Nouvèl

Kòm pati ki pi fondamantal nan teknoloji pasif Entènèt bagay sa yo, tags pasif UHF RFID yo te lajman itilize nan yon gwo kantite aplikasyon tankou Yo Vann an Detay makèt, lojistik ak depo, achiv liv, trasabilite anti-kontrefason, elatriye Se sèlman nan 2021, mondyal. kantite lajan anbake se plis pase 20 milya dola.Nan aplikasyon pratik, ki sa egzakteman chip UHF RFID pasif tag la konte pou bay pouvwa a?

Karakteristik ekipman pou pouvwa tag pasif UHF RFID

1. Powered by pouvwa san fil

Transmisyon pouvwa san fil ap sèvi ak radyasyon elektwomayetik san fil pou transfere enèji elektrik soti nan yon kote nan yon lòt.Pwosesis k ap travay la se konvèti enèji elektrik nan enèji frekans radyo atravè osilasyon frekans radyo, ak enèji frekans radyo konvèti nan enèji jaden elektwomayetik radyo atravè antèn transmèt la.Enèji jaden elektwomayetik radyo a pwopaje nan espas epi li rive nan antèn k ap resevwa a, Lè sa a, li konvèti tounen nan enèji frekans radyo pa antèn k ap resevwa a, ak vag deteksyon an vin enèji DC.

Nan 1896, Italyen Guglielmo Marchese Marconi te envante radyo a, ki te reyalize transmisyon siyal radyo atravè espas.An 1899, Ameriken Nikola Tesla te pwopoze lide pou sèvi ak transmisyon pouvwa san fil, e li te etabli yon antèn ki se 60m-wo, enduktans chaje nan botton, kapasite chaje nan tèt nan Kolorado, lè l sèvi avèk yon frekans nan 150kHz antre 300kW nan pouvwa.Li transmèt sou yon distans ki rive jiska 42km, epi li jwenn 10kW nan pouvwa san fil resevwa nan fen k ap resevwa.

UHF RFID pasif ekipman pou pouvwa tag swiv lide sa a, ak lektè a bay pouvwa a tag nan frekans radyo.Sepandan, gen yon gwo diferans ant UHF RFID pasif ekipman pou pouvwa tag ak tès Tesla: frekans lan se prèske dis mil fwa pi wo, ak gwosè a antèn redwi pa mil fwa.Depi pèt transmisyon san fil se pwopòsyonèl ak kare frekans lan ak pwopòsyonèl ak kare distans la, li klè ke ogmantasyon nan pèt transmisyon se gwo.Mòd pwopagasyon san fil ki pi senp la se pwopagasyon espas lib.Pèt pwopagasyon an se envès pwopòsyonèl ak kare longèdonn pwopagasyon an ak pwopòsyonèl ak kare distans la.Pèt pwopagasyon espas lib la se LS=20lg(4πd/λ).Si inite distans d se m ak inite frekans f se MHz, lè sa a LS= -27.56+20lgd+20lgf.

Sistèm RFID UHF la baze sou mekanis transmisyon pouvwa san fil.Tag pasif la pa gen pwòp ekipman pou pouvwa li.Li bezwen resevwa enèji frekans radyo emèt pa lektè a epi etabli yon ekipman pou pouvwa DC atravè redresman double vòltaj, ki vle di etabli yon ekipman pou pouvwa DC atravè ponp chaj Dickson.

Distans kominikasyon aplikab koòdone lè UHF RFID detèmine sitou pa pouvwa transmisyon lektè a ak pèt pwopagasyon debaz nan espas.UHF bann RFID lektè transmèt pouvwa anjeneral limite a 33dBm.Soti nan fòmil la pèt pwopagasyon debaz, inyore nenpòt lòt pèt posib, pouvwa a RF rive nan tag nan transmisyon pouvwa san fil ka kalkile.Relasyon ki genyen ant distans kominikasyon nan koòdone lè UHF RFID la ak pèt pwopagasyon debaz la ak pouvwa RF ki rive nan tag la montre nan tablo a:

Li ka wè nan tablo a ke UHF RFID transmisyon pouvwa san fil gen karakteristik sa yo nan pèt transmisyon gwo.Depi RFID konfòm ak règleman nasyonal kominikasyon kout distans yo, pouvwa transmisyon lektè a limite, kidonk tag la ka bay pouvwa ki ba.Kòm distans kominikasyon an ogmante, enèji frekans radyo resevwa pa tag pasif la diminye dapre frekans lan, ak kapasite ekipman pou pouvwa a diminye rapidman.

2. Aplike ekipman pou pouvwa pa chaje ak dechaje kondansateur depo enèji sou-chip

(1) Kondansateur chaj ak karakteristik egzeyat

Tag pasif yo sèvi ak transmisyon pouvwa san fil pou jwenn enèji, konvèti li nan vòltaj DC, chaje ak estoke kondansateur yo sou chip, ak Lè sa a, bay pouvwa chaj la nan egzeyat.Se poutèt sa, pwosesis ekipman pou pouvwa a nan tags pasif se pwosesis la nan kondansateur chaje ak egzeyat.Pwosesis etablisman an se yon pwosesis chaje pi bon kalite, ak pwosesis ekipman pou pouvwa a se yon pwosesis egzeyat ak chaj siplemantè.Chaj siplemantè a dwe kòmanse anvan vòltaj egzeyat la rive nan vòltaj ekipman pou minimòm chip la.

(2) Kondansateur chaj ak paramèt egzeyat

1) Chaje paramèt

Chaje tan longè: τC = RC × C

Chaje vòltaj:

rechaje aktyèl:

kote RC se rezistans chaje a ak C se kondansateur depo enèji a.

2) Paramèt egzeyat

Longè tan egzeyat: τD = RD × C

Egzeyat vòltaj:

Kouran dechaj:

Nan fòmil la, RD se rezistans egzeyat la, ak C se kondansateur depo enèji a.

Pi wo a montre karakteristik ekipman pou pouvwa tags pasif.Li pa ni yon sous vòltaj konstan ni yon sous aktyèl konstan, men chaje ak egzeyat kondansateur depo enèji a.Lè kondansateur nan depo enèji sou-chip chaje pi wo a vòltaj travay V0 nan sikwi a chip, li ka bay pouvwa a tag la.Lè kondansateur nan depo enèji kòmanse bay pouvwa, vòltaj ekipman pou pouvwa li yo kòmanse gout.Lè li tonbe anba vòltaj la opere chip V0, kondansateur nan depo enèji pèdi kapasite ekipman pou pouvwa li yo ak chip la pa ka kontinye travay.Se poutèt sa, tag koòdone lè a ta dwe gen ase kapasite pou rechaje tag la.

Li ka wè ke mòd ekipman pou pouvwa nan tag pasif se apwopriye pou karakteristik sa yo nan kominikasyon pete, ak ekipman pou pouvwa a nan tag pasif bezwen tou sipò nan chaje kontinyèl.

3 Balans demann ak ekipman pou

K ap flote chaje ekipman pou pouvwa se yon lòt metòd ekipman pou pouvwa, ak kapasite nan k ap flote chaje ekipman pou pouvwa adapte a kapasite nan egzeyat.Men, yo tout gen yon pwoblèm komen, se sa ki, ekipman pou pouvwa a nan UHF RFID tag pasif bezwen balans ekipman pou ak demann.

(1) Ekipman ak demann balans ekipman pou mòd pou kominikasyon pete

Aktyèl estanda ISO / IEC18000-6 nan UHF RFID tags pasif ki dwe nan sistèm nan kominikasyon pete.Pou tags pasif, pa gen okenn siyal transmèt pandan peryòd k ap resevwa a.Malgre ke peryòd repons lan resevwa vag konpayi asirans lan, li ekivalan a jwenn sous osilasyon an, kidonk li ka konsidere kòm travay senp.Fason.Pou aplikasyon sa a, si peryòd k ap resevwa a itilize kòm peryòd chaj nan kondansateur depo enèji a, ak peryòd repons lan se peryòd egzeyat kondansateur depo enèji a, kantite lajan egal chaj ak egzeyat pou kenbe balans rezèv ak demann vin tounen. yon kondisyon nesesè pou kenbe operasyon nòmal sistèm lan.Li ka konnen nan mekanis ekipman pou pouvwa nan UHF RFID tag pasif mansyone anwo a ke ekipman pou pouvwa a nan tag pasif UHF RFID pa ni yon sous aktyèl konstan ni yon sous vòltaj konstan.Lè kondansateur depo enèji tag la chaje ak yon vòltaj ki pi wo pase vòltaj nòmal k ap travay nan kous la, ekipman pou pouvwa a kòmanse;lè kondansateur depo enèji tag la egzeyate nan yon vòltaj ki pi ba pase vòltaj nòmal fonksyone nan kous la, ekipman pou pouvwa a sispann.

Pou kominikasyon pete, tankou pasif tag UHF RFID lè koòdone, chaj la ka chaje anvan tag la voye yon pete repons, ase asire ke vòltaj ase ka kenbe jiskaske repons lan fini.Se poutèt sa, anplis radyasyon frekans radyo ase fò ke tag la ka resevwa, chip la tou oblije gen yon kapasite gwo ase sou-chip ak yon tan ase long chaje.Konsomasyon pouvwa repons tag ak tan repons dwe adapte tou.Akòz distans ki genyen ant tag la ak lektè a, tan repons lan diferan, zòn nan kondansateur depo enèji limite ak lòt faktè, li ka difisil pou balanse rezèv la ak demann nan divizyon tan.

(2) K ap flote mòd ekipman pou pouvwa pou kominikasyon kontinyèl

Pou kominikasyon kontinyèl, yo nan lòd yo kenbe ekipman pou pouvwa san enteripsyon nan kondansateur a depo enèji, li dwe egzeyate ak chaje an menm tan an, ak vitès la chaje se menm jan ak vitès la egzeyat, se sa ki, se kapasite nan ekipman pou pouvwa konsève anvan. kominikasyon an fini.

Pasif tag kòd divizyon idantifikasyon frekans radyo ak UHF RFID pasif tag aktyèl estanda ISO/IEC18000-6 gen karakteristik komen.Eta a k ap resevwa tag bezwen yo dwe demodule ak dekode, ak eta a repons bezwen yo dwe modulation ak voye.Se poutèt sa, li ta dwe fèt dapre kominikasyon kontinyèl.Tag sistèm ekipman pou pouvwa chip.Nan lòd pou to a chaje yo dwe menm jan ak to a egzeyat, pi fò nan enèji a resevwa pa tag la dwe itilize pou chaje.

Resous RF pataje

1. RF devan-fen pou tag pasif

Tag pasif yo pa sèlman itilize kòm sous pouvwa tag yo ak kat postal nan enèji frekans radyo nan lektè yo, men sa ki pi enpòtan, transmisyon siyal enstriksyon soti nan lektè a tag ak transmisyon siyal repons soti nan tag a lektè a se reyalize atravè transmisyon done san fil.Enèji frekans radyo yo te resevwa pa tag la ta dwe divize an twa pati, ki se respektivman itilize pou chip la etabli ekipman pou pouvwa a, demodule siyal la (ki gen ladan siyal la kòmand ak revèy senkronizasyon) epi bay konpayi asirans lan repons.

Mòd k ap travay nan aktyèl estanda UHF RFID la gen karakteristik sa yo: kanal la downlink adopte mòd emisyon an, ak chanèl uplink la adopte mòd milti-tag pataje repons sekans sèl-chanèl.Se poutèt sa, an tèm de transmisyon enfòmasyon, li fè pati mòd nan senp nan operasyon.Sepandan, depi tag nan tèt li pa ka bay konpayi asirans transmisyon an, repons tag la bezwen bay konpayi asirans lan avèk èd lektè a.Se poutèt sa, lè tag la reponn, osi lwen ke eta a voye a konsène, tou de bout nan kominikasyon an nan yon eta k ap travay duplex.

Nan diferan eta k ap travay, inite sikwi yo mete nan travay pa tag la yo diferan, ak pouvwa ki nesesè pou inite sikwi diferan yo travay diferan tou.Tout pouvwa a soti nan enèji frekans radyo resevwa pa tag la.Se poutèt sa, li nesesè kontwole distribisyon enèji RF rezonab ak lè sa apwopriye.

2. RF enèji aplikasyon nan diferan lè travay

Lè tag la antre nan jaden RF lektè a epi li kòmanse bati pouvwa a, kèlkeswa siyal lektè a voye nan moman sa a, tag la pral bay tout enèji RF resevwa nan kous la redresman vòltaj-double pou chaje kondansateur depo enèji sou-chip la. , kidonk etabli ekipman pou pouvwa chip la.

Lè lektè a transmèt siyal la kòmand, siyal transmisyon lektè a se yon siyal kode pa done yo lòd ak anplitid modulation pa sekans nan spectre gaye.Gen eleman konpayi asirans ak eleman sideband ki reprezante done lòd ak sekans spectre gaye nan siyal la resevwa pa tag la.Enèji total, enèji konpayi asirans, ak eleman sideband nan siyal la resevwa yo gen rapò ak modulasyon.Nan moman sa a, yo itilize eleman modulasyon an pou transmèt enfòmasyon senkronizasyon kòmandman an ak sekans spectre gaye, epi yo itilize enèji total pou chaje kondansateur depo enèji sou chip la, ki an menm tan kòmanse bay pouvwa sou chip la. senkronizasyon fè ekstraksyon chan de kous ak kòmand siyal demodulation chan de kous inite w la.Se poutèt sa, pandan peryòd la lè lektè a voye yon enstriksyon, enèji frekans radyo resevwa pa tag la itilize pou tag la kontinye chaje, ekstrè siyal la senkronizasyon, demodule ak idantifye siyal enstriksyon an.Kondansateur nan depo enèji tag se nan yon eta ekipman pou pouvwa chaj k ap flote.

Lè tag la reponn a lektè a, siyal la transmèt nan lektè a se yon siyal ki modile pa anplitid la nan spectre gaye spectre gaye spectre chip pousantaj sub-pousantaj revèy la.Nan siyal la resevwa pa tag la, gen konpozan konpayi asirans ak konpozan sideband ki reprezante revèy la gaye spectre chip pousantaj sub-pousantaj.Nan moman sa a, yo itilize eleman modulasyon an pou transmèt pousantaj chip ak enfòmasyon revèy pousantaj nan sekans spectre gaye, epi yo itilize enèji total pou chaje kondansateur depo enèji sou chip la epi modulation done yo resevwa epi voye yon repons bay la. lektè.Sikwi a fè ekstraksyon chip senkronizasyon ak repons siyal modulation sikwi inite pouvwa ekipman pou.Se poutèt sa, pandan peryòd la lè lektè a resevwa repons lan, tag la resevwa enèji frekans radyo a epi yo itilize pou tag la kontinye chaje, siyal la senkronizasyon chip ekstrè ak done repons yo modulation epi yo voye repons lan.Kondansateur nan depo enèji tag se nan yon eta ekipman pou pouvwa chaj k ap flote.

Nan ti bout tan, anplis tag la k ap antre nan jaden RF lektè a ak kòmanse etabli yon peryòd ekipman pou pouvwa, tag la pral bay tout enèji RF resevwa a nan yon sikwi redresman vòltaj-double pou chaje kondansateur nan depo enèji sou-chip, kidonk etabli. yon ekipman pou pouvwa chip.Imedyatman, tag la ekstrè senkronizasyon soti nan siyal frekans radyo resevwa a, aplike demodulasyon lòd, oswa modulation ak transmèt done repons, tout nan yo ki itilize enèji frekans radyo resevwa.

3. Kondisyon enèji RF pou aplikasyon diferan

(1) Kondisyon enèji RF pou transmisyon pouvwa san fil

Transfè pouvwa san fil etabli ekipman pou pouvwa pou tag la, kidonk li mande tou de vòltaj ase pou kondwi sikwi a chip, ak ase pouvwa ak kapasite kontinyèl ekipman pou pouvwa.

Ekipman pou pouvwa a nan transmisyon pouvwa san fil se etabli ekipman pou pouvwa a pa resevwa enèji nan jaden RF nan lektè a ak redresman double vòltaj lè tag la pa gen okenn ekipman pou pouvwa.Se poutèt sa, sansiblite resevwa li yo limite pa gout nan vòltaj nan tib la dyòd deteksyon devan-fen.Pou bato CMOS, sansiblite k ap resevwa nan redresman double vòltaj se Ant -11 ak -0.7dBm, li se bouchon nan tags pasif.

(2) Kondisyon enèji RF pou deteksyon siyal resevwa

Pandan ke redresman double vòltaj la etabli ekipman pou pouvwa chip la, tag la bezwen divize yon pati nan enèji frekans radyo resevwa pou bay yon sikwi deteksyon siyal, ki gen ladan deteksyon siyal kòmand ak deteksyon revèy synchrone.Paske deteksyon siyal la fèt anba kondisyon ke ekipman pou pouvwa tag la te etabli, sansiblite demodulasyon an pa limite pa gout vòltaj nan tib deteksyon dyòd devan-fen an, kidonk sansiblite k ap resevwa a pi wo pase pouvwa san fil. transmisyon resevwa sansiblite, epi li fè pati deteksyon anplitid siyal la, epi pa gen okenn kondisyon fòs pouvwa.

(3) Kondisyon enèji RF pou repons tag

Lè tag la reponn a voye, nan adisyon a detekte revèy la synchrone, li bezwen tou fè pseudo-PSK modulation sou konpayi asirans lan resevwa (ki gen anvlòp la modulation revèy) ak reyalize transmisyon ranvèse.Nan moman sa a, se yon sèten nivo pouvwa ki nesesè, ak valè li depann de distans la nan lektè a ak tag la ak sansiblite nan lektè a resevwa.Depi anviwònman k ap travay nan lektè a pèmèt itilize nan desen ki pi konplèks, reseptè a ka aplike yon konsepsyon ki ba-bri, ak idantifikasyon frekans radyo divizyon kòd itilize modulation spectre gaye, osi byen ke gaye spectre genyen ak sistèm PSK. , sansiblite nan lektè a ka fèt yo dwe wo ase.Se konsa, kondisyon yo pou siyal la retounen nan etikèt la redwi ase.

Pou rezime, se pouvwa frekans radyo resevwa pa tag la sitou atribye ba kòm enèji san fil pouvwa transmisyon vòltaj doubler redresman enèji, ak Lè sa a, kantite apwopriye nan nivo deteksyon siyal tag ak kantite lajan ki apwopriye nan enèji modulation retounen yo atribye ba yo reyalize yon enèji rezonab. distribisyon epi asire chaje kontinyèl kondansateur depo enèji a.se yon konsepsyon posib ak rezonab.

Li ka wè ke enèji frekans radyo resevwa pa tag pasif gen plizyè kondisyon aplikasyon, kidonk yon konsepsyon distribisyon pouvwa radyo frekans obligatwa;kondisyon aplikasyon yo nan enèji frekans radyo nan diferan peryòd k ap travay yo diferan, kidonk li nesesè gen yon konsepsyon distribisyon pouvwa frekans radyo selon bezwen yo nan diferan peryòd k ap travay;Aplikasyon diferan gen diferan kondisyon pou enèji RF, nan mitan ki transmisyon pouvwa san fil mande pou pi plis pouvwa a, kidonk alokasyon pouvwa RF ta dwe konsantre sou bezwen yo nan transmisyon pouvwa san fil.

Tags pasif UHF RFID itilize transmisyon pouvwa san fil pou etabli yon ekipman pou pouvwa tag.Se poutèt sa, efikasite ekipman pou pouvwa a trè ba ak kapasite ekipman pou pouvwa a trè fèb.Chip tag la dwe fèt ak konsomasyon pouvwa ki ba.Se sikwi a chip patrone pa chaje ak dechaje kondansateur nan depo enèji sou-chip.Se poutèt sa, yo nan lòd yo asire operasyon an kontinyèl nan etikèt la, kondansateur nan depo enèji dwe kontinyèlman chaje.Enèji frekans radyo yo resevwa pa tag la gen twa aplikasyon diferan: redresman vòltaj-double pou ekipman pou pouvwa, resepsyon siyal kòmand ak demodulasyon, ak modulasyon siyal repons ak transmisyon.Pami yo, se sansiblite a resevwa nan redresman vòltaj-double restriksyon pa gout nan vòltaj nan dyod la redresman, ki vin tounen yon koòdone lè.kou boutèy.Pou rezon sa a, resepsyon siyal ak demodulasyon ak repons siyal modulation ak transmisyon se fonksyon debaz ke sistèm RFID la dwe asire.Plis pi fò kapasite ekipman pou pouvwa a nan tag redresman doubler vòltaj la, pwodwi a pi konpetitif.Se poutèt sa, kritè a pou distribye rasyonèlman resevwa enèji RF nan konsepsyon sistèm tag la se ogmante rezèv enèji RF pa redresman vòltaj doubler otank posib sou premis pou asire demodulasyon siyal la resevwa ak transmisyon repons lan. siyal.