專利名稱：無源m2m嵌入式模塊的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及無線通信領域，尤其涉及一種無源M2M嵌入式模塊。
背景技術：
M2M是Machine-to-Machine/Man的簡稱，是一種可以實現機器設備與機器設備之間隨時隨地通信的技術。它通過在機器設備內部嵌入無線通信模塊，以無線通信作為接入手段，將各種機器設備連接成網絡，使機器設備具備通信和網絡能力。M2M技術以機器設備終端作為智能交互的核心，提供網絡化的支持和服務，使這些機器設備終端更加“智能”，從而創(chuàng)造出豐富的應用，為客戶提供綜合的信息化解決方案，以滿足客戶對監(jiān)控、指揮調度、 數據采集和測量等方面的信息化需求。目前M2M技術被廣泛應用在交通、物流、醫(yī)療等領域，機器設備終端與機器設備終端之間形成短距離無線通信網絡，該網絡基于的協議包括wifi、藍牙、Zigbee和超寬帶等。 在這些應用網絡中，機器設備終端發(fā)射功率大、通信距離長，因此，現有的M2M技術功耗較大，而且嵌入機器設備終端內部的無線通信模塊必須依靠外部電源提供運行驅動力，在無法連接外部電源的場合，現有的M2M技術無法使用。

實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種無源M2M嵌入式模塊，利用射頻技術供電，功耗低，適用性強。為了達到上述的目的，本實用新型提供一種無源M2M嵌入式模塊，包括天線、單邏輯芯片和封裝，所述封裝包括封裝主體，所述封裝主體的一端設有印刷電路板，所述天線鑲嵌在該印刷電路板上，所述封裝主體的另一端設有接口，所述單邏輯芯片設置在所述封裝主體上，且分別與所述天線和所述接口連接。上述無源M2M嵌入式模塊，其中，所述單邏輯芯片包括整流單元、電源管理單元、 調制解調單元、時鐘單元、編解碼及邏輯控制單元、串行接口單元和供電單元；所述整流單元與所述天線連接，所述電源管理單元與所述整流單元連接，所述編解碼及邏輯控制單元與所述電源管理單元連接；所述供電單元與所述電源管理單元連接，所述供電單元用于連接外部器件，為外部器件供電；所述調制解調單元和時鐘單元分別與所述天線連接，所述調制解調單元、時鐘單元和串行接口單元分別與所述編解碼及邏輯控制單元連接，所述串行接口單元用于連接外部機器設備。上述無源M2M嵌入式模塊，其中，所述單邏輯芯片還包括非易失性存儲單元，所述非易失性存儲單元與所述編解碼及邏輯控制單元連接。上述無源M2M嵌入式模塊，其中，所述接口為金屬郵票孔。上述無源M2M嵌入式模塊，其中，所述天線為低頻天線、高頻天線或者超高頻天線。本實用新型的無源M2M嵌入式模塊利用天線獲取外部無線收發(fā)器發(fā)送出來的載波能量作為本模塊的運行驅動力，因此，本實用新型的無源M2M嵌入式模塊不需要外部電源供電，可適用于無法連接外部電源的場合，使得本實用新型的無源M2M嵌入式模塊的應用范圍更廣泛；本實用新型的無源M2M嵌入式模塊采用短距離無源射頻技術作為無線通信的核心，在無需通信時，該模塊完全不需要消耗能量，大大降低了功耗，節(jié)省了能量；本實用新型的無源M2M嵌入式模塊的天線可以是低頻天線、高頻天線或者超高頻天線，天線的形狀、結構可根據所應用的頻率不同進行相應的設計和調整，增強了無源M2M 嵌入式模塊的可移植性；本實用新型的無源M2M嵌入式模塊包含的元器件很少，生產成本低；本實用新型的無源M2M嵌入式模塊結構簡單，采用小型化封裝，體積小巧，可節(jié)省無源M2M嵌入式模塊所占用的空間；本實用新型的無源M2M嵌入式模塊在封裝時采用金屬郵票孔與外部機器設備和外部器件連接，便于無源M2M嵌入式模塊的固定安裝，而且有利于合理設計外部機器設備的面積。

本實用新型的無源M2M嵌入式模塊由以下的實施例及附圖給出。圖1是本實用新型無源M2M嵌入式模塊的示意圖。圖2是本實用新型中單邏輯芯片實施例一的結構示意圖。圖3是本實用新型無源M2M嵌入式模塊的電氣示意圖。圖4是本實用新型中單邏輯芯片實施例二的結構示意圖。
具體實施方式
以下將結合圖1 圖4對本實用新型的無源M2M嵌入式模塊作進一步的詳細描述。實施例一參見圖1，本實施例的無源M2M嵌入式模塊包括天線100、單邏輯芯片200和封裝；所述封裝包括一封裝主體300，所述封裝主體300的一端設有印刷電路板，所述天線100鑲嵌在該印刷電路板上，所述封裝主體300的另一端設有接口 310，所述單邏輯芯片 200設置在所述封裝主體300上，位于所述天線100與所述接口 310之間，分別與所述天線 100和所述接口 310連接；所述天線100用于接收外部無線收發(fā)器的射頻場所發(fā)送的信號及能量，外部無線收發(fā)器的射頻場可以是低頻、高頻或者超高頻，所述天線100的形狀、結構可根據所應用的頻率不同進行相應的設計和調整，增強了所述無源M2M嵌入式模塊的可移植性；本實施例中，所述接口 310為金屬郵票孔，其外形是弧形凹槽，采用金屬郵票孔方式與外部機器設備連接，便于本實施例的無源M2M嵌入式模塊的固定安裝，而且有利于合理設計外部機器設備的面積；較佳地，所述封裝主體300呈矩形；本實施例的無源M2M嵌入式模塊包含的元器件很少(天線和一塊邏輯芯片)，生產成本低；[0028]本實施例的無源M2M嵌入式模塊結構簡單，采用小型化封裝，體積小巧，可節(jié)省所述無源M2M嵌入式模塊所占用的空間。圖2是本實施例中所述單邏輯芯片200的結構示意圖，所述單邏輯芯片200包括整流單元201、電源管理單元202、調制解調單元203、時鐘單元204、編解碼及邏輯控制單元 205、串行接口單元206和供電單元207 ；所述整流單元201與所述天線100連接，所述電源管理單元202與所述整流單元 201連接，所述編解碼及邏輯控制單元205與所述電源管理單元202連接，所述供電單元 207與所述電源管理單元202連接，所述供電單元207用于與外部器件連接；所述天線100接收到的外部無線收發(fā)器的射頻場所發(fā)送的能量為交流，不能直接應用，需要經過相關處理，所述整流單元201將交流整流為直流，所述電源管理單元202包括穩(wěn)壓電路和保護電路，所述整流單元201輸出的直流電壓經所述電源管理單元202的穩(wěn)壓作用后成為可以直接應用的電壓，為所述無源M2M嵌入式模塊供電；當所述電源管理單元202提供的電能有盈余時，所述電源管理單元202還可以為外部器件供電，所述電源管理單元202提供的電能通過所述供電單元207為外部器件供電， 實驗表明，所述供電單元207可以為外部器件提供一個小電壓，這使所述無源M2M嵌入式模塊的應用更靈活；所述調制解調單元203和時鐘單元204分別與所述天線100連接，所述調制解調單元203、時鐘單元204和串行接口單元206分別與所述編解碼及邏輯控制單元205，所述串行接口單元206用于連接外部機器設備；所述調制解調單元203包括解調部分和調制部分；所述解調部分從所述天線100 上接收數字調制信號(外部無線收發(fā)器發(fā)送出來的)，并對該數字調制信號進行解調，輸出數字基帶信號，所述解調部分輸出的數字基帶信號再送到所述編解碼及邏輯控制單元205 進行解碼處理，經所述編解碼及邏輯控制單元205解碼處理后的信號通過所述串行接口單元206發(fā)送給外部機器設備；外部機器設備發(fā)送的信號通過所述串行接口單元206傳輸給所述編解碼及邏輯控制單元205，由所述編解碼及邏輯控制單元205進行編碼處理，輸出數字編碼信號，所述編解碼及邏輯控制單元205輸出的數字編碼信號傳輸至所述調制部分， 由所述調制部分進行幅度調制(放大)，輸出調制信號，輸出的調制信號通過所述天線100 發(fā)送給外部無線收發(fā)器；所述編解碼及邏輯控制單元205根據所應用的載波頻段采用相對應的編解碼方式，使其符合無線射頻端所要求的相關協議標準；所述編解碼及邏輯控制單元205用于解碼、編碼、以及作為整個模塊的控制樞紐；所述串行接口單元206傳輸信號的速率等于所述天線100傳輸信號的速率，所述串行接口單元206可以是常用的SPI、12C等通信總線標準，只需要一對傳輸線或再增加一條時鐘線就可以實現雙向通信。本實施例的無源M2M嵌入式模塊利用天線獲取外部無線收發(fā)器發(fā)送出來的載波能量作為本模塊的運行驅動力，因此，本實用新型的無源M2M嵌入式模塊不需要外部電源供電，可適用于無法連接外部電源的場合，使得本實用新型的無源M2M嵌入式模塊的應用范圍更廣泛；本實用新型的無源M2M嵌入式模塊采用無源射頻技術作為無線通信的核心， 通信距離短，在無需通信時，該模塊完全不需要消耗能量，大大降低了功耗，節(jié)省了能量。[0039]圖3所示為本實施例的無源M2M嵌入式模塊的電氣示意圖，所述單邏輯芯片200 通過管腳與所述天線100及所述接口 310連接，如圖3所示，所述單邏輯芯片200包括多個管腳，其中，第一管腳211、第二管腳212、第三管腳213、第四管腳214和第五管腳215分別與一個接口 310連接，與所述第一管腳211、第二管腳212、第三管腳213和第四管腳214連接的接口 310形成串行接口，用于連接外部機器設備，與所述第五管腳215連接的接口 310 形成供電接口，用于連接外部器件，第六管腳216和第七管腳217與所述天線100連接，第八管腳為接地端。本實施例的無源M2M嵌入式模塊也可以連接外部電源，此時，所述電源管理單元 202與外部電源連接，所述電源管理單元202可用于檢測外部電源是否存在。實施例二實施例二與實施例一的區(qū)別在于，在實施例二中，所述單邏輯芯片200還包括非易失性存儲單元208，所述非易失性存儲單元208與所述編解碼及邏輯控制單元205連接， 所述非易失性存儲單元208用于存儲數據，通過所述串行接口單元206以及所述天線100 可訪問所述非易失性存儲單元208內的數據。
權利要求1.一種無源M2M嵌入式模塊，其特征在于，包括天線、單邏輯芯片和封裝，所述封裝包括封裝主體，所述封裝主體的一端設有印刷電路板，所述天線鑲嵌在該印刷電路板上，所述封裝主體的另一端設有接口，所述單邏輯芯片設置在所述封裝主體上，且分別與所述天線和所述接口連接。
2.如權利要求1所述的無源M2M嵌入式模塊，其特征在于，所述單邏輯芯片包括整流單元、電源管理單元、調制解調單元、時鐘單元、編解碼及邏輯控制單元、串行接口單元和供電單元；所述整流單元與所述天線連接，所述電源管理單元與所述整流單元連接，所述編解碼及邏輯控制單元與所述電源管理單元連接；所述供電單元與所述電源管理單元連接，所述供電單元用于連接外部器件，為外部器件供電；所述調制解調單元和時鐘單元分別與所述天線連接，所述調制解調單元、時鐘單元和串行接口單元分別與所述編解碼及邏輯控制單元連接，所述串行接口單元用于連接外部機器設備。
3.如權利要求1所述的無源M2M嵌入式模塊，其特征在于，所述單邏輯芯片還包括非易失性存儲單元，所述非易失性存儲單元與所述編解碼及邏輯控制單元連接。
4.如權利要求1所述的無源M2M嵌入式模塊，其特征在于，所述接口為金屬郵票孔。
5.如權利要求1所述的無源M2M嵌入式模塊，其特征在于，所述天線為低頻天線、高頻天線或者超高頻天線。
專利摘要本實用新型的無源M2M嵌入式模塊包括天線、單邏輯芯片和封裝，封裝包括封裝主體，封裝主體的一端設有印刷電路板，天線鑲嵌在該印刷電路板上，封裝主體的另一端設有接口，單邏輯芯片分別與天線和接口連接；單邏輯芯片包括整流單元、電源管理單元、調制解調單元、時鐘單元、編解碼及邏輯控制單元、串行接口單元和供電單元；整流單元與所述天線連接，電源管理單元與整流單元連接，編解碼及邏輯控制單元與電源管理單元連接；供電單元與電源管理單元連接；調制解調單元和時鐘單元分別與天線連接，調制解調單元、時鐘單元和串行接口單元分別與編解碼及邏輯控制單元連接。本實用新型的無源M2M嵌入式模塊利用射頻技術供電，功耗低，無需外接外部電源，適用性強。
文檔編號H04L12/10GK202094910SQ20112021403
公開日2011年12月28日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權日2011年6月21日
發(fā)明者嚴祺圣, 徐玉婷, 楊鴻 , 薛海銀, 郭海島 申請人:上海華申智能卡應用系統有限公司