Novaĵoj

Kiel la plej baza parto de pasiva Interreto de Aĵoj-teknologio, UHF RFID-pasivaj etikedoj estis vaste uzataj en granda nombro da aplikoj kiel superbazaro podetala komerco, loĝistiko kaj stokejo, libroarkivoj, kontraŭfalsiga spurebleco ktp. Nur en 2021, tutmonda. sendokvanto estas pli ol 20 miliardoj.En praktikaj aplikoj, pri kio precize dependas la blato de la pasiva etikedo UHF RFID por provizi potencon?

La nutraj karakterizaĵoj de pasiva etikedo UHF RFID

1. Funkciigita de sendrata potenco

Sendrata potenco-transsendo faras uzon de sendrata elektromagneta radiado por transdoni elektran energion de unu loko al alia.La laborprocezo estas konverti elektran energion en radiofrekvencan energion per radiofrekvenca oscilado, kaj la radiofrekvenca energio estas konvertita en radio-elektromagnetan kampon per la elsenda anteno.La radioelektromagneta kampa energio disvastiĝas tra spaco kaj atingas la ricevantan antenon, tiam ĝi estas konvertita reen al radiofrekvenca energio per la ricevanta anteno, kaj la detekta ondo fariĝas DC-energio.

En 1896, la italo Guglielmo Marchese Marconi inventis la radion, kiu realigis la dissendon de radiosignaloj tra spaco.En 1899, usonano Nikola Tesla proponis la ideon uzi sendratan potenco-transsendon, kaj establis antenon, kiu estas 60 m-alta, induktanco ŝarĝita en la fundo, kapacitanco ŝarĝita supre en Kolorado, uzante frekvencon de 150kHz por enigi 300kW de potenco.Ĝi elsendas tra distanco de ĝis 42km, kaj akiras 10kW da sendrata riceva potenco ĉe la riceva fino.

UHF RFID-pasiva etikedo elektroprovizo sekvas ĉi tiun ideon, kaj la leganto liveras potencon al la etikedo per radiofrekvenco.Tamen, estas grandega diferenco inter UHF RFID pasiva etikedo elektroprovizo kaj Tesla testo: la ofteco estas preskaŭ dek miloble pli alta, kaj la anteno grandeco estas reduktita je mil fojojn.Ĉar sendrata transdona perdo estas proporcia al la kvadrato de la frekvenco kaj proporcia al la kvadrato de la distanco, estas klare, ke la pliiĝo de transdona perdo estas grandega.La plej simpla sendrata disvastigreĝimo estas liberspaca disvastigo.La disvastigperdo estas inverse proporcia al la kvadrato de la disvastiga ondolongo kaj proporcia al la kvadrato de la distanco.La liberspaca disvastigperdo estas LS=20lg(4πd/λ).Se la unuo de distanco d estas m kaj la unuo de frekvenco f estas MHz, tiam LS= -27.56+20lgd+20lgf.

La UHF RFID-sistemo baziĝas sur la sendrata potenca dissenda mekanismo.La pasiva etikedo ne havas sian propran elektroprovizon.Ĝi bezonas ricevi la radiofrekvencan energion elsendita de la leganto kaj establi DC-elektroprovizon per tensio-duobliga rektigo, kio signifas establi DC-elektron tra Dickson-ŝarĝpumpilo.

La uzebla komunika distanco de la aera interfaco de UHF RFID estas ĉefe determinita de la dissenda potenco de la leganto kaj la baza disvastigperdo en la spaco.UHF-banda RFID-leganto transdona potenco estas kutime limigita al 33dBm.De la baza disvastigperdformulo, ignorante iujn ajn aliajn eblajn perdojn, la RF-potenco atinganta la etikedon per sendrata potenco-transsendo povas esti kalkulita.La rilato inter la komunika distanco de la UHF RFID-aera interfaco kaj la baza disvastigperdo kaj la RF-potenco atinganta la etikedon estas montrita en la tabelo:

Oni povas vidi el la tabelo, ke UHF RFID sendrata potenco-transsendo havas la karakterizaĵojn de granda transdona perdo.Ĉar RFID konformas al la naciaj mallongdistancaj komunikadaj reguloj, la dissenda potenco de la leganto estas limigita, do la etikedo povas provizi malaltan potencon.Ĉar la komunika distanco pliiĝas, la radiofrekvenca energio ricevita de la pasiva etikedo malpliiĝas laŭ la frekvenco, kaj la elektroprovizo-kapacito malpliiĝas rapide.

2. Efektivigu elektroprovizon per ŝargado kaj malŝarĝo de surblataj energikondensiloj

(1) Karakterizaĵoj de ŝargo kaj malŝarĝo de kondensiloj

Pasivaj etikedoj uzas sendratan potenco-transsendon por akiri energion, konverti ĝin en DC-tension, ŝargi kaj stoki la sur-blatajn kondensiloj, kaj tiam provizi potencon al la ŝarĝo per malŝarĝo.Tial, la procezo de nutrado de pasivaj etikedoj estas la procezo de ŝargado kaj malŝarĝo de kondensilo.La stariga procezo estas pura ŝarĝa procezo, kaj la elektroprovizo-procezo estas malŝarĝa kaj suplementa ŝarĝa procezo.La suplementa ŝarĝo devas komenciĝi antaŭ ol la senŝargiĝtensio atingas la minimuman provizotension de la blato.

(2) Parametroj de ŝargo kaj malŝarĝo de kondensiloj

1) Ŝargaj parametroj

Ŝarga tempolongo: τC=RC×C

Ŝarga tensio:

reŝarga kurento:

kie RC estas la ŝarga rezistilo kaj C estas la energikondensilo.

2) Malŝarĝaj parametroj

Malŝarĝa tempolongo: τD=RD×C

Malŝarĝa tensio:

Malŝarĝa kurento:

En la formulo, RD estas la senŝargiĝrezisto, kaj C estas la energistoka kondensilo.

Ĉi-supra montras la nutrajn karakterizaĵojn de pasivaj etikedoj.Ĝi estas nek konstanta tensiofonto nek konstanta kurenta fonto, sed la ŝargado kaj malŝarĝo de la energistoka kondensilo.Kiam la sur-blata energikondensilo estas ŝargita super la labortensio V0 de la blata cirkvito, ĝi povas provizi potencon al la etikedo.Kiam la energistoka kondensilo komencas provizi potencon, ĝia elektra tensio komencas fali.Kiam ĝi falas sub la peceto operaciuma tensio V0, la energistoka kondensilo perdas sian elektroprovizokapablecon kaj la blato ne povas daŭrigi funkcii.Tial, la aera interfaco-etikedo devus havi sufiĉan kapablon por reŝargi la etikedon.

Oni povas vidi, ke la nutrado de pasivaj etikedoj taŭgas por la karakterizaĵoj de eksploda komunikado, kaj la nutrado de pasivaj etikedoj ankaŭ bezonas la subtenon de kontinua ŝarĝo.

3 Bilanco de propono kaj postulo

Flosiga ŝarga nutrado estas alia elektroprovizo metodo, kaj la ŝveba ŝarga nutrado kapablo estas adaptita al la malŝarĝa kapablo.Sed ili ĉiuj havas komunan problemon, tio estas, la nutrado de pasivaj etikedoj de UHF RFID bezonas ekvilibrigi provizon kaj postulon.

(1) Provizo kaj postulo ekvilibra elektroprovizo reĝimo por eksploda komunikado

La nuna normo ISO/IEC18000-6 de pasivaj etikedoj de UHF RFID apartenas al la eksploda komunika sistemo.Por pasivaj etikedoj, neniu signalo estas elsendita dum la riceva periodo.Kvankam la respondperiodo ricevas la portantan ondon, ĝi estas ekvivalenta al akirado de la osciladofonto, do ĝi povas esti konsiderata kiel simpla laboro.Vojo.Por ĉi tiu apliko, se la riceva periodo estas uzata kiel la ŝarĝa periodo de la energikondensilo, kaj la respondperiodo estas la malŝarĝa periodo de la energi-stoka kondensilo, la egala kvanto de ŝargo kaj malŝarĝo por konservi la ekvilibron de provizo kaj postulo fariĝas. necesa kondiĉo por konservi la normalan funkciadon de la sistemo.Oni povas scii de la elektroprovizo mekanismo de la supre menciita UHF RFID pasiva etikedo ke la elektroprovizo de la UHF RFID pasiva etikedo estas nek konstanta nuna fonto nek konstanta tensiofonto.Kiam la etikedo energikondensilo estas ŝargita al tensio pli alta ol la normala labortensio de la cirkvito, la nutrado komenciĝas;kiam la etikedo-energiostoka kondensilo estas malŝarĝita al tensio pli malalta ol la normala funkcia tensio de la cirkvito, la elektroprovizo estas ĉesigita.

Por eksploda komunikado, kiel pasiva etikedo UHF RFID-aera interfaco, la ŝarĝo povas esti ŝargita antaŭ ol la etikedo sendas respondeksplodon, sufiĉe por certigi, ke sufiĉa tensio povas esti konservita ĝis la respondo finiĝos.Tial, aldone al la sufiĉe forta radiofrekvenca radiado kiun la etikedo povas ricevi, la blato ankaŭ estas postulata por havi sufiĉe grandan sur-pecetan kapacitancon kaj sufiĉe longan ŝargan tempon.La etikedo responda elektrokonsumo kaj respondtempo ankaŭ devas esti adaptitaj.Pro la distanco inter la etikedo kaj la leganto, la responda tempo estas malsama, la areo de la energikondensilo estas limigita kaj aliaj faktoroj, povas esti malfacile ekvilibrigi la provizon kaj postulon en tempa divido.

(2) Flosanta elektroprovizoreĝimo por kontinua komunikado

Por kontinua komunikado, por konservi la seninterrompan nutradon de la energikondensilo, ĝi devas esti malŝarĝita kaj ŝargita samtempe, kaj la ŝarga rapido estas simila al la malŝarĝa rapido, tio estas, la elektra kapablo estas konservita antaŭe. la komunikado estas finita.

Pasiva etikedo dividado radiofrekvenca identigo kaj UHF RFID pasiva etikedo nuna normo ISO/IEC18000-6 havas komunajn trajtojn.La etikedo ricevanta stato devas esti demodulita kaj malkodita, kaj la responda stato devas esti modulita kaj sendita.Tial ĝi devus esti desegnita laŭ kontinua komunikado.Tag blata elektroprovizo sistemo.Por ke la ŝarga indico estu simila al la malŝarĝa indico, la plej granda parto de la energio ricevita de la etikedo devas esti uzata por ŝargado.

Komunaj RF-resursoj

1. RF-antaŭa fino por pasivaj etikedoj

Pasivaj etikedoj ne nur estas uzataj kiel energifonto de la etikedoj kaj poŝtkartoj al la radiofrekvenca energio de la legantoj, sed pli grave, la instrukcia signaltranssendo de la leganto al la etikedo kaj la respondsignaltranssendo de la etikedo al la leganto estas realigita per sendrata transdono de datumoj.La radiofrekvenca energio ricevita de la etikedo devas esti dividita en tri partojn, kiuj estas respektive uzataj por la blato por establi la elektroprovizon, demoduli la signalon (inkluzive de la komanda signalo kaj sinkroniga horloĝo) kaj provizi la respondan portanton.

La laborreĝimo de la nuna norma UHF RFID havas la jenajn karakterizaĵojn: la malsuprenliga kanalo adoptas la elsendan reĝimon, kaj la suprenligan kanalon adoptas la reĝimon de mult-etikedo kundividanta unukanalan sinsekvan respondon.Sekve, laŭ informa transdono, ĝi apartenas al la simpla reĝimo de operacio.Tamen, ĉar la etikedo mem ne povas disponigi la transmisiilon, la etikedrespondo devas provizi la portanton kun la helpo de la leganto.Tial, kiam la etikedo respondas, koncerne la sendostaton, ambaŭ finoj de la komunikado estas en dupleksa laborstato.

En malsamaj laborstatoj, la cirkvitaj unuoj funkciantaj de la etikedo estas malsamaj, kaj la potenco bezonata por ke malsamaj cirkvitaj unuoj funkcias ankaŭ estas malsama.La tuta potenco venas de la radiofrekvenca energio ricevita de la etikedo.Tial, estas necese kontroli la RF-energian distribuon prudente kaj kiam konvene.

2. RF-energia aplikaĵo en malsamaj laborhoroj

Kiam la etikedo eniras la RF-kampon de la leganto kaj komencas konstrui potencon, negrave kian signalon la leganto sendas ĉi-momente, la etikedo liveros la tutan ricevitan RF-energion al la tensio-duobla rektifilcirkvito por ŝargi la sur-blatan energikondensilon. , tiel establante la elektroprovizon de la peceto.

Kiam la leganto elsendas la komandsignalon, la dissendsignalo de la leganto estas signalo ĉifrita per la komanddatenoj kaj amplitudo modulita per la disvastigita spektrosekvenco.Estas portantaj komponentoj kaj flankbendaj komponentoj reprezentantaj komanddatenojn kaj disvastigajn spektrosekvencojn en la signalo ricevita per la etikedo.La tuta energio, portanta energio kaj flankbendaj komponentoj de la ricevita signalo rilatas al modulado.En ĉi tiu tempo, la modula komponanto estas uzata por transdoni la sinkronigan informon de la komando kaj la disvastigita spektrosekvenco, kaj la tuta energio estas uzata por ŝargi la sur-blatan energikondensilon, kiu samtempe komencas provizi potencon al la sur-blato. sinkronigo eltiro cirkvito kaj la komando signalo demodulation cirkvito unuo.Tial, dum la periodo kiam la leganto sendas instrukcion, la radiofrekvenca energio ricevita de la etikedo estas uzata por ke la etikedo daŭre ŝargis, ĉerpi la sinkronigan signalon, demoduli kaj identigi la instrukcian signalon.La etikedo-energiostoka kondensilo estas en flosanta ŝarga elektroproviza stato.

Kiam la etikedo respondas al la leganto, la elsendita signalo de la leganto estas signalo kiu estas modulita per la amplitudo de la disvastigita spektro disvastigita spektra pecetfrekvenca sub-indicia horloĝo.En la signalo ricevita per la etikedo, ekzistas portantaj komponentoj kaj flankbendaj komponentoj reprezentantaj la disvastigitan spektran pecetfrekvencan sub-indician horloĝon.En ĉi tiu tempo, la modula komponento estas uzata por transdoni la pecetan indicon kaj rapidhorloĝan informon de la disvastiga spektra sekvenco, kaj la totala energio estas uzata por ŝarĝi la surblatan energikondensilon kaj moduli la ricevitajn datumojn kaj sendi respondon al la. leganto.La blato sinkroniga eltiro cirkvito kaj la respondo signalo modula cirkvito unuo provizas potencon.Tial, dum la periodo kiam la leganto ricevas la respondon, la etikedo ricevas la radiofrekvencan energion kaj estas uzata por ke la etikedo daŭre ŝargus, la blata sinkroniga signalo estas ĉerpita kaj la respondaj datumoj estas modulitaj kaj la respondo estas sendita.La etikedo-energiostoka kondensilo estas en flosanta ŝarga elektroprovizoŝtato.

Resume, krom la etikedo eniranta la RF-kampon de la leganto kaj komenci establi elektroprovizoperiodon, la etikedo liveros la tutan ricevitan RF-energion al tensio-duobla rektifilcirkvito por ŝargi la sur-blatan energikondensilon, tiel establante. blata elektroprovizo.Poste, la etikedo eltiras sinkronigon de la ricevita radiofrekvenca signalo, efektivigas komandan demoduladon, aŭ modulas kaj elsendas responddatenojn, ĉiuj el kiuj uzas la ricevitan radiofrekvencan energion.

3. RF-energiaj postuloj por malsamaj aplikoj

(1) RF-energiaj postuloj por sendrata potenco-transsendo

Sendrata potenctransigo establas la elektroprovizon por la etikedo, do ĝi postulas kaj sufiĉan tension por funkciigi la pecetcirkviton, kaj sufiĉan potencon kaj kontinuan elektroprovizo-kapablon.

La nutrado de sendrata potenco-transsendo devas establi la elektroprovizon ricevante la RF-kampan energion de la leganto kaj tensio duobliganta rektigon kiam la etikedo havas neniun elektroprovizon.Tial, ĝia riceva sentemo estas limigita per la tensiofalo de la antaŭa detekta diodotubo.Por CMOS-blatoj, la riceva sentemo de tensio duobliga rektigo estas Inter -11 kaj -0.7dBm, ĝi estas la proplemkolo de pasivaj etikedoj.

(2) RF-energiaj postuloj por ricevi signala detekto

Dum la tensio-duobla rektiĝo establas la blatan elektroprovizon, la etikedo bezonas dividi parton de la ricevita radiofrekvenca energio por provizi signalan detektan cirkviton, inkluzive de komanda signala detekto kaj sinkrona horloĝa detekto.Ĉar la signala detekto estas farita sub la kondiĉo, ke la nutrado de la etikedo estis establita, la demodulad-sentemo ne estas limigita de la tensiofalo de la antaŭa detekta diodotubo, do la riceva sentemo estas multe pli alta ol la sendrata potenco. transdono ricevanta sentivecon, kaj ĝi apartenas al la signala amplitudo-detekto, kaj ne ekzistas postulo de potenco-forto.

(3) RF-energiaj postuloj por etikedo-respondo

Kiam la etikedo respondas al sendado, krom detekti la sinkronan horloĝon, ĝi ankaŭ bezonas plenumi pseŭdo-PSK-moduladon sur la ricevita portanto (enhavante la horloĝan modulan koverton) kaj realigi inversan transdonon.Ĉi-momente necesas certa potenco-nivelo, kaj ĝia valoro dependas de la distanco de la leganto al la etikedo kaj la sentemo de la leganto por ricevi.Ĉar la labormedio de la leganto permesas la uzon de pli kompleksaj dezajnoj, la ricevilo povas efektivigi malaltbruan antaŭfinan dezajnon, kaj la koddivida radiofrekvenca identigo uzas disvastigan spektran moduladon, same kiel disvastigan spektran gajnon kaj PSK-sistemon. , la sentemo de la leganto povas esti desegnita por esti sufiĉe alta.Por ke la postuloj por la revena signalo de la etikedo estas sufiĉe reduktitaj.

Resume, la radiofrekvenca potenco ricevita de la etikedo estas ĉefe asignita kiel la sendrata transsendo de tensio duobliga rektiga energio, kaj tiam la taŭga kvanto de etikedo signala detekto-nivelo kaj la taŭga kvanto de revena modula energio estas asignita por atingi racian energion. distribuo kaj certigi la kontinuan ŝarĝon de la energikondensilo.estas ebla kaj racia dezajno.

Videblas, ke la radiofrekvenca energio ricevita per pasivaj etikedoj havas diversajn aplikajn postulojn, do necesas dezajno de dissendo de potenco de radiofrekvenco;la aplikaj postuloj de radiofrekvenca energio en malsamaj laborperiodoj estas malsamaj, do necesas havi radiofrekvencan potenco-distribuan dezajnon laŭ la bezonoj de malsamaj laborperiodoj;Malsamaj aplikoj havas malsamajn postulojn por RF-energio, inter kiuj sendrata potenco-transsendo postulas la plej grandan potencon, do RF-potenca asigno devus temigi la bezonojn de sendrata potenco-transsendo.

UHF RFID-pasivaj etikedoj uzas sendratan potencan dissendon por establi etikedan elektroprovizon.Sekve, la efikeco de nutrado estas ekstreme malalta kaj la kapablo de nutrado estas tre malforta.La etikedo blato devas esti desegnita kun malalta konsumo.La peceta cirkvito estas funkciigita per ŝargado kaj malŝarĝo de la sur-blata energistoka kondensilo.Tial, por certigi la kontinuan funkciadon de la etikedo, la energikondensilo devas esti kontinue ŝargita.La radiofrekvenca energio ricevita de la etikedo havas tri malsamajn aplikojn: tensio-duobla rektigo por elektroprovizo, komanda signala ricevo kaj demodulado, kaj respondsignalmodulado kaj transdono.Inter ili, la riceva sentemo de tensio-duobla rektigo estas limigita per la tensiofalo de la rektifiga diodo, kiu fariĝas aerinterfaco.botelkolo.Tial, signala ricevo kaj demodulado kaj responda signalmodulado kaj transdono estas la bazaj funkcioj, kiujn la RFID-sistemo devas certigi.Ju pli forta la kapablo de nutrado de la tensio duobliga rektifila etikedo, des pli konkurenciva la produkto.Tial, la kriterio por racie distribui la ricevitan RF-energion en la dezajno de la etikedsistemo estas pliigi la RF-energian provizon per tensio-duobliga rektigo kiel eble plej multe sur la kondiĉo certigi la demoduladon de la ricevita signalo kaj la transdonon de la respondo. signalo.