[发明专利]具有身份识别与数据记录功能的无源超高频电子传感系统

说明书

一种具有身份识别与数据记录功能的无源超高频电子传感系统，该系统包括：超高频天线和核心芯片，所述核心芯片的输入端与超高频天线的输出端相连接。核心芯片包括：射频模拟前端电路、数字协议处理电路、非易失存储器接口电路、非易失存储器电路、片上传感器接口电路、片上传感器电路和片外传感器接口电路。本发明所身份识别与数据记录功能的无源超高频电子传感系统，结合了无源超高频RFID中的极低功耗无线数据传输技术，利用其中的射频整流电路接收从探测器所发射的电磁波，不需要电池供电，降低了功耗节约了成本，无需设计专用唤醒电路，延长了工作寿命同时还实现了防碰撞机制，使得多个电子传感系统不会互相干扰，提高了系统的稳定性。

技术领域

本发明涉及射频识别(RFID)和无线传感技术领域，尤其涉及一种具有身份识别与数据记录功能的无源超高频电子传感系统。该电子传感系统可应用于物流管理、公共运输、特殊物品的仓储和流通等领域。

背景技术

无线传感器已经被广泛应用于物流运输、环境监视、设备管理、医疗保健和过程控制等领域，其具有制造成本低，安装便捷，无需连线等优势。传统的无线传感器通常采用ZigBee、蓝牙以及无线局域网等技术进行数据传输。在这些通讯技术中，传感节点需要主动发射电磁波在传感范围内进行组网和无线数据传输，因此对射频模拟收发电路的灵敏度要求比较高，设计难度比较大，工作模式下消耗的功耗比较大。因此采用上述通讯技术的无线传感器，工作寿命较低而且制造成本较高，在短距离低速率要求的应用场合中不宜采用。

无源超高频RFID技术是一种新兴的低功耗低成本近距离无线通信技术。图1为无源超高频RFID系统工作原理图，如图1所示，无源超高频RFID系统由电子传感系统、探测器、探测器天线和上位机组成，该无源RFID系统中没有电池供电，仅仅凭借接收探测器所发送的无线能量为系统的工作提供电源。其中，无源RFID系统里存储有目标物体的相关信息，探测器以电磁波为载体将能量、及指令信息发送给系统。探测器根据应用的需要可以通过向系统发送无线信号的方式对传感系统中存储的信息进行写入或读取，并将系统返回的信息传送给上位机进行高级处理。无源RFID系统通过射频模拟前端电路中的ASK信号解调电路接收探测器发送的电磁波，射频整流电路可将探测器所发射电磁波中的能量转换为直流电源供无源RFID系统工作，将解调出的指令信息发送到数字协议处理电路进行处理，最后采用改变天线输入阻抗的背射调制电路向探测器发回数据。

随着无源RFID技术的应用领域日益宽广，无源RFID系统不仅具有识别目标和读写目标数据等功能，还可以通过集成或外接传感器以实现环境感知和环境监测的功能。RFID系统与探测器的最大通信距离通常达到10米，能够满足多数应用场合的需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明目的在于提供一种具有身份识别与数据记录功能的无源超高频电子传感系统，以降低无线传感器的功耗和成本。

(二)技术方案

一种具有身份识别与数据记录功能的无源超高频电子传感系统，该系统包括超高频天线21和核心芯片22，所述超高频天线21的输出端连接于核心芯片22的输入端，其中：

超高频天线21，用于接收探测器所发射的射频信号并且通过输出端将射频信号传输到核心芯片22中；

核心芯片22，用于将超高频天线21所接收的射频信号解调为低频数字信号，之后进行数据解码获得原始数据，进而根据原始数据完成指定的操作。核心芯片22包括射频模拟前端电路23、数字协议处理电路24、非易失存储器接口电路25、非易失存储器电路26、片上传感器接口电路27、片上传感器电路28和片外传感器接口电路29，其中：

射频模拟前端电路23，与数字协议处理电路24双向连接，用于为数字协议处理电路24提供复位信号、时钟信号，同时还将探测器所发射的电磁波转换为直流电源，为核心芯片22的各个模块电路供电，保证正常工作；