金屬礦山用有源rfid標(biāo)簽的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，包括低頻接收裝置、高頻發(fā)射裝置、解碼裝置、內(nèi)置存儲裝置、微處理器、電源重置裝置以及指示設(shè)備，低頻接收裝置連接解碼器，解碼器接入微處理器的輸入端，電源重置裝置接入微處理器的復(fù)位端，內(nèi)置存儲裝置連接微處理器，微處理器的輸出端連接高頻發(fā)射裝置。本實(shí)用新型采用低頻頻段接收信號，高頻頻段發(fā)射信號，在金屬礦山井下等潮濕惡劣的環(huán)境中，也能夠精準(zhǔn)控制發(fā)射和收信距離，本實(shí)用新型采用功耗極低的高頻發(fā)射裝置來實(shí)現(xiàn)，發(fā)射信號的能耗低，可有效延長標(biāo)簽電池的使用壽命，由此解決了低頻信號發(fā)射需要較大功率無法用標(biāo)簽本身的電池來驅(qū)動的問題。
【專利說明】金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電子通信設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及有源RFID標(biāo)簽。

【背景技術(shù)】
[0002]物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)主要是基于RFID技術(shù)，RFID頻段劃分為低頻(100-125KHZ)，高頻(13.56Mhz)，超高頻(800-900Mhz，2.45GHz，5.8GHz)等。RFID標(biāo)簽分為有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽。其中13.56MHz的RFID無源標(biāo)簽讀取距離短，使用單邊天線讀取距離為10-40cm，使用對稱雙邊天線讀取距離可達(dá)到80-100cm，天線高度為150cm左右，占用空間大，適合于放置在礦山井口用于礦山進(jìn)出口人員的考勤，不適用于礦山井下人員和物品的感知。超高頻段(UHF)可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離讀卡，UHF頻段受水，金屬干擾很大。礦山井下地下水豐富，圍巖中金屬含量高，UHF頻段的RFID使用受到限制。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，通過高低頻信號轉(zhuǎn)換，使得標(biāo)簽?zāi)軌蜻m用于金屬礦山井下環(huán)境，確保標(biāo)簽靈敏度。
[0004]本實(shí)用新型解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0005]金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述有源RRID標(biāo)簽包括低頻接收裝置、高頻發(fā)射裝置、解碼裝置、內(nèi)置存儲裝置、微處理器、電源重置裝置以及指示設(shè)備，所述低頻接收裝置連接所述解碼器，所述解碼器接入所述微處理器的輸入端，所述電源重置裝置接入所述微處理器的復(fù)位端，所述內(nèi)置存儲裝置連接所述微處理器，所述微處理器的輸出端連接所述高頻發(fā)射裝置。
[0006]在采用上述技術(shù)方案的同時，本實(shí)用新型還可以采用或者組合采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案:
[0007]所述低頻接收裝置包括兩個垂直放置的低頻天線和低頻接收電路，所述低頻天線與低頻接收電路連接，所述低頻接收電路連接所述解碼裝置。
[0008]所述解碼裝置包括反向器和觸發(fā)器，反向器連接所述觸發(fā)器構(gòu)成硬件解碼裝置并接入所述微處理器的輸入端，所述觸發(fā)器的市售型號是TC7W74，所述反向器的市售型號是TC7W14。
[0009]所述電源重置裝置包括電源重置芯片和電池，所述電源重置芯片接所述微處理器的復(fù)位端，所述電源重置芯片的市售型號是BD4725G。
[0010]所述內(nèi)置存儲裝置為EEPROM芯片，市售型號為AT24C01。
[0011]所述有源RFID標(biāo)簽還包括時鐘電路，時鐘電路連接所述微處理器的計時端。
[0012]所述高頻發(fā)射裝置包括高頻發(fā)射電路和高頻天線，所述微處理器的輸出端接入所述高頻發(fā)射電路。
[0013]所述指示設(shè)備包括外部發(fā)光二極管組，所述發(fā)光二極管組中的發(fā)光二極管各自連接微處理器。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型的有源RFID標(biāo)簽采用108kHz左右的低頻頻段接收信號，312MHz左右的高頻頻段發(fā)射信號，低頻頻段接收信號的強(qiáng)度與發(fā)射距離、有無阻擋以及有無水分幾乎無關(guān)，只有當(dāng)本實(shí)用新型的有源RFID標(biāo)簽進(jìn)入發(fā)射裝置發(fā)射的低頻信號接受范圍內(nèi)時，才會工作并接收和發(fā)送信號，因此，本實(shí)用新型的有源RFID標(biāo)簽在金屬礦山井下等潮濕惡劣的環(huán)境中，也能夠精準(zhǔn)控制發(fā)射和收信距離，只要按照一定的距離要求放置好信號發(fā)射裝置，就能夠準(zhǔn)確無誤地使本實(shí)用新型的有源RFID標(biāo)簽進(jìn)行收發(fā)信號，并且，本實(shí)用新型本身的通信采用功耗極低的高頻發(fā)射裝置來實(shí)現(xiàn)，發(fā)射信號的能耗低，可有效延長標(biāo)簽電池的使用壽命，由此解決了低頻信號發(fā)射需要較大功率無法用標(biāo)簽本身的電池來驅(qū)動的問題；此外，本實(shí)用新型的標(biāo)簽?zāi)軌蜃詣舆M(jìn)入休眠狀態(tài)，間隔一段時間進(jìn)行喚醒，進(jìn)一步節(jié)約了電能消耗，延長電池使用壽命，本實(shí)用新型的標(biāo)簽在解碼方式上采用反向器與觸發(fā)器組合而成的硬件解碼，效率高，功耗低、熱功耗低，更適合于其使用場口 ο

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。
[0016]圖2為本實(shí)用新型的電路圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]參照附圖。
[0018]本實(shí)用新型的有源RFID標(biāo)簽包括低頻接收裝置1、高頻發(fā)射裝置2、解碼裝置3、內(nèi)置存儲裝置4，微處理器5，電源重置裝置6以及指示設(shè)備7。
[0019]低頻接收裝置I連接解碼裝置3，向解碼裝置3發(fā)送所接收的低頻信號，解碼裝置3根據(jù)曼徹斯特編碼規(guī)則進(jìn)行解碼。
[0020]解碼裝置3接入微處理器5的輸入端，將解碼后的信號送至微處理器5。
[0021 ] 微處理器5的輸出端連接高頻發(fā)射裝置2，微處理器5將輸出信號經(jīng)過曼徹斯特編碼從輸出端送至高頻發(fā)射裝置2進(jìn)行發(fā)送信號。
[0022]低頻接收裝置I包括兩個垂直放置的低頻天線ANTl、ANT2以及低頻接收電路8，可以從兩個方向接收信號，確保收信范圍，兩個低頻天線ANTl和ANT2和低頻接收電路8連接，其接收的低頻信號通過低頻接收電路8變頻送入至解碼裝置3。
[0023]高頻發(fā)射裝置2包括高頻發(fā)射天線ANT3和高頻發(fā)射電路9，微處理器5的輸出端送出的信號由高頻發(fā)射電路9進(jìn)行變頻至高頻發(fā)射天線ANT3送出。
[0024]微處理器5為微處理芯片IC3，其市售型號為HD404394。
[0025]內(nèi)置存儲裝置為EEPROM芯片IC2，其市售型號為AT24C01。EEPROM芯片IC2的引腳1、2、3懸空，EEPROM芯片IC2的引腳4接地，EEPROM芯片IC2的引腳5和微處理芯片IC3的引腳25連接，EEPROM芯片IC2的引腳6與微處理芯片IC3的引腳26連接，EEPROM芯片IC2用于存儲標(biāo)簽的身份識別信息。
[0026]電源重置裝置包括電源重置芯片IC5和電池BT1，電源重置芯片IC5的市售型號為BD4725G，電源重置芯片IC5的引腳1、2、3接地，電源重置芯片IC5的引腳4連接微處理芯片IC3的引腳20 (復(fù)位端)，當(dāng)標(biāo)簽需要重啟時，通過電源重置芯片IC5對微處理器3進(jìn)行復(fù)位。
[0027]解碼裝置3包括反向器IC4和觸發(fā)器IC6，反向器IC4的市售型號為TC7W14，觸發(fā)器IC6的市售型號為TC7W74，反向器IC4的引腳I連接觸發(fā)器IC6的引腳5，反向器IC4的引腳2連接微處理芯片IC3的引腳29，反向器IC4的引腳7連接觸發(fā)器IC6的引腳6，觸發(fā)器IC6的引腳I連接反向器IC4的引腳2，觸發(fā)器IC6的引腳2連接EEPROM芯片IC2的引腳7，并通過電阻Rl3連接電池BTl，觸發(fā)器IC6的引腳3和微處理器IC3的引腳30端子連接，觸發(fā)器IC6的引腳4接地，觸發(fā)器IC6引腳5連接反相器IC4的引腳1，觸發(fā)器IC6的引腳6連接反向器IC4的引腳7，觸發(fā)器IC6的引腳7通過電容C8接地，并通過電阻R25連接電源，觸發(fā)器IC6的引腳8連接電源電池BTl。觸發(fā)器IC6和反向器IC4連接成可以通過硬件解碼模式進(jìn)行解碼的解碼裝置3，對低頻接收電路8所接收的信號進(jìn)行解碼。
[0028]本實(shí)用新型的有源RFID標(biāo)簽還包括時鐘電路XI，時鐘電路Xl與微處理芯片IC3的引腳9、10連接，用于控制標(biāo)簽的休眠等待時間。
[0029]指示設(shè)備7包括外部發(fā)光二極管組，發(fā)光二極管組中的發(fā)光二極管LD1、LD2、LD3、LD4分別連接微處理芯片IC3的引腳1、2、3、4，然后通過電阻集合MP4連接電池BT1，發(fā)光二極管LD1、LD2、LD3、LD4構(gòu)成有源RFID標(biāo)簽的工作指示燈，可用于指示有源RFID標(biāo)簽的工作狀態(tài)。
[0030]本實(shí)用新型的RFID標(biāo)簽通過低頻接收裝置I接收信號，通過高頻發(fā)射裝置2發(fā)送信號，其中設(shè)有定時裝置，通過時鐘電路Xi產(chǎn)生的時間來進(jìn)行定時，例如設(shè)定休眠時間，當(dāng)一段時間(例如1s)內(nèi)沒有接收到信號，則自動進(jìn)入休眠狀態(tài)，當(dāng)接到喚醒信號時，重新進(jìn)入工作狀態(tài)，也可以設(shè)定一定的休眠時間，每隔一定時間(例如5S)自動檢測是否收到信號，從而判斷是否自動進(jìn)入喚醒狀態(tài)，通過休眠和喚醒狀態(tài)的切換來達(dá)到節(jié)約電池能源的目的，延長電池的使用壽命。
【權(quán)利要求】
1.金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述有源RRID標(biāo)簽包括低頻接收裝置、高頻發(fā)射裝置、解碼裝置、內(nèi)置存儲裝置、微處理器、電源重置裝置以及指示設(shè)備，所述低頻接收裝置連接所述解碼裝置，所述解碼裝置接入所述微處理器的輸入端，所述電源重置裝置接入所述微處理器的復(fù)位端，所述內(nèi)置存儲裝置連接所述微處理器，所述微處理器的輸出端連接所述高頻發(fā)射裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述低頻接收裝置包括兩個垂直放置的低頻天線和低頻接收電路，所述低頻天線與低頻接收電路連接，所述低頻接收電路連接所述解碼裝置。
3.如權(quán)利要求1所述的金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述解碼裝置包括反向器和觸發(fā)器，反向器連接所述觸發(fā)器構(gòu)成硬件解碼裝置并接入所述微處理器的輸入端，所述觸發(fā)器的市售型號是TC7W74，所述反向器的市售型號是TC7W14。
4.如權(quán)利要求1所述的金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述電源重置裝置包括電源重置芯片和電池，所述電源重置芯片連接所述微處理器的復(fù)位端，所述電源重置芯片的市售型號是BD4725G。
5.如權(quán)利要求1所述的金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述內(nèi)置存儲裝置為EEPROM芯片，市售型號為AT24C01。
6.如權(quán)利要求1所述的金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述有源RFID標(biāo)簽還包括時鐘電路，時鐘電路接入所述微處理器的計時端。
7.如權(quán)利要求1所述的金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述高頻發(fā)射裝置包括高頻發(fā)射電路和高頻天線，所述微處理器的輸出端接入所述高頻發(fā)射電路。
8.如權(quán)利要求1所述的金屬礦山用有源RFID標(biāo)簽，其特征在于:所述指示設(shè)備包括外部發(fā)光二極管組，所述發(fā)光二極管組中的發(fā)光二極管各自連接微處理器。
【文檔編號】G06K19/077GK203930908SQ201420216745
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】胡名標(biāo), 過江 申請人:胡名標(biāo)