[发明专利]一种用于半有源RFID传感标签的自动切换供电系统

说明书

技术领域

本发明属于射频识别领域及无线传感领域，具体涉及用于低功耗半有源RFID传感标签的自动切换供电系统。

背景技术

射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别标签并且能够进行双向的数据传输。

RFID系统通常由阅读器（Reader）、电子标签（Tag）和主机三部分组成。RFID系统的工作原理是操作人员可以通过主机对阅读器执行某些操作，阅读器经天线发送载有命令信息的电磁波能量，标签通过天线接收信息，并按照协议要求返回数据，最后阅读器接收来自标签的信息。嵌入智能传感器的RFID标签是无线传感网络WSN(Wireless Sensor Network)和物联网的重要组成部分，是感知世界的“触角”。因此，将传感器与RFID技术结合，可实现更丰富的功能，大大拓展RFID的应用领域。如将温度传感器、血氧传感器与RFID相结合，可构建远程医疗服务体系。

以往的半有源标签是根据接收信号强度指示（RSSI）值来初步判断距离，然后根据工作距离远近切换电源开关，实现无源到有源工作模式或者有源到无源工作模式的转换。这种控制方法可以适当地节省功耗，并保持工作距离。然而，实际工作中，除了EEPROM读写或高精度传感器操作以外，其他命令操作的功耗较低，因此，此时采用有源工作模式是对供电电源的极大浪费。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种用于半有源RFID传感标签的自动切换供电系统。本发明通过使用控制命令进行智能切换供电方式，提高了半有源RFID传感标签工作效率，降低功耗，节约资源，符合环保要求。另外，本发明提供多种电路接口，方便多种传感器连接，通过不同的命令控制不同的传感器，实现多种信息的实时检测。

为了解决现有技术中存在的问题，本发明采用如下技术方案：

一种用于半有源RFID传感标签的自动切换供电系统，包括连接有天线和传感器的标签模块，所述标签模块包括：用于将所述标签模块的射频信号进行收集、存储、调制、解调的射频模拟单元，用于将所述射频模拟单元的基带信号进行解码、校验、处理的数字控制单元，用于根据所述数字控制单元的命令信号选择供电模式的供电切换单元，用于保证所述供电切换单元工作的电源，用于根据所述数字控制单元的命令信号进行读写的存储器。

所述数字控制单元包括：用于将射频模拟单元发出的基带信号恢复为原始命令信号的解码模块、用于将所述解码模块发出的原始命令信号进行高8位解析的解析模块，用于将所述数字控制单元存在的原始命令信号中并行信号转换成串行信号的寄存器模块，用于将所述寄存器模块发出的串行信号有选择进行校验的校验模块，用于将校验结果正确的命令进行处理的命令处理模块，用于产生16位随机数的随机数模块，用于向所述存储器进行读写操作的读控制模块和写控制模块，用于将所述数字控制单元向所述射频模拟单元发出命令信号进行编码的编码模块，所述数字控制单元还包括控制所述传感器并接收所述传感器返回信号的通用接口。

如果所述命令处理模块收到所述校验模块产生的结果是错误的，则所述命令处理模块不再对命令进行处理；如果所述命令处理模块收到所述校验模块产生的结果是正确的，则所述命令处理模块进行命令处理。

所述命令处理模块针对不同的命令有不同的处理：

1)所述标签模块接收到正确的Select命令或NAK命令时，则只需进行状态转换，无需返回信息，所述标签模块工作在无源模式；

2)所述标签模块接收到正确的Query、QueryRep、QueryAdjust和Req_RN命令，所述标签只需要返回16位随机数或者16位随机数和CRC-16校验码，此时16位随机数通过所述寄存器模块并串转换，经过所述校验模块计算，然后经过所述编码模块编码，输出给所述调制模块，经过调制以后的信号经所述天线发送，所述标签模块仍工作在无源模式；

3)所述标签模块接收正确的强制命令和可选命令时，启动所述读控制模块和所述写控制模块，对所述存储器进行读写操作，将所述命令处理模块产生的并行信号通过所述寄存器模块并串转换，将转换后的串行信号放在所述存储器返回的信号之后，一起经过所述校验模块计算，然后经过所述编码模块编码，输出给所述调制模块，经过调制以后的信号通过所述天线发出，所述标签模块工作在有源模式。