[发明专利]一种被动式有源电子标签和控制方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及无线射频识别技术，尤其涉及一种被动式有源电子标签和控制方法。 

[背景技术]

在现有的有源射频识别技术中，主动式有源电子标签信号的发送是主动的，即电子标签以设定的时间间隔周期性的向外发送电磁波信号，而不论用户是否正在使用它，或者是否存在接收设备(阅读器)。这种方式会造成两个方面的问题： 

1.由于一直处于发射状态，浪费了电池的电量。如果以标签每秒发送一次计算，每次完成发送的时间为1毫秒，发送电流为15mA。不计算标签的休眠电流，则平均工作电流为15uA。如果采用220mAh钮扣电池，理论工作时间也只有611天。 

2.由于标签是主动的，用户无法控制有源电子标签的发送行为，包括发送的时间范围和空间范围。 

现在也有采用被动式有源标签的产品，一般采用125KHz低频唤醒，采用超高频传输的方式。125KHz低频唤醒一般采用芯片方案，如ATMEL的ATA8253，芯片的价格在人民币5元以上。除了成本高之外，低频唤醒需要的接收天线(一般是电磁线圈)比较大，不利于标签的小型化，而且一般需要三个方向的天线来保证三维空间不同方向的接收。低频唤醒的唤醒距离在3米以内，不利于电子标签的远距离应用。 

[发明内容] 

本发明要解决的技术问题是提供一种消耗电能少，唤醒距离远，成本低廉的被动式有源电子标签。 

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种被动式有源电子标签，包括控制单元、900M唤醒电路和2.4G无线传输电路，所述的900M唤醒电路接收到外部读写器发来的信号后，唤醒控制单元；唤醒后的控制单元控制2.4G无线传输电路发送、接收数据后关闭2.4G无线传输电路并自身进入休眠状态。所述的900M唤醒电路包括900M天线、带通滤波电路、检波电路和基带放大电路，900M天线接带通滤波电路的输入端，带通滤波电路的输出端接检波电路的输入端，检波电路的输出端接基带放大电路输入端，基带放大电路输出端接控制单元的信号输入端。所述的控制单元采用低功耗RISC单片机ATMEGA48V，所述的2.4G无线传输电路采用Nrf24L01芯片及其外围电路；Nrf24L01芯片通过SPI总线和单片机ATMEGA48V连接。 

以上所述的被动式有源电子标签，所述的带通滤波电路包括第一电感、第二电感和第三电感，第一电容、第二电容和第三电容；第一电感、第一电容、第三电感和第三电容依次串接成串联电路，所述串联电路的第一电感端作为输入端接天线，第三电容端作为输出端接检波电路的输入端；第二电感和第二电容并接后，一端接所述串联电路第一电容和第三电感之间的连接点，另一端接地。 

以上所述的被动式有源电子标签，所述的检波电路包括第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管，第一耦合电容和第二耦合电容，第一滤波电容和第二滤波电容；第一二极管的阴极和第二二极管的阳极接第一耦合电容的一端，第一二极管的阳极接地，第二二极管的阴极经第一滤波电容接地；第三二极管的阴极和第四二极管的 阳极接第二耦合电容的一端，第三二极管的阳极接第二二极管的阴极，第四二极管的阴极作为检波电路的输出端经第二滤波电容接地；第一耦合电容的另一端和第二耦合电容的另一端接带通滤波电路的输出端。 

以上所述的被动式有源电子标签，所述的基带放大电路包括依次串接的放大电路、低通滤波电路和比较电路，所述串接的放大电路的输入端接检波电路的输出端，所述比较电路的输出端接控制单元的信号输入端。 

以上所述的被动式有源电子标签，所述串接的放大电路包括同相放大器、第一调零电阻和第二调零电阻、第三耦合电容、反馈电容和反馈电阻，所述同相放大器的同相输入端通过第三耦合电容接检波电路的输出端；第一调零电阻和第二调零电阻串接后，一端接地，另一端接电源，第一调零电阻和第二调零电阻之间的接点接同相放大器的反相输入端；反馈电容和反馈电阻并接后一端接同相放大器的反相输入端，另一端接同相放大器的输出端，即串接的放大电路的输出端。 

以上所述的被动式有源电子标签，所述的比较电路包括一个作为比较器的运算放大器、第一分压电阻和第二分压电阻、去耦电容，运算放大器的同相输入端接低通滤波电路的输出端，第一分压电阻和第二分压电阻串接后，一端接地，另一端接电源，第一分压电阻和第二分压电阻之间的接点接运算放大器的反相输入端；所述的去耦电容一端接地，另一端接运算放大器的反相输入端；运算放大器的输出端作为比较电路的输出端。