月7日
發(fā)明者林興央 申請人:林興央