[实用新型]低功耗有源RFID标签

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种有源标签，尤其是低功耗有源RFID标签。

背景技术

有源RFID标签的电池寿命一直是制约其广泛应用的瓶颈。当电池失效后, 或更换电池,或将卡废弃,而且在电池接近寿命终了时, 容量、电压下降, 识别卡的可靠性降低, 不得不提前更新, 不仅会造成一定的浪费, 还可能因个别电池提前失效, 影响整个系统可信度。

发明内容

鉴于以上原因，本实用新型提供了一种低功耗有源RFID标签，基于MSP430系列超低功耗单片机进行控制, 并结合NRF24XX系列射频芯片, 实现信号的调制解调;标签采用两种工作模式,在保证正常工作的同时有效地降低了功耗,并可对供电电池进行非接触式充电。 

一种低功耗有源RFID标签，包括射频收发模块、主控制模块、无线接收模块、电源模块，主控制模块分别与射频收发模块、无线接收模块、电源模块连接，电源模块还分别与射频收发模块、无线接收模块连接。主控制模块实现对射频收发模块的配置, 对收发信息的处理, 对比较器和定时器中断的响应以及对FLASH内容的改写; 射频收发模块采用GMSK调制模式对信号进行编解码及发射与接收; 无线接收模块与主控制模块比较器中断端口相连, 使主控制模块产生中断进入工作状态, 并通过无线接收模块的倍压整流电路对电源模块进行充电。

本实用新型的有益效果是，大幅度延长了标签使用寿命,提高了标签识别的可靠性。这种标签可广泛应用于装备管理和仪器设备跟踪方面。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

在图1中，一种低功耗有源RFID标签，包括射频收发模块1、主控制模块2、无线接收模块3、电源模块4，主控制模块2分别与射频收发模块1、无线接收模块3、电源模块4连接，电源模块4还分别与射频收发模块1、无线接收模块连接3。主控制模块2实现对射频收发模块1的配置, 对收发信息的处理, 对比较器和定时器中断的响应以及对FLASH内容的改写; 射频收发模块1采用GMSK调制模式对信号进行编解码及发射与接收; 无线接收模块3与主控制模块2比较器中断端口相连, 使主控制模块2产生中断进入工作状态, 并通过无线接收模块3的倍压整流电路对电源模块4进行充电。

射频收发模块1用Nordic公司的Nrf2401射频收发芯片，Nrf2401工作于2.4GHz ISM频段, 采用GMSK调制方式，芯片内置频率合成器、功率放大器、晶体振荡器和调制器等功能模块，Nrf2401能耗非常低, 在以-5dBm的功率发射时,工作电流只有10.5mA，接收时工作电流只有18 mA。通过3线SPI模式与主控制模块2进行通信, 有四种工作模式: 收发模式、配置模式、空闲模式和关机模式，由PWR_UP、CE和CS三个引脚决定。本设计采用ShockBurstTM收发模式, 在此模式下, nRF2401自动处理字头和CRC校验码, 使用片内的先入先出堆栈区, 数据低速从微控制器送入, 高速(1Mbps) 发射, 与射频协议相关的所有高速信号处理都在片内进行, 这样可以尽量节能, 并且数据在空中停留时间短,抗干扰性高。主控制模块2选用TI 公司的MSP430系列单片机MSP430F147。MSP430是一个以超低功耗为主要特点的单片机系列, 用户可以根据CPU和外围模块对时钟的需要, 通过软件控制MSP430时钟系统, 合理地利用系统资源, 实现整个应用系统的超低功耗。无线接收模块3由125kHz天线、天线匹配端口和倍压整流电路组成。当由125 kHz接收到的信号经倍压整流后输出INT与GND间的电压大于或等于中断触发电压时, 触发比较器中断, 将MSP430从低功耗状态唤醒, 完成工作之后再次进入相应的休眠状态。同时, 当INT与GND间的电压大于0. 3V时, 可对电源模块4电池进行充电, 有效地延长了供电电池的寿命。