[发明专利]芯片与天线分离复用的电子标签阵列及系统、实现方法

说明书

技术领域

本发明属于自动识别领域，主要涉及一种多个电子标签芯片复用一个天线的电子标签阵列。

背景技术

射频识别(RFID)技术是一种基于射频原理实现的非接触式自动识别技术。最基本的RFID系统由以下几部分组成：电子标签、读写器和读写器上位系统。RFID系统的工作原理如下：读写器通过发射天线散射一定频率的射频信号，电子标签进入发射天线工作区域时，感应该射频信号产生感应电流，并从中提取能量激活本身电路；处于激活状态的电子标签通过标签内置的发送天线返回带其自身编码等需发送的信息的载波信号作为应答信号；系统接收天线接收电子标签返回的载波信号，经天线调节器传回给读写器；读写器解调和解码接收到的信号后传送到后台主系统过滤及认证；主系统接收读写器传来的信息根据逻辑运算判断该电子标签的合法性，并根据不同设定作相应处理或发出指令信号控制执行机构动作。

RFID系统中的电子标签由标签芯片和标签天线或线圈组成，通过电感耦合或电磁反向散射原理与读写器进行通讯。标签芯片一般包含射频前端、模拟前端、数字基带和存储器单元等模块。其中，射频前端模块主要用于对射频信号进行整流和反射调制；模拟前端模块主要用于产生芯片内所需的基准电源和系统时钟，进行上电复位等；数字基带模块主要用于对数字信号进行编码解编码以及进行防碰撞协议的处理等；存储器单元模块用于信息存储。标签天线的作用是以电磁波形式把无线电收发机的射频信号功率接收或辐射，是标签与读写器之间传输数据的发射、接收装置。当标签进入读写器的作用区域，可以根据通讯协议从存储器中读/写信息，微控制器还可以进一步加入诸如密码或防碰撞算法等复杂功能。某些有源电子标签中还集成了MEMS传感器等扩展单元。

传统的电子标签中，标签芯片与标签天线一一对应。这种结构有助于电子标签粘贴于单件物品时可以对每件单品进行识别，被广泛应用于物流供应链管理领域。但在另一种应用场合，如将电子标签的唯一编码与地理坐标一一对应进行定位，则需要同时使用大量的标签。多个电子标签同时工作会造成相互之间的电磁信号干扰，尽管可以通过频分多路(FDMA)和时分多路(TDMA)等方式实现多标签的批量读取，但是这对电子标签和读写器的设计提出了更高的要求，而且在这类应用中也不需要同时读取多个标签的信息。

从前面所述的电子标签工作原理中可以看到，电子标签中的天线结构具有共性，多个标签芯片通过复用标签天线可以保证任意标签芯片独立工作。

发明内容

现有技术多个电子标签同时工作会造成相互之间的电磁信号干扰，为了解决现有技术的问题，本发明的目的是通过合理的天线设计，不仅可以降低多标签阵列应用时的部署成本，还可以通过简单的切换和选择，使信息在多个状态间切换，从而提高能量利用效率，提高系统性能，为此，本发明提出一种芯片与天线分离复用的电子标签阵列的结构、系统、实现方法，适用于多电子标签组成阵列时监控状态信息的应用场合。

为了实现本发明的目的，本发明的一方面，是提出芯片与天线分离复用的电子标签的实现方法，通过如下步骤实现：

步骤A：将电子标签中的标签芯片与标签天线分离；

步骤B：使用两个或两个以上标签芯片复用同一个标签天线；

步骤C：将芯片组中的每个芯片分别存储不同的ID号；

步骤D：使被选择的标签芯片与标签天线连通，构成独立工作的电子标签系统；

步骤E：与读写器及读写器上位系统通讯。

为了实现本发明的目的，本发明的另一方面，是提供芯片与天线分离复用的电子标签阵列，技术方案如下：

由标签芯片、标签天线组成，还包括天线馈线和连接开关，其中标签天线引出两根或两根以上天线馈线，每根天线馈线分别与一个连接开关相连，连接开关与标签芯片相连。

如前所述的芯片与天线分离复用的电子标签阵列，其标签芯片为两个或两个以上的相同工作频率的芯片，每个芯片存储一个唯一的编码并具有两个外接触点。

如前所述的芯片与天线分离复用的电子标签阵列，其标签天线的阻抗等于天线馈线与连接开关的组合特性阻抗。

如前所述的芯片与天线分离复用的电子标签阵列，其标签芯片与标签天线是采用非接触式，通过馈线和连接开关的闭合、打开操作实现对应的标签芯片与标签天线的连通和断开。

如前所述的芯片与天线分离复用的电子标签阵列，其标签天线引出的天线馈线数量与标签芯片数量相等，每根馈线通过连接开关分别与一个标签芯片相连。