專利名稱：一種適用于多種頻率的射頻識別標簽芯片的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種射頻識別標簽，特別涉及一種適用于多種頻率的射頻識別標簽芯片。
背景技術：
RFID射頻識別是一種非接觸式的自動識別技術，它通過射頻信號自動識別目標對象并獲取相關數(shù)據(jù)，識別工作無須人工干預，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術可識別高速運動物體并可同時識別多個標簽，操作快捷方便。RFID是一種簡單的無線系統(tǒng)，用于控制、檢測和跟蹤物體。最基本的RF系統(tǒng)由三部分組成1、標簽(Tag，即射頻卡)由耦合元件及芯片組成，標簽含有內(nèi)置天線，用于和射頻天線間進行通信。2、閱讀器讀取或?qū)懭霕撕炐畔⒌脑O備。3、天線在標簽和讀取器間傳遞射頻信號。RFID按應用頻率的不同分為低頻(LF)、高頻(HF)、超高頻(UHF)、微波(麗)，相對應的代表性頻率分別為低頻135KHz以下、高頻13. 56MHz、超高頻860M 960MHz、微波 2. 4G。現(xiàn)有技術中的高頻閱讀器無法正常讀取存儲于超高頻標簽中的信息，而超高頻閱讀器無法正常讀取存儲于高頻標簽中的信息，導致兩者難以共存。而隨著RFID射頻識別的推廣普及，一種能夠適應多種頻率的RFID標簽的需求變得越來越明顯和迫切。由于各種頻率的穩(wěn)定性不同，RFID標簽在某種頻率下不能正常工作，在另一種頻率下卻可以工作，這時兩種頻率起到相互補充的作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題是射頻識別標簽芯片應用于多種頻率時的數(shù)據(jù)共享問題。 為了解決上述技術問題，本發(fā)明提供了一種適用于多頻率的射頻識別標簽芯片，包括
超高頻模擬前端，具有第一天線端和第一接地端； 調(diào)制解調(diào)前端，具有第二天線端和第二接地端； 數(shù)字基帶電路； 非易失性存儲單元；
所述調(diào)制解調(diào)前端通過所述第二天線端接收非超高頻信號并將其調(diào)制成超高頻信號， 所述超高頻模擬前端通過所述第一天線端接收超高頻信號或者接收所述調(diào)制解調(diào)前端輸出的超高頻信號，所述超高頻模擬前端將接收到的超高頻信號解調(diào)至模擬基帶信號并輸出至數(shù)字基帶電路，所述數(shù)字基帶電路將接收到的模擬基帶信號轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信號，然后輸出給上述非易失性存儲單元存儲。進一步，當所述超高頻模擬前端和所述調(diào)制解調(diào)前端分別同時接收超高頻信號和非超高頻信號時，所述超高頻模擬前端將所述調(diào)制解調(diào)前端置于靜默狀態(tài)，所述射頻識別標簽芯片工作在一種頻帶下。進一步，所述超高頻模擬前端還包括超高頻電源管理模塊、超高頻調(diào)制解調(diào)器、超高頻振蕩電路和第一數(shù)字 開關。進一步，所述調(diào)制解調(diào)前端還包括非超高頻電源管理模塊、非超高頻調(diào)制解調(diào)器和通訊模塊和第二數(shù)字開關。進一步，所述超高頻調(diào)制解調(diào)器包括超高頻信號解調(diào)器和反向散射調(diào)制器，超高頻信號接收時，所述超高頻信號解調(diào)器將接收到的超高頻信號解調(diào)為基帶信號，并輸出至所述數(shù)字基帶電路；超高頻信號發(fā)送時，所述反向散射調(diào)制器將所述數(shù)字基帶電路輸出的基帶信號調(diào)制至超高頻信號，并輸出至所述第一天線端或者所述調(diào)制解調(diào)前端。進一步，所述超高頻電源管理模塊為所述超高頻模擬前端提供電源和復位信號進一步，所述超高頻振蕩電路具體為時鐘恢復產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生工作時鐘。進一步，非超高頻信號接收時，所述非超高頻調(diào)制解調(diào)器將接收到的非超高頻信號解調(diào)成基帶信號，并輸出至所述通訊模塊，所述通訊模塊將輸入的非超高頻信號進行協(xié)議解析后，調(diào)制成超高頻信號，并輸出至所述超高頻模擬前端；非超高頻發(fā)送時，所述通訊模塊將所述超高頻模擬前端輸出的超高頻信號解調(diào)成基帶信號，并經(jīng)過協(xié)議解析后，輸出至所述非超高頻調(diào)制解調(diào)器，所述非超高頻調(diào)制解調(diào)器將接收的基帶信號調(diào)制為非超高頻信號并輸出至所述第二天線端。進一步，所述非超高頻電源管理模塊為所述調(diào)制解調(diào)前端提供電源和復位信號。進一步，所述通訊模塊包括調(diào)制模塊、協(xié)議解析模塊和解調(diào)模塊，非超高頻信號接收時，所述調(diào)制模塊將經(jīng)過協(xié)議解析模塊解析過的非超高頻信號調(diào)制至超高頻，并輸出給所述超高頻模擬前端；非超高頻信號發(fā)送時，所述解調(diào)模塊將所述超高頻模擬前端輸出的超高頻信號解調(diào)至基帶信號，并輸出至所述協(xié)議解析模塊，基帶信號經(jīng)過協(xié)議解析模塊解析后輸出至所述調(diào)制解調(diào)前端。該射頻識別標簽芯片的優(yōu)點在于可以處理各種頻帶多射頻信號，既可作為超高頻標簽也可作為非超高頻標簽使用。


關于本發(fā)明的優(yōu)點與精神可以通過以下的發(fā)明詳述及所附圖式得到進一步的了圖1為本發(fā)明一種適用于多頻率的射頻識別標簽芯片的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1中超高頻模擬前端的結(jié)構(gòu)框圖3為圖1中調(diào)制解調(diào)前端的結(jié)構(gòu)框圖； 圖4為圖3中調(diào)制解調(diào)前端的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為圖2中超高頻模擬前端的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6為圖3中通訊模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的具體實施例。參見圖1所示，本發(fā)明一種適用于多頻率的射頻識別標簽芯片，包括超高頻模擬前端1、調(diào)制解調(diào)前端2、數(shù)字基帶電路3和非易失性存儲單元4。所述調(diào)制解調(diào)前端2通過其天線端RF接收外部的非超高頻信號調(diào)制成超高頻信號，該超高頻信號輸出至超高頻模擬前端1并為其提供能量。超高頻模擬前端1將接收到的超高頻信號解調(diào)至模擬基帶信號并輸出至數(shù)字基帶電路3。數(shù)字基帶電路3可以具體為數(shù)字控制邏輯電路，將其接收到的模擬基帶信號轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信號，然后輸出給上述非易失性存儲單元存儲。非易失性存儲單元(NONVOLATILE MEMORY(NVM))，可以具體為電子可擦除式可復寫只讀存儲器EEPROM。 當調(diào)制解調(diào)前端2通過其天線端RF發(fā)射非超高頻信號時，其數(shù)據(jù)流是上述接收過程的逆向過程。所述超高頻模擬前端1通過其天線端RF接收外部的超高頻信號，將所述超高頻信號解調(diào)至基帶信號并輸出至數(shù)字基帶電路3，數(shù)字基帶電路3將其接收到的模擬基帶信號轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信號，然后輸出給上述非易失性存儲單元存儲。當超高頻模擬前端1通過其天線端RF發(fā)射超高頻信號時，其數(shù)據(jù)流是上述接收過程的逆向過程。當該射頻識別標簽芯片的超高頻模擬前端1和調(diào)制解調(diào)前端2分別同時接收超高頻信號和非超高頻信號時，超高頻模擬前端1中的數(shù)字開關會關閉來自調(diào)制解調(diào)前端2的信號。這樣，可以避免高頻與超高頻同時訪問造成數(shù)據(jù)不一致。參考圖2所示，超高頻模擬前端1包括超高頻電源管理模塊10、超高頻調(diào)制解調(diào)器 11、超高頻振蕩電路12和數(shù)字開關13，超高頻模擬前端1還具有天線(RF)端和接地(GND) 端，其在芯片中具體為兩個焊盤。數(shù)字開關13用以控制超高頻模擬前端1是否接收超高頻信號。參考圖3所示，調(diào)制解調(diào)前端2包括非超高頻電源管理模塊20、非超高頻調(diào)制解調(diào)器21和通訊模塊22和數(shù)字開關23，調(diào)制解調(diào)前端2還具有天線(RF)端和接地(GND)端， 其在芯片中具體為兩個焊盤。數(shù)字開關23用以控制調(diào)制解調(diào)前端2是否接收非超高頻信號。超高頻模擬前端1、調(diào)制解調(diào)前端2中的數(shù)字開關可以接受來自超高頻模擬前端或者調(diào)制解調(diào)前端的數(shù)字信號并調(diào)節(jié)自己的開關狀態(tài)。例如，當接收到非超高頻信號時，調(diào)制解調(diào)前端向超高頻模擬前端發(fā)送超高頻信號的同時也發(fā)送使超高頻數(shù)字開關關閉的信號使此標簽的超高頻模擬前端處于靜默狀態(tài)。超高頻模擬前端1中的數(shù)字開關可以在接收到一種頻率的信號后將超高頻的天線端或非超高頻的天線端關閉，這時，即便周圍存在其他頻率的RF場，標簽也會在某一種頻段下正常工作。非超高頻接收時，非超高頻調(diào)制解調(diào)器21將接收到的信號解調(diào)成基帶信號，并輸出至通訊模塊22。通訊模塊22將輸入的信號進行協(xié)議解析后，調(diào)制成超高頻信號，并輸出至超高頻模擬前端1 ；非超高頻發(fā)送時，通訊模塊22將超高頻模擬前端1輸出的超高頻信號解調(diào)成基帶信號，并經(jīng)過協(xié)議解析后，輸出至非超高頻調(diào)制解調(diào)器21，非超高頻調(diào)制解調(diào)器21將上述基帶信號調(diào)制為非超高頻信號并輸出至天線端。非超高頻電源管理模塊20為調(diào)制解調(diào)前端2提供電源和復位信號。參考圖4所示，非超高頻電源管理模塊20包括全波整流電路201、穩(wěn)壓電路202、 上電復位模塊203和高壓保護模塊204。全波整流電路201將調(diào)制解調(diào)前端2的天線端接收到的信號整流并輸出給穩(wěn)壓電路202，穩(wěn)壓電路202輸出一個穩(wěn)定的電壓，使得芯片能夠正常工作；同時上電復位模塊203會監(jiān)視穩(wěn)壓電路202輸出的電源電壓，并在需要的時候給出復位信號給芯片的數(shù)字基帶電路。高壓保護模塊204用于在輸入電壓較高時保護芯片不會被損壞。
參考圖5所示，超高頻電源管理模塊10包括電源恢復模塊100、電源穩(wěn)壓模塊 101、參考源電路102和啟動信號產(chǎn)生模塊103，超高頻調(diào)制解調(diào)器11包括反向散射調(diào)制器 110和超高頻信號解調(diào)器111。超高頻振蕩電路12具體為時鐘恢復產(chǎn)生器120，用以產(chǎn)生工作時鐘。超高頻接收時，超高頻信號解調(diào)器111將接收到的超高頻信號解調(diào)為基帶信號， 并輸出至數(shù)字基帶電路3 ；在解調(diào)的同時，從接收到的信號中恢復出通信時鐘。超高頻發(fā)送時，反向散射調(diào)制器110將數(shù)字基帶電路3輸出的信號調(diào)制至超高頻信號，并輸出至天線端或調(diào)制解調(diào)前端2。超高頻電源管理模塊10為超高頻模擬前端1提供電源和復位信號。電源恢復模塊100將所接收到的超高頻信號通過整流、升壓等方式轉(zhuǎn)換為直流電壓，為芯片工作提供能量。電源恢復模塊100輸出至電源穩(wěn)壓模塊101，電源穩(wěn)壓模塊101 將輸出一個穩(wěn)定的工作電壓供芯片工作。參考源電路102用于產(chǎn)生一個與電源電壓無關的參考源，啟動信號產(chǎn)生模塊103用于檢測參考源電路102的輸出，并在需要的時候產(chǎn)生啟動復位信號至數(shù)字基帶電路3。參考圖6所示，通訊模塊22包括調(diào)制模塊220、協(xié)議解析模塊221和解調(diào)模塊222。 非超高頻接收時，調(diào)制模塊220將經(jīng)過協(xié)議解析模塊221解析過的信號調(diào)制至超高頻，并輸出給超高頻模擬前端1 ；非超高頻發(fā)送時，解調(diào)模塊222將超高頻模擬前端1輸出的超高頻信號解調(diào)至基帶信號，并輸出至協(xié)議解析模塊221?；鶐盘柦?jīng)過協(xié)議解析模塊221解析后輸出至調(diào)制解調(diào)前端2。該射頻識別芯片的中間可以有兩個懸空焊盤，起固定作用。本發(fā)明提供的射頻識別標簽芯片解決了 RFID非超高頻與超高頻數(shù)據(jù)共享的問題，這種標簽即可以調(diào)制解調(diào)非超高頻信號又可以調(diào)制解調(diào)超高頻信號；當這種芯片與非超高頻標簽天線結(jié)合就是一個標準的非超高頻RFID標簽，而與超高頻標簽天線結(jié)合就是一個標準的超高頻標簽；當這個芯片同時連接RFID非超高頻與超高頻標簽芯片時，它既可以是一個RFID非超高頻標簽又可以是一個超高頻標簽；當這個芯片同時接收到高頻和超高頻信號的時候，它的調(diào)制解調(diào)前端會停止工作，處于靜默狀態(tài)，而不會造成高頻與超高頻同時訪問造成數(shù)據(jù)不一致的情況。該標簽能夠接受的頻率范圍包括135KHZ以下的低頻、 13. 56MHz的高頻、860Μ 960ΜΗζ的超高頻和2. 4G的微波，但并非局限在以上頻率，其可應用于更廣的頻率范圍。本說明書中所述的只是本發(fā)明的較佳具體實施例，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案而非對本發(fā)明的限制。凡本領域技術人員依本發(fā)明的構(gòu)思通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術方案，皆應在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種適用于多頻率的射頻識別標簽芯片，其特征在于，包括超高頻模擬前端，具有第一天線端和第一接地端；調(diào)制解調(diào)前端，具有第二天線端和第二接地端；數(shù)字基帶電路；非易失性存儲單元；所述調(diào)制解調(diào)前端通過所述第二天線端接收非超高頻信號并將其調(diào)制成超高頻信號， 所述超高頻模擬前端通過所述第一天線端接收超高頻信號或者接收所述調(diào)制解調(diào)前端輸出的超高頻信號，所述超高頻模擬前端將接收到的超高頻信號解調(diào)至模擬基帶信號并輸出至數(shù)字基帶電路，所述數(shù)字基帶電路將接收到的模擬基帶信號轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信號，然后輸出給上述非易失性存儲單元存儲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，當所述超高頻模擬前端和所述調(diào)制解調(diào)前端分別同時接收超高頻信號和非超高頻信號時，所述超高頻模擬前端將所述調(diào)制解調(diào)前端置于靜默狀態(tài)，所述射頻識別標簽芯片工作在一種頻帶下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，所述超高頻模擬前端還包括超高頻電源管理模塊、超高頻調(diào)制解調(diào)器、超高頻振蕩電路和第一數(shù)字開關。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，所述調(diào)制解調(diào)前端還包括非超高頻電源管理模塊、非超高頻調(diào)制解調(diào)器、通訊模塊和第二數(shù)字開關。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，所述超高頻調(diào)制解調(diào)器包括超高頻信號解調(diào)器和反向散射調(diào)制器，超高頻信號接收時，所述超高頻信號解調(diào)器將接收到的超高頻信號解調(diào)為基帶信號，并輸出至所述數(shù)字基帶電路；超高頻信號發(fā)送時，所述反向散射調(diào)制器將所述數(shù)字基帶電路輸出的基帶信號調(diào)制至超高頻信號，并輸出至所述第一天線端或者所述調(diào)制解調(diào)前端。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，所述超高頻電源管理模塊為所述超高頻模擬前端提供電源和復位信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，所述超高頻振蕩電路具體為時鐘恢復產(chǎn)生器，用以產(chǎn)生工作時鐘。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，非超高頻信號接收時，所述非超高頻調(diào)制解調(diào)器將接收到的非超高頻信號解調(diào)成基帶信號，并輸出至所述通訊模塊， 所述通訊模塊將輸入的非超高頻信號進行協(xié)議解析后，調(diào)制成超高頻信號，并輸出至所述超高頻模擬前端；非超高頻發(fā)送時，所述通訊模塊將所述超高頻模擬前端輸出的超高頻信號解調(diào)成基帶信號，并經(jīng)過協(xié)議解析后，輸出至所述非超高頻調(diào)制解調(diào)器，所述非超高頻調(diào)制解調(diào)器將接收的基帶信號調(diào)制為非超高頻信號并輸出至所述第二天線端。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，所述非超高頻電源管理模塊為所述調(diào)制解調(diào)前端提供電源和復位信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的射頻識別標簽芯片，其特征在于，所述通訊模塊包括調(diào)制模塊、協(xié)議解析模塊和解調(diào)模塊，非超高頻信號接收時，所述調(diào)制模塊將經(jīng)過協(xié)議解析模塊解析過的非超高頻信號調(diào)制至超高頻，并輸出給所述超高頻模擬前端；非超高頻信號發(fā)送時， 所述解調(diào)模塊將所述超高頻模擬前端輸出的超高頻信號解調(diào)至基帶信號，并輸出至所述協(xié)議解析模塊，基帶信號經(jīng)過協(xié)議解析模塊解析后輸出至所述調(diào)制解調(diào)前端。
全文摘要
一種適用于多頻率的射頻識別標簽芯片，包括具有第一天線端和第一接地端的超高頻模擬前端、具有第二天線端和第二接地端的調(diào)制解調(diào)前端、數(shù)字基帶電路和非易失性存儲單元，調(diào)制解調(diào)前端通過第二天線端接收非超高頻信號并將其調(diào)制成超高頻信號，超高頻模擬前端通過第一天線端接收超高頻信號或者接收所述調(diào)制解調(diào)前端輸出的超高頻信號，超高頻模擬前端將接收到的超高頻信號解調(diào)至模擬基帶信號并輸出至數(shù)字基帶電路，數(shù)字基帶電路將接收到的模擬基帶信號轉(zhuǎn)換為相應的數(shù)字信號，然后輸出給非易失性存儲單元存儲。該射頻識別標簽芯片可以處理各種頻帶的射頻信號，既可作為超高頻標簽也可作為非超高頻標簽使用。
文檔編號G06K19/07GK102201071SQ20111018605
公開日2011年9月28日 申請日期2011年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月5日
發(fā)明者劉春艷, 周立雄, 徐良衡, 王宗國, 高蕓 申請人:上海復旦天臣新技術有限公司, 上海天臣射頻技術有限公司