[发明专利]一种长寿命有源电子标签

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于低功耗有源电子标签的实现方法。

背景技术

中华人民共和国专利200420037164.3“集装箱电子标签装置”和200810039151.2“用于集装箱电子封条的有源RFID射频识别标签及其阅读器”公布了两种有源电子标签的设计方法，但其都存在如下缺点：由于锂电池的超低自放电特性，有源电子标签都采用锂电池作为内部电源进行工作，由于锂电池的放电工作原理决定了最好的工作方式是平滑稳定释放电流，这样可以使锂电池工作寿命达到最大、电能释放最完全，而有源电子标签的工作模式是周期性主动发射信息，有源电子标签在发射时需要的瞬间电流通常远大于平时非发射状态，因此当内部锂电池使用一定时间后，很快就不能在有源电子标签主动发射的瞬间提供足够的电流，有源电子标签就失效了，而这时内部锂电池的仍有很多电能，只是不能在很短时间内释放更大的电流，这造成了有源电子标签不能完全使用内部锂电池的能量，造成锂电池能量的浪费和有源电子标签使用寿命短。

发明内容

为了克服传统的有源电子标签所存在的电池容量浪费和使用寿命短的问题，本发明提出了一种长寿命有源电子标签实现方法，其具体内容包含抛弃传统有源电子标签的设计方法，在有源电子标签原有的电源系统和工作电路之间增加电容能量存储单元，这样由锂电池构成的有源电子标签电源系统并不是直接向有源电子标签工作电路提供电源，而是先向电容能量存储单元供电，再由电容能量存储单元直接向有源电子标签工作电路提供电流。这样的设计机制使得锂电池避免了为配合有源电子标签工作模式而使用有很大伤害的大电流和间歇性工作机制，可以最大程度的保护锂电池和发挥锂电池的所有电量，而电容能量存储单元的工作机制是需要不断的充放电，恰恰可以配合有源电子标签的工作模式，这样完全解决了有源电子标签使用锂电池造成的容量浪费和使用寿命短的缺陷。

本发明解决问题所采用的技术方案是：

采用超低功耗的有源无线射频识别技术和电容能量存储技术相结合，构成一种长寿命有源电子标签设计，有源电子标签的电源系统由锂电池和电容能量存储单元构成，工作模式为锂电池以连续不间断、小电流的方式向电容能量存储单元充电，电容能量存储单元以大电流和微电流相结合的放电模式向有源电子标签工作电路提供电能。有源电子标签ID号码由无线射频识别单元内置固定ID标识信息构成，内置固定ID标识信息是在有源电子标签生产时以递增或递减的方式产生的，不可改变；有源电子标签的无线射频微处理单元和射频电路采取超低功耗设计，工作只是在一个小时间窗内使用大电流，通过无线方式发射出自身固定ID标识信息，随后微处理单元和射频电路又进入到使用微电流的休眠状态。

本发明实现的一种长寿命有源电子标签由有源无线射频识别单元、锂电池、电容能量存储单元组成，包括时钟、定时器、锂电池、电容能量存储单元、射频电路、微处理器。

本发明中的一种长寿命有源电子标签工作模式如下：

l缺省情况下，有源电子标签一直处于正常非工作状态a，锂电池向电容能量存储单元以小电流、平稳方式自动充电，电容能量存储单元向有源电子标签工作电路以微电流方式放电提供电能，此时标签上仅时钟和计数器运行，其余模块都处于非工作状态，功耗极低；

l计数器计数达到一个固定时间间隔T1后，微处理器被唤醒，进入通信状态b，微处理器触发射频电路发送由内置固定ID标识信息，此时标签上射频电流处于发射状态，电容能量存储单元向有源电子标签工作电路以大电流方式放电提供电能，发射的时间周期为T2，这时锂电池仍然向电容能量存储单元以小电流、平稳方式自动充电；

lT2结束后，标签又回到正常的非工作状态a，等到计数器计数达到下一个固定时间间隔T1后再进入下一个通信状态b；

l不同标签的标识ID采用递增或递减方式由生产时就固定写入的，在标签的生命周期内是固定不可修改的；

附图说明

图1为一种长寿命有源电子标签的系统构成图。

图2为一种长寿命有源电子标签的管理状态图。

图中1表示计数器构成的定时器，2表示射频电路，3表示时钟，4表示锂电池，5表示电容能量存储单元，6表示一种长寿命有源电子标签，7表示微处理器；a表示正常非工作状态，b表示通信状态。

具体实施方式

正常情况下6处于状态a，锂电池向电容能量存储单元以小电流、平稳方式自动充电，电容能量存储单元向有源电子标签工作电路以微电流方式放电提供电能；