[发明专利]一种智能可计算射频识别标签

说明书

一种智能可计算射频识别标签，包括能量收集模块、MCU模块、读写模块和传感器模块；能量收集模块与MCU模块能量传递连接，用于对在无线空间中收集的微量电磁能量进行管理和传输给MCU模块；MCU模块与读写模块信号传递连接，用于接收读写模块在无线空间中收集的有效电磁信息；MCU模块与传感器模块信号连接；传感器模块用于获取环境中的模拟量信息。本发明中，采用模块化设计，采用一种或多种能量收集方式，使能量收集与CRFID的模块化有机结合，采用多天线组合的方案，相对与现有的CRFID而言可以对来自无线空间中微量的电磁能量进行高效的收集和管理，从而有效解决CRFID能量有限的问题。

技术领域

本发明涉及电子信息技术领域，尤其涉及一种智能可计算射频识别标签。

背景技术

射频识别技术（Radio Frequency Identification，RFID）是使用无线射频技术在开放环境中进行对象识别的一种战略新兴技术。从结构上讲RFID是一种轻型无线系统，专用于识别和跟踪目标物体。RFID基本系统由一个读写器和很多标签组成。读写器通过天线与RFID电子标签进行无线通信，可以实现对标签电子产品码(Electronic Product Code，EPC )和内存数据的读出或写入操作。

现有的RFID标签可分为主动式、半被动式和被动式三种，主动式和半被动式标签上存在电源和处理器，可以进行一定程度的计算，但是需定期维护更换电源，导致其寿命较短，且硬件及维护成本极高，因而未能获得大规模的应用。被动式标签是带有天线的微型电路，通常采用状态机架构，没有处理器，由数千个逻辑门电路组成，标签中存储有唯一的身份标识EPC和一些其它信息。当标签被读写器访问时，标签能根据读写器指令进行相应的操作或返回所存储的信息。被动式标签凭借成本低、体积小、寿命长、可重复使用，支持移动识别和多目标识别等优势，因此在生产制造、物流和供应链、出入管理、仓储、票证等领域获得了极为广泛的应用。

虽然RFID技术，特别是被动式RFID标签的广泛应用给工业运行管理和人们日常生活带来了极大的便利，但是现有的RFID标签由于功能单一、计算能力缺乏、信息安全强度低技术缺陷，制约了其在商贸流通、肉菜溯源、交通运输、公共安全等国民经济与社会发展重点行业的进一步深度应用。

现有的RFID技术不适用于防伪系统的根本原因在于现有RFID标签内置固定状态机而缺乏动态计算能力，不能运行复杂加解密算法，也不能实时运行在线认证协议，仅能进行简单口令访问控制与被动地返回所储存的信息，因而在技术上难以实现较高强度防伪。

目前的主动式标签虽然能外连传感器，但过于昂贵，且电源限制了其使用寿命，不适用于食品检测领域，而被动式RFID标签由于能量和计算能力限制，不能连接传感器，也难以满足食品质量安全检测与追溯的应用需求。

而被动式RFID标签由于无需电源和维护，如果标签能集成可检测应力和位移的应变计等传感器，便能有效实现建筑物健康状况检测。遗憾的是，目前被动式RFID标签由于能量和计算能力限制还不能集成该类传感器。

由上可见，由于被动式标签缺乏自主计算能力和不能兼容传感技术，RFID技术应用受到了极大限制。此外，由于成本、使用寿命与可维护性等原因，具有计算能力的主动式和半被动式也难以满足应用需求。

针对现有RFID标签的不足，近年来国外研究人员设计了一种称为“可计算射频识别标签”（Computational Radio Frequency Identification，CRFID）的新型标签原型，如Intel Lab的WISP和UMASS的Moo。与普通被动式标签不同的是，CRFID标签并非将所有器件集成到一个芯片中， 而是将这些器件集成到一个嵌入式系统。