Nuacht

Mar an chuid is bunúsaí de theicneolaíocht éighníomhach Idirlín Rudaí, úsáideadh clibeanna éighníomhacha UHF RFID go forleathan i líon mór iarratas ar nós miondíola ollmhargadh, loighistic agus trádstóráil, cartlanna leabhar, inrianaitheacht frith-ghóchumtha, etc., ach amháin i 2021, domhanda. Tá méid loingseoireachta níos mó ná 20 billiún.In iarratais phraiticiúla, cad go díreach a bhíonn sliseanna an chlib éighníomhach UHF RFID ag brath chun cumhacht a sholáthar?

Na saintréithe soláthair cumhachta de chlib éighníomhach UHF RFID

1. Cumhachtaithe ag cumhacht gan sreang

Tá tarchur cumhachta gan sreang ag baint úsáide as radaíocht leictreamaighnéadach gan sreang chun fuinneamh leictreach a aistriú ó áit amháin go háit eile.Is é an próiseas oibre ná fuinneamh leictreach a thiontú go fuinneamh minicíochta raidió trí ascalú minicíochta raidió, agus déantar an fuinneamh minicíochta raidió a thiontú go fuinneamh réimse leictreamaighnéadach raidió tríd an antenna tarchurtha.Iomadaíonn an fuinneamh réimse leictreamaighnéadach raidió tríd an spás agus sroicheann sé an t-antenna glactha, ansin déantar é a thiontú ar ais go fuinneamh minicíochta raidió ag an antenna glactha, agus déantar an tonn braite mar fhuinneamh DC.

Sa bhliain 1896, chum an Iodálach Guglielmo Marchese Marconi an raidió, rud a thuig tarchur comharthaí raidió ar fud an spáis.I 1899, mhol an Meiriceánach Nikola Tesla an smaoineamh ar tharchur cumhachta gan sreang a úsáid, agus bhunaigh sé antenna atá 60m-ard, ionduchtacht luchtaithe i botton, toilleas luchtaithe i mbarr i Colorado, ag baint úsáide as minicíocht 150kHz chun 300kW cumhachta a ionchur.Tarchuireann sé thar achar suas le 42km, agus faigheann sé 10kW de chumhacht glactha gan sreang ag an deireadh glactha.

Leanann soláthar cumhachta clib éighníomhach UHF RFID an smaoineamh seo, agus soláthraíonn an léitheoir cumhacht don chlib trí mhinicíocht raidió.Mar sin féin, tá difríocht mhór idir soláthar cumhachta clib éighníomhach UHF RFID agus tástáil Tesla: tá an minicíocht beagnach deich míle uair níos airde, agus laghdaítear méid an antenna míle uair.Ós rud é go bhfuil caillteanas tarchurtha gan sreang comhréireach le cearnóg an mhinicíochta agus comhréireach le cearnóg an achair, is léir go bhfuil an méadú ar an gcaillteanas tarchurtha ollmhór.Is é an modh iomadaithe gan sreang is simplí ná iomadú spás saor.Tá an caillteanas iomadú comhréireach inbhéartach le cearnóg an tonnfhad iomadú agus comhréireach le cearnóg an achair.Is é an caillteanas saor-spáis ná LS=20lg(4πd/λ).Más é m an t-aonad faid d agus gur MHz an t-aonad minicíochta f, ansin LS= -27.56+20lgd+20lgf.

Tá córas UHF RFID bunaithe ar an meicníocht tarchurtha cumhachta gan sreang.Níl a soláthar cumhachta féin ag an gclib éighníomhach.Caithfidh sé an fuinneamh minicíochta raidió a astaíonn an léitheoir a fháil agus soláthar cumhachta DC a bhunú trí cheartú dúbailt voltais, rud a chiallaíonn soláthar cumhachta DC a bhunú trí chaidéal muirir Dickson.

Déantar an t-achar cumarsáide is infheidhme de chomhéadan aer UHF RFID a chinneadh go príomha ag cumhacht tarchurtha an léitheora agus an caillteanas iomadú bunúsach sa spás.Is gnách go mbíonn cumhacht tarchurtha léitheoirí RFID banna UHF teoranta do 33dBm.Ón bhfoirmle caillteanais iomadú bunúsach, gan aird a thabhairt ar aon chaillteanais eile a d'fhéadfadh a bheith ann, is féidir an chumhacht RF a shroicheann an chlib trí tharchur cumhachta gan sreang a ríomh.Taispeántar sa tábla an gaol idir fad cumarsáide comhéadan aeir UHF RFID agus an caillteanas iomadú bunúsach agus an chumhacht RF a shroicheann an chlib:

Is féidir a fheiceáil ón tábla go bhfuil tréithe caillteanas tarchurtha mór ag tarchur cumhachta gan sreang UHF RFID.Ós rud é go gcomhlíonann RFID na rialacha cumarsáide gearr-achair náisiúnta, tá cumhacht tarchurtha an léitheora teoranta, agus mar sin is féidir leis an gclib cumhacht íseal a sholáthar.De réir mar a mhéadaíonn an t-achar cumarsáide, laghdaítear an fuinneamh minicíochta raidió a fhaigheann an chlib éighníomhach de réir na minicíochta, agus laghdaítear an cumas soláthair cumhachta go tapa.

2. Soláthar cumhachta a chur i bhfeidhm trí toilleoirí stórála fuinnimh ar-sliseanna a mhuirearú agus a urscaoileadh

(1) Saintréithe muirear agus urscaoilte toilleora

Úsáideann clibeanna éighníomhacha tarchur cumhachta gan sreang chun fuinneamh a fháil, é a thiontú ina voltas DC, na toilleoirí ar-sliseanna a mhuirearú agus a stóráil, agus ansin cumhacht a sholáthar don ualach trí urscaoileadh.Dá bhrí sin, is é an próiseas soláthair cumhachta clibeanna éighníomhacha an próiseas a bhaineann le muirearú agus urscaoileadh toilleora.Is próiseas muirir íon é an próiseas bunaíochta, agus is próiseas urscaoilte agus muirearaithe forlíontach é an próiseas soláthair cumhachta.Ní mór an muirearú forlíontach a thosú sula sroicheann an voltas urscaoilte íosvoltas soláthair an sliseanna.

(2) Paraiméadair muirir agus urscaoilte toilleora

1) Paraiméadair muirir

Fad ama luchtaithe: τC=RC×C

Voltas luchtaithe:

sruth athluchtaithe:

áit a bhfuil RC an friotóir luchtaithe agus C an toilleoir stórála fuinnimh.

2) Paraiméadair urscaoilte

Fad ama an urscaoilte: τD=RD×C

Voltas urscaoilte:

Reatha urscaoilte:

Sa fhoirmle, is é RD an friotaíocht urscaoilte, agus is é C an toilleoir stórála fuinnimh.

Léiríonn an méid thuas tréithe soláthair cumhachta clibeanna éighníomhacha.Ní foinse leanúnach voltais ná foinse reatha leanúnach é, ach an toilleoir stórála fuinnimh a mhuirearú agus a urscaoileadh.Nuair a ghearrtar an toilleoir stórála fuinnimh ar-sliseanna os cionn an voltas oibre V0 den chiorcad sliseanna, féadfaidh sé cumhacht a sholáthar don chlib.Nuair a thosaíonn an toilleoir stórála fuinnimh ag soláthar cumhachta, tosaíonn a voltas soláthair cumhachta ag titim.Nuair a thiteann sé faoi bhun an voltas oibriúcháin sliseanna V0, cailleann an toilleoir stórála fuinnimh a chumas soláthair cumhachta agus ní féidir leis an sliseanna leanúint ar aghaidh ag obair.Dá bhrí sin, ba cheart go mbeadh cumas leordhóthanach ag an gclib comhéadan aeir chun an chlib a athluchtú.

Is féidir a fheiceáil go bhfuil an modh soláthair cumhachta clibeanna éighníomhacha oiriúnach do shaintréithe na cumarsáide pléasctha, agus tá gá le tacaíocht muirir leanúnach do sholáthar cumhachta clibeanna éighníomhacha freisin.

3 Comhardú an tsoláthair agus an éilimh

Is modh soláthair cumhachta eile é an soláthar cumhachta muirir ar snámh, agus déantar an cumas soláthair cumhachta muirir ar snámh a oiriúnú don acmhainn urscaoilte.Ach tá fadhb choitianta acu go léir, is é sin, ní mór do sholáthar cumhachta clibeanna éighníomhacha UHF RFID soláthar agus éileamh a chothromú.

(1) Modh soláthair cumhachta cothromaíochta soláthair agus éilimh le haghaidh cumarsáide pléasctha

Baineann an caighdeán reatha ISO/IEC18000-6 de chlibeanna éighníomhacha UHF RFID leis an gcóras cumarsáide pléasctha.Maidir le clibeanna éighníomhacha, ní tharchuirtear aon chomhartha le linn na tréimhse glactha.Cé go bhfaigheann an tréimhse freagartha an tonn iompróra, tá sé comhionann leis an bhfoinse ascalaithe a fháil, ionas gur féidir é a mheas mar obair simplex.Bealach.Maidir leis an iarratas seo, má úsáidtear an tréimhse glactha mar thréimhse muirir an toilleora stórála fuinnimh, agus is é an tréimhse freagartha ná tréimhse urscaoilte an toilleora stórála fuinnimh, beidh an méid céanna muirear agus urscaoilte chun cothromaíocht an tsoláthair agus an t-éileamh a choinneáil. coinníoll riachtanach chun gnáthoibriú an chórais a chothabháil.Is féidir a fhios ó mheicníocht soláthair cumhachta an chlib éighníomhach UHF RFID thuasluaite nach bhfuil soláthar cumhachta chlib éighníomhach UHF RFID ina fhoinse reatha leanúnach ná ina fhoinse tairiseach voltais.Nuair a ghearrtar an toilleoir stórála fuinnimh chlib go voltas níos airde ná gnáthvoltas oibre an chuaird, tosaíonn an soláthar cumhachta;nuair a dhéantar an toilleoir stórála fuinnimh chlib a urscaoileadh go voltas níos ísle ná gnáthvoltas oibriúcháin an chuaird, stoptar an soláthar cumhachta.

Le haghaidh cumarsáide pléasctha, mar shampla clib éighníomhach comhéadan aer UHF RFID, is féidir an muirear a ghearradh sula seolann an chlib pléasctha freagartha, go leor chun a chinntiú go bhféadfar go leor voltas a choinneáil go dtí go mbeidh an freagra críochnaithe.Dá bhrí sin, i dteannta leis an radaíocht minicíochta raidió láidir go leor is féidir leis an gclib a fháil, tá sé riachtanach freisin go mbeadh toilleas mór go leor ar an sliseanna agus am luchtaithe fada go leor.Ní mór an tomhaltas cumhachta freagartha clib agus an t-am freagartha a oiriúnú freisin.Mar gheall ar an achar idir an chlib agus an léitheoir, tá an t-am freagartha difriúil, tá réimse an toilleora stórála fuinnimh teoranta agus fachtóirí eile, d'fhéadfadh go mbeadh sé deacair an soláthar agus an t-éileamh a chothromú i roinnt ama.

(2) Modh soláthair cumhachta ar snámh le haghaidh cumarsáide leanúnach

Le haghaidh cumarsáide leanúnach, d'fhonn soláthar cumhachta gan bhriseadh an toilleora stórála fuinnimh a choinneáil, ní mór é a urscaoileadh agus a mhuirearú ag an am céanna, agus tá an luas muirir cosúil leis an luas urscaoilte, is é sin, an cumas soláthair cumhachta a chothabháil roimhe seo. cuirtear deireadh leis an gcumarsáid.

Tá tréithe coitianta ag baint le sainaithint minicíochta raidió rannán cód clib éighníomhach agus clib éighníomhach UHF RFID caighdeán reatha ISO/IEC18000-6.Ní mór an stát glactha clib a dhímodú agus a dhíchódú, agus ní mór an stát freagartha a mhodhnú agus a sheoladh.Dá bhrí sin, ba cheart é a dhearadh de réir cumarsáide leanúnach.Córas soláthair cumhachta sliseanna clib.D'fhonn an ráta muirir a bheith cosúil leis an ráta urscaoilte, ní mór an chuid is mó den fhuinneamh a fhaigheann an chlib a úsáid le haghaidh muirearú.

Acmhainní RF roinnte

1. Deireadh tosaigh RF le haghaidh clibeanna éighníomhacha

Ní hamháin go n-úsáidtear clibeanna éighníomhacha mar fhoinse cumhachta na gclibeanna agus na gcártaí poist chuig an bhfuinneamh minicíochta raidió ó na léitheoirí, ach níos tábhachtaí fós, is é an tarchur comhartha treorach ón léitheoir go dtí an chlib agus an tarchur comhartha freagartha ón gclib chuig an léitheoir. réadaithe trí tharchur sonraí gan sreang.Ba cheart an fuinneamh minicíochta raidió a fhaigheann an chlib a roinnt ina thrí chuid, a úsáidtear faoi seach don sliseanna chun an soláthar cumhachta a bhunú, an comhartha (lena n-áirítear an comhartha ordú agus an clog sioncrónaithe) a dhímodú agus an t-iompróir freagartha a sholáthar.

Tá na saintréithe seo a leanas ag modh oibre an chaighdeáin reatha UHF RFID: glacann an cainéal downlink an modh craolta, agus glacann an cainéal uplink modh freagartha seicheamh aon-chainéil roinnte il-chlib.Dá bhrí sin, maidir le tarchur faisnéise, baineann sé leis an modh oibríochta simplex.Mar sin féin, ós rud é nach féidir leis an gclib féin an t-iompróir tarchurtha a sholáthar, ní mór don fhreagra clib cabhair ón léitheoir a sholáthar don iompróir.Dá bhrí sin, nuair a fhreagraíonn an chlib, chomh fada agus a bhaineann leis an stát seolta, tá an dá cheann den chumarsáid i stát oibre déphléacsach.

I stáit oibre éagsúla, tá na haonaid chiorcaid a chuirtear san obair ag an gclib difriúil, agus tá an chumhacht atá ag teastáil le haghaidh aonaid chiorcaid éagsúla a bheith ag obair difriúil freisin.Tagann an chumhacht go léir ón bhfuinneamh minicíochta raidió a fhaigheann an chlib.Dá bhrí sin, is gá an dáileadh fuinnimh RF a rialú go réasúnta agus nuair is cuí.

2. Iarratas fuinnimh RF in uaireanta oibre éagsúla

Nuair a théann an chlib isteach i réimse RF an léitheora agus go dtosaíonn sé ag tógáil cumhachta, is cuma cén comhartha a sheolann an léitheoir ag an am seo, soláthróidh an chlib an fuinneamh RF faighte go léir chuig an gciorcad ceartaitheora dúbailt voltais chun an toilleoir stórála fuinnimh ar-sliseanna a mhuirearú. , rud a bhunaíonn soláthar cumhachta na sliseanna.

Nuair a tharchuireann an léitheoir an comhartha ordaithe, is comhartha é comhartha tarchurtha an léitheora atá ionchódaithe ag na sonraí ordaithe agus aimplitiúid arna mhodhnú ag an seicheamh speictrim scaipeadh.Tá comhpháirteanna iompróra agus comhpháirteanna taobhbhanda ann a léiríonn sonraí ordaithe agus sraitheanna speictrim scaipthe sa chomhartha a fhaigheann an chlib.Baineann fuinneamh iomlán, fuinneamh iompróra, agus comhpháirteanna sideband an chomhartha faighte le modhnú.Ag an am seo, úsáidtear an comhpháirt modhnú chun faisnéis sioncrónaithe an ordaithe agus an t-ord speictrim scaipeadh a tharchur, agus úsáidtear an fuinneamh iomlán chun an toilleoir stórála fuinnimh ar-sliseanna a mhuirearú, a thosaíonn ag an am céanna cumhacht a sholáthar don ar-sliseanna. ciorcad eastóscadh sioncrónaithe agus an t-aonad ciorcad demodulation comhartha ordú.Mar sin, le linn na tréimhse nuair a sheolann an léitheoir treoir, úsáidtear an fuinneamh minicíochta raidió a fhaigheann an chlib chun leanúint ar aghaidh ag muirearú, ag baint leis an comhartha sioncrónaithe, ag dímodú agus ag aithint an comhartha treorach.Tá an toilleoir stórála fuinnimh chlib i stát soláthair cumhachta muirear snámh.

Nuair a fhreagraíonn an chlib don léitheoir, is comhartha é comhartha tarchurtha an léitheora atá modhnaithe ag aimplitiúid an speictrim scaipeadh clog fo-ráta ráta sliseanna speictrim scaipeadh.Sa chomhartha a fhaigheann an chlib, tá comhpháirteanna iompróra agus comhpháirteanna sideband a ionadaíonn an clog fo-ráta ráta sliseanna speictrim scaipthe.Ag an am seo, úsáidtear an comhpháirt modhnú chun an ráta sliseanna agus faisnéis ráta clog an t-ord scaipeadh speictrim a tharchur, agus úsáidtear an fuinneamh iomlán chun an toilleoir stórála fuinnimh ar-sliseanna a mhuirearú agus na sonraí a fuarthas a mhodhnú agus freagra a sheoladh chuig an. léitheoir.An ciorcad eastóscadh sioncrónaithe sliseanna agus an ciorcad modhnú comhartha freagartha aonad cumhachta soláthair.Mar sin, le linn na tréimhse a fhaigheann an léitheoir an freagra, faigheann an chlib an fuinneamh minicíochta raidió agus úsáidtear é chun leanúint ar aghaidh ag muirearú, baintear an comhartha sioncrónaithe sliseanna agus modhnaítear na sonraí freagartha agus seoltar an freagra.Tá an toilleoir stórála fuinnimh chlib i stát soláthair cumhachta muirear snámh.

I mbeagán focal, i dteannta leis an gclib dul isteach i réimse RF an léitheora agus ag tosú ar thréimhse soláthair cumhachta a bhunú, soláthróidh an chlib an fuinneamh RF faighte go léir chuig ciorcad ceartaitheoir dúbailt voltais chun an toilleoir stórála fuinnimh ar-sliseanna a mhuirearú, rud a bhunóidh soláthar cumhachta sliseanna.Ina dhiaidh sin, déanann an chlib sioncrónú a bhaint as an comhartha minicíochta raidió a fuarthas, cuireann sé demodulation ordaithe i bhfeidhm, nó déanann sé sonraí freagartha a mhodhnú agus a tharchur, agus úsáideann siad seo go léir an fuinneamh minicíochta raidió a fuarthas.

3. Ceanglais fuinnimh RF d'iarratais éagsúla

(1) Ceanglais fuinnimh RF maidir le tarchur cumhachta gan sreang

Socraíonn aistriú cumhachta gan sreang an soláthar cumhachta don chlib, agus mar sin éilíonn sé go leor voltas chun an ciorcad sliseanna a thiomáint, agus go leor cumhachta agus cumas soláthair cumhachta leanúnach.

Is é an soláthar cumhachta tarchurtha cumhachta gan sreang ná an soláthar cumhachta a bhunú trí fhuinneamh réimse RF an léitheora a fháil agus ceartú dúbailt voltais nuair nach bhfuil aon soláthar cumhachta ag an gclib.Mar sin, tá a íogaireacht glactha teoranta ag titim voltais an fheadáin dé-óid braite tosaigh.Maidir le sceallóga CMOS, is é Idir -11 agus -0.7dBm íogaireacht glactha ceartaithe dúbailt voltais, agus is bac é ar chlibeanna éighníomhacha.

(2) Ceanglais fuinnimh RF maidir le comhartha faighte a bhrath

Cé go mbunaíonn an ceartú dúbailt voltais an soláthar cumhachta sliseanna, ní mór don chlib cuid den fhuinneamh minicíochta raidió faighte a roinnt chun ciorcad braite comhartha a sholáthar, lena n-áirítear braite comhartha ordaithe agus braite clog sioncrónach.Toisc go ndéantar an bhrath comhartha faoin gcoinníoll go bhfuil soláthar cumhachta an chlib bunaithe, níl an íogaireacht demodulation teoranta ag titim voltas an fheadáin dé-óid braite tosaigh, agus mar sin tá an íogaireacht glactha i bhfad níos airde ná an chumhacht gan sreang. íogaireacht glactha tarchurtha, agus baineann sé leis an bhrath aimplitiúid comhartha, agus níl aon riachtanas neart cumhachta ann.

(3) Ceanglais fuinnimh RF maidir le freagra clibeanna

Nuair a fhreagraíonn an chlib a sheoladh, chomh maith leis an clog sioncrónach a bhrath, ní mór dó modhnú pseudo-PSK a dhéanamh ar an iompróir faighte (ina bhfuil an clúdach modhnú clog) agus tarchur droim ar ais a bhaint amach.Ag an am seo, tá gá le leibhéal cumhachta áirithe, agus braitheann a luach ar achar an léitheora go dtí an chlib agus ar íogaireacht an léitheora a fháil.Ós rud é go gceadaíonn timpeallacht oibre an léitheora dearadh níos casta a úsáid, is féidir leis an nglacadóir dearadh tosaigh íseal-torainn a chur i bhfeidhm, agus úsáideann sainaithint minicíochta raidió an chóid modhnú speictrim scaipeadh, chomh maith le gnóthachan speictrim scaipeadh agus gnóthachan córas PSK. , féadfar íogaireacht an léitheora a dhearadh le bheith ard go leor.Ionas go laghdaítear na ceanglais maidir le comhartha fillte an lipéid go leor.

Go hachomair, déantar an chumhacht minicíochta raidió a fhaigheann an chlib a leithdháileadh go príomha mar fhuinneamh ceartúcháin dúbailte an voltas tarchurtha cumhachta gan sreang, agus ansin déantar an méid cuí leibhéal braite comhartha clib agus an méid cuí fuinnimh modhnú tuairisceáin a leithdháileadh chun fuinneamh réasúnta a bhaint amach. dáileadh agus a chinntiú go muirearú leanúnach an toilleora stórála fuinnimh.is dearadh féideartha agus réasúnta é.

Is féidir a fheiceáil go bhfuil ceanglais iarratais éagsúla ag an bhfuinneamh minicíochta raidió a fhaigheann clibeanna éighníomhacha, agus mar sin tá gá le dearadh dáileadh cumhachta minicíochta raidió;tá riachtanais iarratais fuinnimh minicíochta raidió i dtréimhsí oibre éagsúla difriúil, agus mar sin is gá dearadh dáileadh cumhachta minicíochta raidió a bheith ann de réir riachtanais tréimhsí oibre éagsúla;Tá ceanglais dhifriúla ag iarratais éagsúla maidir le fuinneamh RF, ina measc tá an chumhacht is mó de dhíth ar tharchur cumhachta gan sreang, mar sin ba cheart go ndíreofaí leithdháileadh cumhachta RF ar riachtanais tarchurtha cumhachta gan sreang.

Úsáideann clibeanna éighníomhacha UHF RFID tarchur cumhachta gan sreang chun soláthar cumhachta clib a bhunú.Dá bhrí sin, tá an éifeachtacht soláthair cumhachta thar a bheith íseal agus tá an cumas soláthair cumhachta an-lag.Ní mór an sliseanna clib a dhearadh le tomhaltas ísealchumhachta.Tá an ciorcad sliseanna faoi thiomáint ag an toilleoir stórála fuinnimh ar-sliseanna a mhuirearú agus a urscaoileadh.Dá bhrí sin, d'fhonn oibriú leanúnach an lipéid a áirithiú, ní mór an toilleoir stórála fuinnimh a mhuirearú go leanúnach.Tá trí fheidhm dhifriúla ag an bhfuinneamh minicíochta raidió a fhaigheann an chlib: ceartú dúbailt voltais le haghaidh soláthar cumhachta, fáiltiú agus dí-mhodúchán comhartha ordaithe, agus modhnú agus tarchur comhartha freagartha.Ina measc, tá íogaireacht glactha ceartú dúbailt voltais srianta ag titim voltais an dé-óid choigeartóra, a thagann chun bheith ina chomhéadan aeir.bac.Ar an gcúis seo, is iad fáiltiú comhartha agus demodulation agus modhnú agus tarchur comhartha freagartha na feidhmeanna bunúsacha nach mór don chóras RFID a chinntiú.Dá láidre an cumas soláthair cumhachta atá ag an gclib ceartaitheoir dúbailte voltais, is amhlaidh is iomaíche atá an táirge.Dá bhrí sin, is é an critéar chun an fuinneamh RF faighte a dháileadh go réasúnach i ndearadh an chórais chlibe ná an soláthar fuinnimh RF a mhéadú trí cheartú dúbailt voltais a oiread agus is féidir ar an mbonn go n-áiritheofar dímodúchán an chomhartha faighte agus tarchur na freagartha. comhartha.