一種有源被動(dòng)式雙頻芯片及rfid系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及雙頻射頻技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種有源被動(dòng)式雙頻芯片及RFID系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上的RFID (Rad1 Frequency IDentificat1n)標(biāo)簽無(wú)論是有源標(biāo)簽還是無(wú)源標(biāo)簽，大都是單一工作頻率。無(wú)源標(biāo)簽主要有125KHz、13.56MHz、915MHz、三個(gè)頻段的產(chǎn)品，主要特點(diǎn)壽命長(zhǎng)，其中125KHz、13.56MHz產(chǎn)品存儲(chǔ)容量小，讀寫(xiě)距離短，不能適應(yīng)遠(yuǎn)距離讀寫(xiě)要求；915MHz產(chǎn)品雖然在讀寫(xiě)距離上有了很大改善，但存儲(chǔ)容量還很有限，不能滿足大容量存儲(chǔ)需求。有源標(biāo)簽主要有2.4GHzHz產(chǎn)品，存儲(chǔ)容量大、讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)、但由于該類產(chǎn)品目前主要是主動(dòng)發(fā)送數(shù)據(jù)，功耗大，壽命受到一定的限制，一般為3?5年，不能滿足長(zhǎng)壽命的使用要求。近來(lái)市場(chǎng)上也出現(xiàn)了一些雙頻RFID標(biāo)簽，但從性能上都還存在許多不足，比如存儲(chǔ)容量不夠大，最大16KB、壽命還不夠長(zhǎng)，最大6年，而本實(shí)用新型在一個(gè)芯片中同時(shí)集成了 125KHz和2.4GHzHz, 125k信號(hào)起激活的作用，只在被激活時(shí)，2.4GHz信號(hào)才會(huì)工作，大大降低了功耗，延長(zhǎng)了使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的第一目的在于提供一種有源被動(dòng)式雙頻芯片，該有源被動(dòng)式雙頻芯片數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大，讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)，工作壽命長(zhǎng)，解決了目前單一頻率的有源標(biāo)簽工作壽命短的難題，及無(wú)源標(biāo)簽讀寫(xiě)距離近的缺點(diǎn)。
[0004]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種有源被動(dòng)式雙頻芯片包括用于接收125K低頻激活信號(hào)的無(wú)源喚醒模塊，所述無(wú)源喚醒模塊包括第一射頻天線，所述第一射頻天線與整流電路電連接，所述整流電路與用于破解125K低頻激活信號(hào)的解調(diào)電路的輸入端電連接，所述解調(diào)電路的輸出端與用于校驗(yàn)所述125K低頻激活信號(hào)的邏輯電路的輸入端電連接，所述邏輯電路選用功耗低邏輯電路；還包括電源開(kāi)關(guān)，所述電源開(kāi)關(guān)包括第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端與所述邏輯電路的輸出端電連接，所述電源開(kāi)關(guān)與電池電連接；用于發(fā)射2.4GHz射頻信號(hào)的有源模塊，所述有源模塊包括微處理器電路，所述微處理器電路包括喚醒使能端、喚醒使能反饋端和輸出端，所述喚醒使反饋端與所述電源開(kāi)關(guān)的第二輸入端電連接，所述喚醒使能端與所述電源開(kāi)關(guān)的輸出端電連接；所述微處理器電路的輸出端與用于發(fā)射2.4GHz射頻信號(hào)的第二射頻天線電連接。
[0005]優(yōu)選方式為，所述無(wú)源喚醒模塊還包括均與所述整流電路電連接的限幅電路和時(shí)鐘恢復(fù)電路，所述時(shí)鐘恢復(fù)電路還與所述解調(diào)電路電連接，所述限幅電路與一個(gè)基準(zhǔn)電路電連接，所述基準(zhǔn)電路還分別與上下電復(fù)位電路和穩(wěn)壓電路電連接，所述穩(wěn)壓電路還與所述邏輯電路電連接。
[0006]優(yōu)選方式為，所述整流電路包括兩個(gè)PMOS管和兩個(gè)NMOS管。
[0007]優(yōu)選方式為，所述穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓范圍為1.9?3.6V。
[0008]優(yōu)選方式為，所述微處理器電路包括微處理器，以及與所述微處理器電連接的外部存儲(chǔ)器和微處理器外圍電路，所述微處理器與所述外部存儲(chǔ)器通過(guò)SPI方式進(jìn)行通訊連接。
[0009]優(yōu)選方式為，所述微處理器電路還包括放大電路，所述放大電路的輸入端與所述微處理器電連接，所述放大電路的輸出端作為所述微處理器電路的輸出端。
[0010]優(yōu)選方式為，所述電源開(kāi)關(guān)包括邏輯或門(mén)，所述邏輯或門(mén)的兩個(gè)輸入端分別作為所述電源開(kāi)關(guān)的第一輸入端和第二輸入端，所述邏輯或門(mén)的輸出端與一個(gè)MOS開(kāi)關(guān)管的柵極電連接，所述MOS開(kāi)關(guān)管的漏極接電池，所述電池經(jīng)過(guò)電阻與所述MOS開(kāi)關(guān)管的柵極電連接，所述MOS開(kāi)關(guān)管的源極作為所述電源開(kāi)關(guān)的輸出端。
[0011]優(yōu)選方式為，所述微處理器電路包括具有2.4GHz無(wú)線收發(fā)器的nRF24LE芯片，所述nRF24LE芯片的端口 P0.0作為所述喚醒使能反饋端。
[0012]優(yōu)選方式為，所述外部存儲(chǔ)器選用LF2PAS3933芯片。
[0013]本實(shí)用新型的第二目的在于提供一種有源被動(dòng)式雙頻RFID系統(tǒng)，該有源被動(dòng)式雙頻RFID系統(tǒng)讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)，工作壽命長(zhǎng)，使其應(yīng)用范圍廣。
[0014]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種有源被動(dòng)式雙頻RFID系統(tǒng)，包括125K低頻激活器、上述有源被動(dòng)式雙頻芯片，以及2.4GHz網(wǎng)關(guān)。
[0015]采用上述技術(shù)方案后，本實(shí)用新型的有益效果是:由于本實(shí)用新型的有源被動(dòng)式雙頻芯片包括用于接收125K低頻激活信號(hào)的無(wú)源喚醒模塊，無(wú)源喚醒模塊包括第一射頻天線，第一射頻天線與整流電路電連接，整流電路與用于破解125K低頻激活信號(hào)的解調(diào)電路的輸入端電連接，解調(diào)電路的輸出端與用于校驗(yàn)125K低頻激活信號(hào)的邏輯電路的輸入端電連接，邏輯電路選用功耗低邏輯電路。上述無(wú)源喚醒模塊使本實(shí)用新型能夠接收125K低頻激活信號(hào)，并將125K低頻激活信號(hào)破解和校驗(yàn)，并根據(jù)校驗(yàn)的結(jié)果判斷是否輸出喚醒信號(hào)。
[0016]本實(shí)用新型還包括用于發(fā)射2.4G射頻信號(hào)的有源模塊，有源模塊包括微處理器電路，微處理器電路包括喚醒使能端、喚醒使能反饋端和輸出端，其中喚醒使反饋端與電源開(kāi)關(guān)的第二輸入端電連接，喚醒使能端與電源開(kāi)關(guān)的輸出端電連接；微處理器電路的輸出端與用于發(fā)射2.4G射頻信號(hào)的第二射頻天線電連接。上述有源模塊正常情況下處于省電模式，在喚醒使能端接收到喚醒信號(hào)后，微處理器電路從省電模式中蘇醒并啟動(dòng)工作，輸出2.4G射頻信號(hào)并通過(guò)第二射頻天線發(fā)射出去。
[0017]本實(shí)用新型在無(wú)源喚醒模塊和有源模塊之間還設(shè)有電源開(kāi)關(guān)，該電源開(kāi)關(guān)接收來(lái)自無(wú)源喚醒模塊的喚醒信號(hào)，根據(jù)接收的喚醒信號(hào)喚醒有源模塊，同時(shí)有源模塊傳輸喚醒反饋信號(hào)給電源開(kāi)關(guān)，來(lái)保證本實(shí)用新型可靠性。
[0018]由上述可知，本實(shí)用新型的有源被動(dòng)式雙頻芯片同時(shí)具有125K芯片和2.4G芯片的功能，應(yīng)用于雙頻電子標(biāo)簽中時(shí)，通過(guò)特定通訊協(xié)議，本實(shí)用新型可以讀取125K低頻信號(hào)，發(fā)送2.4G射頻信號(hào)。因此本實(shí)用新型結(jié)合了低頻高精度和高頻大覆蓋范圍的特點(diǎn)，還具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量大，讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)和工作壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，解決了目前單一頻率的有源標(biāo)簽工作壽命短的難題，及無(wú)源標(biāo)簽讀寫(xiě)距離近的缺點(diǎn)。應(yīng)用本實(shí)用新型的雙頻芯片的有源被動(dòng)式RFID系統(tǒng)，因使用本法明的雙頻芯片，使RFID系統(tǒng)也具有讀寫(xiě)距離遠(yuǎn)和工作壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，并且使其應(yīng)用范圍非常廣?？蓱?yīng)用于高精度的資產(chǎn)管理(如槍支離位系統(tǒng)、重要資產(chǎn)物資管理)和精確的園區(qū)人員定位管理(如幼兒園、校園、養(yǎng)老院、監(jiān)獄人員定位)適用于固定資產(chǎn)管理，物流、國(guó)防安全，人員定位管理等領(lǐng)域。
[0019]由于有源模塊還包括放大電路，放大電路的輸入端與微處理器電連接，放大電路的輸出端作為微處理器電路的輸出端，該放大電路將微處理器電路輸出的2.4G射頻信號(hào)放大，使2.4G射頻信號(hào)被加強(qiáng)利于第二射頻天線的發(fā)射。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的有源被動(dòng)式雙頻芯片的芯片管腳示意圖；
[0021]圖2是本實(shí)用新型的有源被動(dòng)式雙頻芯片的存儲(chǔ)器控制模塊框圖；
[0022]圖3是本實(shí)用新型的有源被動(dòng)式雙頻芯片的原理框圖；
[0023]圖4是本實(shí)用新型的有源被動(dòng)式雙頻芯片的解調(diào)電路；
[0024]圖5是本實(shí)用新型的有源被動(dòng)式雙頻芯片的微處理器框圖；
[0025]圖6是本實(shí)用新型的有源被動(dòng)式雙頻芯片的開(kāi)關(guān)電路圖；
[0026]圖中:1—CE、2—X1、3—X0、4—RFP、5—RFN、6—GND、7—VCC、8—SCK、9—MOS1、10—MISO、11一 LRF、12— IREE0
【具體實(shí)施方式】
[0027]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0028]如圖1和圖2所示，一種有源被動(dòng)式雙頻芯片包括無(wú)源喚醒模塊和有源模塊，其中無(wú)源喚醒模塊通過(guò)特定通訊協(xié)議能夠接收125K低頻激活信號(hào)，該低頻激活信號(hào)被無(wú)源喚醒模塊的第一射頻天線接收到后，第一射頻天線將125K低頻激活信號(hào)傳輸給整流電路。整流電路將125K低頻激活信號(hào)整形后傳輸給解調(diào)電路，解調(diào)電路將接收到的信號(hào)破解，當(dāng)信號(hào)達(dá)到門(mén)限要求時(shí)，解調(diào)電路輸出對(duì)應(yīng)125K低頻激活信號(hào)的電信號(hào)給與其電連接的低功耗邏輯電路，該低功耗邏輯電路經(jīng)過(guò)校驗(yàn)后，根據(jù)校驗(yàn)結(jié)果判斷是否輸出喚醒信號(hào)(脈沖)給電源開(kāi)關(guān)。當(dāng)電源開(kāi)關(guān)接收到喚醒信號(hào)后，給有源模塊的微處理器電路下達(dá)喚醒電信號(hào)，微處理器電路接收到喚醒電信號(hào)，被喚醒后喚醒使能反饋端再傳輸反饋電信號(hào)給電源開(kāi)關(guān)的輸入端，電源開(kāi)關(guān)接收到反饋信號(hào)后，輸出端將有源模塊和電池可靠的連接在一起。有源模塊的微處理器電路接收到喚醒信號(hào)后，從省電模式中蘇醒工作，并傳輸2.4G射頻信號(hào)給第二射頻天線，讓本實(shí)用新型的雙頻芯片發(fā)射高頻射頻信號(hào)去應(yīng)答。
[0029]本實(shí)用新型的雙頻芯片封裝后包括12個(gè)管腳，具體為管腳I為CE、管腳2為X1、管腳3為X0、管腳4為RFP、管腳5為RFN、管腳6為GND、管腳7為VCC、管腳8為SCK、管腳9為M0S1、管腳10為MIS0、管腳11為L(zhǎng)RF以及管腳12為IREE0
[0030]本實(shí)施例的整流電路包括兩個(gè)PMOS管與兩個(gè)NMOS管，其中兩個(gè)NMOS管分別定義為nl和n2，兩個(gè)PMOS管分別定義為pi和p2。nl，pi, n2, p2交叉連接，其中nl與n2的源極接地，兩柵極接第一射頻天線，該第一射頻天線兩端并接一個(gè)電容，形成電容電感諧振回路。nl的漏極接pi源極和p2的柵極，n2的漏極接p2的源極和pi的柵極。Pl的漏極與P2的漏極輸出Vc。該Vc為整個(gè)無(wú)源喚醒模塊供電，從而節(jié)省了電量保證了使用壽命。
[0031]本實(shí)施例的解調(diào)電路如圖4所示，解調(diào)電路中輸入信號(hào)經(jīng)P21低通濾波，其輸出在P22、P23、P24、P25、P26、N21、N22、N23和N24構(gòu)成的遲滯比較電路中的信號(hào)進(jìn)行比較，實(shí)現(xiàn)包絡(luò)檢波輸出。Rl和R2實(shí)現(xiàn)對(duì)整流電路的