一種有源被動式雙頻芯片及rfid系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及雙頻射頻技術領域，尤其涉及一種有源被動式雙頻芯片及RFID系統。
【背景技術】
[0002]目前市場上的RFID (Rad1 Frequency IDentificat1n)標簽無論是有源標簽還是無源標簽，大都是單一工作頻率。無源標簽主要有125KHz、13.56MHz、915MHz、三個頻段的產品，主要特點壽命長，其中125KHz、13.56MHz產品存儲容量小，讀寫距離短，不能適應遠距離讀寫要求；915MHz產品雖然在讀寫距離上有了很大改善，但存儲容量還很有限，不能滿足大容量存儲需求。有源標簽主要有2.4GHzHz產品，存儲容量大、讀寫距離遠、但由于該類產品目前主要是主動發送數據，功耗大，壽命受到一定的限制，一般為3?5年，不能滿足長壽命的使用要求。近來市場上也出現了一些雙頻RFID標簽，但從性能上都還存在許多不足，比如存儲容量不夠大，最大16KB、壽命還不夠長，最大6年，而本實用新型在一個芯片中同時集成了 125KHz和2.4GHzHz, 125k信號起激活的作用，只在被激活時，2.4GHz信號才會工作，大大降低了功耗，延長了使用壽命。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的第一目的在于提供一種有源被動式雙頻芯片，該有源被動式雙頻芯片數據存儲容量大，讀寫距離遠，工作壽命長，解決了目前單一頻率的有源標簽工作壽命短的難題，及無源標簽讀寫距離近的缺點。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種有源被動式雙頻芯片包括用于接收125K低頻激活信號的無源喚醒模塊，所述無源喚醒模塊包括第一射頻天線，所述第一射頻天線與整流電路電連接，所述整流電路與用于破解125K低頻激活信號的解調電路的輸入端電連接，所述解調電路的輸出端與用于校驗所述125K低頻激活信號的邏輯電路的輸入端電連接，所述邏輯電路選用功耗低邏輯電路；還包括電源開關，所述電源開關包括第一輸入端和第二輸入端，所述第一輸入端與所述邏輯電路的輸出端電連接，所述電源開關與電池電連接；用于發射2.4GHz射頻信號的有源模塊，所述有源模塊包括微處理器電路，所述微處理器電路包括喚醒使能端、喚醒使能反饋端和輸出端，所述喚醒使反饋端與所述電源開關的第二輸入端電連接，所述喚醒使能端與所述電源開關的輸出端電連接；所述微處理器電路的輸出端與用于發射2.4GHz射頻信號的第二射頻天線電連接。
[0005]優選方式為，所述無源喚醒模塊還包括均與所述整流電路電連接的限幅電路和時鐘恢復電路，所述時鐘恢復電路還與所述解調電路電連接，所述限幅電路與一個基準電路電連接，所述基準電路還分別與上下電復位電路和穩壓電路電連接，所述穩壓電路還與所述邏輯電路電連接。
[0006]優選方式為，所述整流電路包括兩個PMOS管和兩個NMOS管。
[0007]優選方式為，所述穩壓電路的穩壓范圍為1.9?3.6V。
[0008]優選方式為，所述微處理器電路包括微處理器，以及與所述微處理器電連接的外部存儲器和微處理器外圍電路，所述微處理器與所述外部存儲器通過SPI方式進行通訊連接。
[0009]優選方式為，所述微處理器電路還包括放大電路，所述放大電路的輸入端與所述微處理器電連接，所述放大電路的輸出端作為所述微處理器電路的輸出端。
[0010]優選方式為，所述電源開關包括邏輯或門，所述邏輯或門的兩個輸入端分別作為所述電源開關的第一輸入端和第二輸入端，所述邏輯或門的輸出端與一個MOS開關管的柵極電連接，所述MOS開關管的漏極接電池，所述電池經過電阻與所述MOS開關管的柵極電連接，所述MOS開關管的源極作為所述電源開關的輸出端。
[0011]優選方式為，所述微處理器電路包括具有2.4GHz無線收發器的nRF24LE芯片，所述nRF24LE芯片的端口 P0.0作為所述喚醒使能反饋端。
[0012]優選方式為，所述外部存儲器選用LF2PAS3933芯片。
[0013]本實用新型的第二目的在于提供一種有源被動式雙頻RFID系統，該有源被動式雙頻RFID系統讀寫距離遠，工作壽命長，使其應用范圍廣。
[0014]為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案是:一種有源被動式雙頻RFID系統，包括125K低頻激活器、上述有源被動式雙頻芯片，以及2.4GHz網關。
[0015]采用上述技術方案后，本實用新型的有益效果是:由于本實用新型的有源被動式雙頻芯片包括用于接收125K低頻激活信號的無源喚醒模塊，無源喚醒模塊包括第一射頻天線，第一射頻天線與整流電路電連接，整流電路與用于破解125K低頻激活信號的解調電路的輸入端電連接，解調電路的輸出端與用于校驗125K低頻激活信號的邏輯電路的輸入端電連接，邏輯電路選用功耗低邏輯電路。上述無源喚醒模塊使本實用新型能夠接收125K低頻激活信號，并將125K低頻激活信號破解和校驗，并根據校驗的結果判斷是否輸出喚醒信號。
[0016]本實用新型還包括用于發射2.4G射頻信號的有源模塊，有源模塊包括微處理器電路，微處理器電路包括喚醒使能端、喚醒使能反饋端和輸出端，其中喚醒使反饋端與電源開關的第二輸入端電連接，喚醒使能端與電源開關的輸出端電連接；微處理器電路的輸出端與用于發射2.4G射頻信號的第二射頻天線電連接。上述有源模塊正常情況下處于省電模式，在喚醒使能端接收到喚醒信號后，微處理器電路從省電模式中蘇醒并啟動工作，輸出2.4G射頻信號并通過第二射頻天線發射出去。
[0017]本實用新型在無源喚醒模塊和有源模塊之間還設有電源開關，該電源開關接收來自無源喚醒模塊的喚醒信號，根據接收的喚醒信號喚醒有源模塊，同時有源模塊傳輸喚醒反饋信號給電源開關，來保證本實用新型可靠性。
[0018]由上述可知，本實用新型的有源被動式雙頻芯片同時具有125K芯片和2.4G芯片的功能，應用于雙頻電子標簽中時，通過特定通訊協議，本實用新型可以讀取125K低頻信號，發送2.4G射頻信號。因此本實用新型結合了低頻高精度和高頻大覆蓋范圍的特點，還具有數據存儲容量大，讀寫距離遠和工作壽命長的優點，解決了目前單一頻率的有源標簽工作壽命短的難題，及無源標簽讀寫距離近的缺點。應用本實用新型的雙頻芯片的有源被動式RFID系統，因使用本法明的雙頻芯片，使RFID系統也具有讀寫距離遠和工作壽命長的優點，并且使其應用范圍非常廣。可應用于高精度的資產管理(如槍支離位系統、重要資產物資管理)和精確的園區人員定位管理(如幼兒園、校園、養老院、監獄人員定位)適用于固定資產管理，物流、國防安全，人員定位管理等領域。
[0019]由于有源模塊還包括放大電路，放大電路的輸入端與微處理器電連接，放大電路的輸出端作為微處理器電路的輸出端，該放大電路將微處理器電路輸出的2.4G射頻信號放大，使2.4G射頻信號被加強利于第二射頻天線的發射。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型的有源被動式雙頻芯片的芯片管腳示意圖；
[0021]圖2是本實用新型的有源被動式雙頻芯片的存儲器控制模塊框圖；
[0022]圖3是本實用新型的有源被動式雙頻芯片的原理框圖；
[0023]圖4是本實用新型的有源被動式雙頻芯片的解調電路；
[0024]圖5是本實用新型的有源被動式雙頻芯片的微處理器框圖；
[0025]圖6是本實用新型的有源被動式雙頻芯片的開關電路圖；
[0026]圖中:1—CE、2—X1、3—X0、4—RFP、5—RFN、6—GND、7—VCC、8—SCK、9—MOS1、10—MISO、11一 LRF、12— IREE0
【具體實施方式】
[0027]為了使本實用新型的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0028]如圖1和圖2所示，一種有源被動式雙頻芯片包括無源喚醒模塊和有源模塊，其中無源喚醒模塊通過特定通訊協議能夠接收125K低頻激活信號，該低頻激活信號被無源喚醒模塊的第一射頻天線接收到后，第一射頻天線將125K低頻激活信號傳輸給整流電路。整流電路將125K低頻激活信號整形后傳輸給解調電路，解調電路將接收到的信號破解，當信號達到門限要求時，解調電路輸出對應125K低頻激活信號的電信號給與其電連接的低功耗邏輯電路，該低功耗邏輯電路經過校驗后，根據校驗結果判斷是否輸出喚醒信號(脈沖)給電源開關。當電源開關接收到喚醒信號后，給有源模塊的微處理器電路下達喚醒電信號，微處理器電路接收到喚醒電信號，被喚醒后喚醒使能反饋端再傳輸反饋電信號給電源開關的輸入端，電源開關接收到反饋信號后，輸出端將有源模塊和電池可靠的連接在一起。有源模塊的微處理器電路接收到喚醒信號后，從省電模式中蘇醒工作，并傳輸2.4G射頻信號給第二射頻天線，讓本實用新型的雙頻芯片發射高頻射頻信號去應答。
[0029]本實用新型的雙頻芯片封裝后包括12個管腳，具體為管腳I為CE、管腳2為X1、管腳3為X0、管腳4為RFP、管腳5為RFN、管腳6為GND、管腳7為VCC、管腳8為SCK、管腳9為M0S1、管腳10為MIS0、管腳11為LRF以及管腳12為IREE0
[0030]本實施例的整流電路包括兩個PMOS管與兩個NMOS管，其中兩個NMOS管分別定義為nl和n2，兩個PMOS管分別定義為pi和p2。nl，pi, n2, p2交叉連接，其中nl與n2的源極接地，兩柵極接第一射頻天線，該第一射頻天線兩端并接一個電容，形成電容電感諧振回路。nl的漏極接pi源極和p2的柵極，n2的漏極接p2的源極和pi的柵極。Pl的漏極與P2的漏極輸出Vc。該Vc為整個無源喚醒模塊供電，從而節省了電量保證了使用壽命。
[0031]本實施例的解調電路如圖4所示，解調電路中輸入信號經P21低通濾波，其輸出在P22、P23、P24、P25、P26、N21、N22、N23和N24構成的遲滯比較電路中的信號進行比較，實現包絡檢波輸出。Rl和R2實現對整流電路的