Iroyin

Gẹgẹbi apakan ipilẹ julọ ti Intanẹẹti palolo ti imọ-ẹrọ Awọn nkan, awọn ami palolo UHF RFID ti ni lilo pupọ ni nọmba nla ti awọn ohun elo bii soobu fifuyẹ, awọn eekaderi ati ile itaja, awọn ile-ipamọ iwe, wiwa kakiri-irotẹlẹ, bbl Nikan ni 2021, agbaye sowo iye jẹ diẹ sii ju 20 bilionu.Ni awọn ohun elo ilowo, kini gangan ni ërún ti UHF RFID tag palolo gbekele lati pese agbara?

Awọn abuda ipese agbara ti UHF RFID palolo tag

1. Agbara nipasẹ alailowaya agbara

Gbigbe agbara Alailowaya n ṣe lilo itanna itanna alailowaya lati gbe agbara itanna lati ibi kan si omiran.Ilana iṣiṣẹ ni lati yi agbara itanna pada si agbara ipo igbohunsafẹfẹ redio nipasẹ oscillation igbohunsafẹfẹ redio, ati agbara ipo igbohunsafẹfẹ redio ti yipada si agbara aaye itanna redio nipasẹ eriali gbigbe.Agbara aaye itanna eletiriki redio tan kaakiri aaye ati de eriali gbigba, lẹhinna o yipada pada si agbara ipo igbohunsafẹfẹ redio nipasẹ eriali gbigba, ati igbi wiwa di agbara DC.

Ni ọdun 1896, Guglielmo Marchese Marconi ti Ilu Italia ṣẹda redio, eyiti o rii gbigbe awọn ifihan agbara redio kọja aaye.Ni ọdun 1899, Amẹrika Nikola Tesla dabaa imọran ti lilo gbigbe agbara alailowaya, ati iṣeto eriali eyiti o jẹ 60m-giga, inductance ti kojọpọ ni isalẹ, agbara ti kojọpọ ni oke ni Ilu Colorado, ni lilo igbohunsafẹfẹ ti 150kHz lati tẹ 300kW ti agbara sii.O ndari lori ijinna ti o to 42km, o si gba 10kW ti agbara gbigba alailowaya ni opin gbigba.

Ipese agbara tag palolo UHF RFID tẹle imọran yii, ati pe oluka n pese agbara si tag nipasẹ igbohunsafẹfẹ redio.Bibẹẹkọ, iyatọ nla wa laarin ipese agbara tag palolo UHF RFID ati idanwo Tesla: igbohunsafẹfẹ fẹrẹ to igba ẹgbẹrun mẹwa ti o ga julọ, ati iwọn eriali ti dinku nipasẹ awọn akoko ẹgbẹrun.Niwọn igba ti pipadanu gbigbe alailowaya jẹ iwọn si square ti igbohunsafẹfẹ ati iwọn si square ti ijinna, o han gbangba pe ilosoke ninu pipadanu gbigbe jẹ tobi.Ipo itankale alailowaya ti o rọrun julọ jẹ itankale aaye ọfẹ.Pipadanu soju jẹ iwọn inversely si onigun mẹrin ti iwọn gigun soju ati iwọn si square ti ijinna naa.Pipadanu itankale aaye ọfẹ jẹ LS=20lg(4πd/λ).Ti o ba ti awọn kuro ti ijinna d ni m ati awọn kuro ti igbohunsafẹfẹ f jẹ MHz, ki o si LS = -27.56+20lgd+20lgf.

Eto UHF RFID da lori ẹrọ gbigbe agbara alailowaya.Aami palolo ko ni ipese agbara tirẹ.O nilo lati gba agbara igbohunsafẹfẹ redio ti o jade nipasẹ oluka ati fi idi ipese agbara DC kan nipasẹ atunṣe ilọpo meji foliteji, eyiti o tumọ si fi idi ipese agbara DC kan nipasẹ fifa idiyele Dickson.

Ijinna ibaraẹnisọrọ to wulo ti wiwo afẹfẹ UHF RFID jẹ ipinnu nipataki nipasẹ agbara gbigbe ti oluka ati pipadanu itankale ipilẹ ni aaye.Agbara oluka oluka UHF RFID nigbagbogbo ni opin si 33dBm.Lati agbekalẹ isonu ipadasẹhin ipilẹ, aibikita eyikeyi awọn adanu miiran ti o ṣeeṣe, agbara RF ti o de ami aami nipasẹ gbigbe agbara alailowaya le ṣe iṣiro.Ibasepo laarin ijinna ibaraẹnisọrọ ti wiwo afẹfẹ UHF RFID ati ipadanu itankale ipilẹ ati agbara RF ti o de aami ni a fihan ninu tabili:

O le rii lati tabili pe gbigbe agbara alailowaya UHF RFID ni awọn abuda ti pipadanu gbigbe nla.Niwọn igba ti RFID ṣe ibamu pẹlu awọn ofin ibaraẹnisọrọ kukuru kukuru ti orilẹ-ede, agbara gbigbe ti oluka naa ni opin, nitorinaa tag le pese agbara kekere.Bi ijinna ibaraẹnisọrọ ti n pọ si, agbara igbohunsafẹfẹ redio ti o gba nipasẹ aami palolo n dinku ni ibamu si igbohunsafẹfẹ, ati agbara ipese agbara n dinku ni iyara.

2. Ṣiṣe ipese agbara nipasẹ gbigba agbara ati gbigba agbara lori-chip agbara ipamọ agbara

(1) Kapasito idiyele ati yosita abuda

Awọn afi palolo lo gbigbe agbara alailowaya lati gba agbara, yi pada sinu foliteji DC, gba agbara ati tọju awọn agbara ori-chip, ati lẹhinna pese agbara si fifuye nipasẹ idasilẹ.Nitorinaa, ilana ipese agbara ti awọn afi palolo jẹ ilana ti gbigba agbara capacitor ati gbigba agbara.Ilana idasile jẹ ilana gbigba agbara mimọ, ati ilana ipese agbara jẹ idasilẹ ati ilana gbigba agbara afikun.Gbigba agbara afikun gbọdọ bẹrẹ ṣaaju ki foliteji idasilẹ de ọdọ foliteji ipese ti o kere ju ti ërún.

(2) Kapasito idiyele ati yosita sile

1) Awọn paramita gbigba agbara

Akoko gbigba agbara: τC=RC×C

Foliteji gbigba agbara:

gbigba agbara lọwọlọwọ:

nibiti RC jẹ resistor gbigba agbara ati C jẹ kapasito ipamọ agbara.

2) Sisọ sile

Àkókò ìtújáde: τD=RD×C

Foliteji idasile:

Sisọ lọwọlọwọ:

Ninu agbekalẹ, RD jẹ resistance itusilẹ, ati C jẹ kapasito ipamọ agbara.

Eyi ti o wa loke fihan awọn abuda ipese agbara ti awọn afi palolo.Kii ṣe orisun foliteji igbagbogbo tabi orisun lọwọlọwọ igbagbogbo, ṣugbọn gbigba agbara ati gbigba agbara ti kapasito ipamọ agbara.Nigbati kapasito ipamọ agbara lori-chip ti gba agbara loke foliteji ṣiṣẹ V0 ti Circuit ërún, o le pese agbara si tag.Nigbati kapasito ipamọ agbara bẹrẹ lati pese agbara, foliteji ipese agbara rẹ bẹrẹ lati ju silẹ.Nigba ti o ba ṣubu ni isalẹ awọn ërún ṣiṣẹ foliteji V0, awọn agbara ipamọ kapasito npadanu awọn oniwe-agbara ipese agbara ati awọn ërún ko le tesiwaju lati sise.Nitorinaa, tag wiwo afẹfẹ yẹ ki o ni agbara to lati gba agbara si tag naa.

O le rii pe ipo ipese agbara ti awọn afi palolo dara fun awọn abuda ti ibaraẹnisọrọ ti nwaye, ati ipese agbara ti awọn afi palolo tun nilo atilẹyin ti gbigba agbara lemọlemọfún.

3 Iwontunwonsi ti ipese ati eletan

Ipese agbara gbigba agbara lilefoofo jẹ ọna ipese agbara miiran, ati agbara ipese agbara lilefoofo ti ni ibamu si agbara gbigba agbara.Ṣugbọn gbogbo wọn ni iṣoro ti o wọpọ, iyẹn ni, ipese agbara ti awọn ami palolo UHF RFID nilo lati dọgbadọgba ipese ati ibeere.

(1) Ipese ati eletan ipo ipese agbara iwọntunwọnsi fun ibaraẹnisọrọ ti nwaye

Iwọn boṣewa ISO/IEC18000-6 lọwọlọwọ ti awọn ami palolo UHF RFID jẹ ti eto ibaraẹnisọrọ ti nwaye.Fun awọn aami palolo, ko si ifihan agbara ti o tan kaakiri lakoko akoko gbigba.Botilẹjẹpe akoko idahun gba igbi ti ngbe, o jẹ deede si gbigba orisun oscillation, nitorinaa o le ṣe akiyesi bi iṣẹ rọrun.Ọna.Fun ohun elo yii, ti a ba lo akoko gbigba bi akoko gbigba agbara ti kapasito ipamọ agbara, ati pe akoko idahun jẹ akoko gbigba agbara ti kapasito ipamọ agbara, iye deede ti idiyele ati idasilẹ lati ṣetọju iwọntunwọnsi ti ipese ati ibeere di ipo pataki lati ṣetọju iṣẹ deede ti eto naa.O le jẹ mimọ lati ẹrọ ipese agbara ti aami palolo UHF RFID ti a mẹnuba loke pe ipese agbara ti tag palolo UHF RFID kii ṣe orisun lọwọlọwọ igbagbogbo tabi orisun foliteji igbagbogbo.Nigba ti tag agbara ipamọ kapasito ti wa ni agbara si kan foliteji ti o ga ju awọn deede ṣiṣẹ foliteji ti awọn Circuit, awọn ipese agbara bẹrẹ;nigbati tag agbara ipamọ kapasito ti wa ni idasilẹ si kan foliteji kekere ju awọn deede awọn ọna foliteji ti awọn Circuit, awọn ipese agbara ti wa ni duro.

Fun ti nwaye ibaraẹnisọrọ, gẹgẹ bi awọn palolo tag UHF RFID air ni wiwo, awọn idiyele le ti wa ni agbara ṣaaju ki awọn tag fi kan esi ti nwaye, to lati rii daju wipe to foliteji le wa ni muduro titi ti esi ti wa ni ti pari.Nitorinaa, ni afikun si itọsi igbohunsafẹfẹ redio to lagbara ti tag le gba, ërún tun nilo lati ni agbara nla to lori-chip ati akoko gbigba agbara to gun.Lilo agbara idahun tag ati akoko idahun gbọdọ tun ṣe deede.Nitori aaye laarin tag ati oluka, akoko idahun yatọ, agbegbe ti kapasito ipamọ agbara ni opin ati awọn ifosiwewe miiran, o le nira lati dọgbadọgba ipese ati ibeere ni pipin akoko.

(2) Ipo ipese agbara lilefoofo fun ibaraẹnisọrọ lemọlemọfún

Fun ibaraẹnisọrọ lemọlemọfún, lati le ṣetọju ipese agbara ti ko ni idilọwọ ti kapasito ipamọ agbara, o gbọdọ wa ni idasilẹ ati gba agbara ni akoko kanna, ati iyara gbigba agbara jẹ iru si iyara gbigba, iyẹn ni, agbara ipese agbara ti wa ni itọju ṣaaju ki o to. awọn ibaraẹnisọrọ ti wa ni fopin.

Palolo tag koodu pipin igbohunsafẹfẹ redio idanimọ ati UHF RFID palolo tag lọwọlọwọ boṣewa ISO/IEC18000-6 ni wọpọ abuda.Awọn tag gbigba ipinle nilo lati wa ni demodulated ati decoded, ati awọn idahun ipinle nilo lati wa ni modulated ati ki o rán.Nitorina, o yẹ ki o ṣe apẹrẹ gẹgẹbi ibaraẹnisọrọ lemọlemọfún.Tag ërún ipese agbara eto.Ni ibere fun oṣuwọn gbigba agbara lati jẹ iru si oṣuwọn gbigba agbara, pupọ julọ agbara ti a gba nipasẹ aami gbọdọ ṣee lo fun gbigba agbara.

Pipin RF oro

1. RF iwaju-opin fun palolo afi

Awọn afi palolo kii ṣe lilo nikan bi orisun agbara ti awọn afi ati awọn kaadi ifiweranṣẹ si agbara igbohunsafẹfẹ redio lati ọdọ awọn oluka, ṣugbọn diẹ ṣe pataki, gbigbe ifihan agbara itọnisọna lati oluka si tag ati gbigbe ifihan agbara esi lati tag si oluka naa jẹ mọ nipasẹ alailowaya data gbigbe.Agbara igbohunsafẹfẹ redio ti o gba nipasẹ aami yẹ ki o pin si awọn ẹya mẹta, eyiti a lo ni atele fun chirún lati fi idi ipese agbara mulẹ, ṣe ifihan agbara naa (pẹlu ami ifihan aṣẹ ati aago amuṣiṣẹpọ) ati pese ti ngbe esi.

Ipo iṣẹ ti boṣewa UHF RFID lọwọlọwọ ni awọn abuda wọnyi: ikanni isale gba ipo igbohunsafefe naa, ati ikanni uplink gba ipo ti pinpin awọn ami-pupọ-pupọ esi esi ọkọọkan ikanni kan.Nitorinaa, ni awọn ofin ti gbigbe alaye, o jẹ ti ipo iṣẹ rọrun.Bibẹẹkọ, niwọn bi tag naa funrararẹ ko le pese ti ngbe gbigbe, idahun tag nilo lati pese ti ngbe pẹlu iranlọwọ ti oluka naa.Nitorinaa, nigbati tag ba dahun, niwọn bi ipo fifiranṣẹ jẹ fiyesi, awọn opin mejeeji ti ibaraẹnisọrọ wa ni ipo iṣẹ duplex.

Ni awọn ipinlẹ iṣẹ ti o yatọ, awọn ẹya iyika ti a fi sinu iṣẹ nipasẹ tag yatọ, ati agbara ti o nilo fun awọn ẹya iyipo oriṣiriṣi lati ṣiṣẹ tun yatọ.Gbogbo agbara wa lati agbara ipo igbohunsafẹfẹ redio ti tag gba.Nitorinaa, o jẹ dandan lati ṣakoso pinpin agbara RF ni idiyele ati nigbati o ba yẹ.

2. Ohun elo agbara RF ni awọn wakati iṣẹ oriṣiriṣi

Nigbati aami naa ba wọ aaye RF oluka ti o bẹrẹ lati kọ agbara, laibikita ifihan agbara ti oluka naa firanṣẹ ni akoko yii, tag naa yoo pese gbogbo agbara RF ti o gba si Circuit atunṣe-ilọpo meji foliteji lati ṣaja agbara ibi ipamọ agbara lori-chip , nitorina Igbekale awọn ërún ká ipese agbara.

Nigbati oluka naa ba gbe ifihan agbara aṣẹ naa, ifihan gbigbe oluka jẹ ifihan ti koodu nipasẹ data aṣẹ ati titobi ti a yipada nipasẹ ọkọọkan itọka kaakiri.Awọn paati ti ngbe ati awọn paati ẹgbẹ ẹgbẹ ti n ṣojuuṣe data aṣẹ ati tan kaakiri awọn itọsẹ ninu ifihan agbara ti tag gba.Apapọ agbara, agbara ti ngbe, ati awọn paati ẹgbẹ ẹgbẹ ti ifihan ti o gba ni ibatan si awose.Ni akoko yii, paati modulation ni a lo lati atagba alaye amuṣiṣẹpọ ti aṣẹ ati itọka irisi kaakiri, ati pe a lo agbara lapapọ lati ṣaja kapasito ipamọ agbara lori-chip, eyiti o bẹrẹ lati pese agbara si chip. Circuit isediwon amuṣiṣẹpọ ati awọn pipaṣẹ ifihan agbara demodulation Circuit kuro.Nitorinaa, lakoko akoko ti oluka naa ba fi itọnisọna ranṣẹ, agbara igbohunsafẹfẹ redio ti a gba nipasẹ aami ni a lo fun tag lati tẹsiwaju lati ṣaja, yọkuro ifihan agbara amuṣiṣẹpọ, sọ di mimọ ati ṣe idanimọ ifihan itọnisọna naa.Kapasito ipamọ agbara tag wa ni ipo ipese agbara agbara lilefoofo.

Nigbati aami naa ba dahun si oluka naa, ifihan agbara ti oluka ti a firanṣẹ jẹ ifihan agbara ti o jẹ iyipada nipasẹ titobi ti itankale spekitiriumu itankale iwọn ila-oṣuwọn oṣuwọn kekere.Ninu ifihan agbara ti o gba nipasẹ aami naa, awọn paati ti ngbe ati awọn paati ẹgbẹ ẹgbẹ ti o nsoju aago oṣuwọn ipin-pip spectrum itankale.Ni akoko yii, paati modulation ni a lo lati tan kaakiri oṣuwọn ërún ati alaye aago oṣuwọn ti ọkọọkan itọka kaakiri, ati pe a lo agbara lapapọ lati ṣaja agbara ibi ipamọ agbara lori chip ati ṣatunṣe data ti o gba ati firanṣẹ esi si olukawe.Circuit isediwon amuṣiṣẹpọ ërún ati awọn ifihan agbara awose Circuit kuro ipese agbara.Nitorinaa, lakoko akoko ti oluka naa ba gba esi, tag naa gba agbara igbohunsafẹfẹ redio ati pe o lo fun tag naa lati tẹsiwaju gbigba agbara, ami imuṣiṣẹpọ chirún ti yọ jade ati data esi ti yipada ati firanṣẹ esi naa.Aami agbara ipamọ kapasito wa ni ipo ipese agbara agbara lilefoofo.

Ni kukuru, ni afikun si tag ti nwọle aaye RF oluka ati bẹrẹ lati fi idi akoko ipese agbara kan mulẹ, aami naa yoo pese gbogbo agbara RF ti o gba si Circuit atunṣe foliteji-ilọpo meji lati gba agbara agbara ibi ipamọ agbara lori-chip, nitorinaa idasile a ni ërún ipese agbara.Lẹhinna, aami naa yọ amuṣiṣẹpọ kuro lati ami ifihan igbohunsafẹfẹ redio ti o gba, ṣe imuse demodulation aṣẹ, tabi ṣe iyipada ati gbejade data esi, gbogbo eyiti o lo agbara ipo igbohunsafẹfẹ redio ti o gba.

3. Awọn ibeere agbara RF fun awọn ohun elo oriṣiriṣi

(1) Awọn ibeere agbara RF fun gbigbe agbara alailowaya

Ailokun gbigbe agbara mulẹ awọn ipese agbara fun awọn tag, ki o nilo mejeeji to foliteji lati wakọ ni ërún Circuit, ati ki o to agbara ati lemọlemọfún ipese agbara agbara.

Ipese agbara ti gbigbe agbara alailowaya ni lati fi idi ipese agbara mulẹ nipasẹ gbigba agbara aaye RF ti oluka ati atunṣe foliteji ilọpo meji nigbati tag ko ni ipese agbara.Nitorinaa, ifamọ gbigba rẹ ni opin nipasẹ ju foliteji ti tube wiwa diode iwaju-ipari.Fun awọn eerun CMOS, ifamọ gbigba ti foliteji atunṣe ilọpo meji wa Laarin -11 ati -0.7dBm, o jẹ igo ti awọn afi palolo.

(2) Awọn ibeere agbara RF fun wiwa ifihan agbara ti o gba

Lakoko ti atunṣe foliteji ilọpo meji n ṣe agbekalẹ ipese agbara ërún, tag naa nilo lati pin apakan kan ti agbara igbohunsafẹfẹ redio ti o gba lati pese Circuit wiwa ifihan agbara kan, pẹlu wiwa ifihan agbara aṣẹ ati wiwa aago amuṣiṣẹpọ.Nitoripe wiwa ifihan agbara ni a ṣe labẹ ipo ti ipese agbara ti tag ti fi idi mulẹ, ifamọ demodulation ko ni opin nipasẹ idinku foliteji ti tube diode iwari iwaju-opin, nitorinaa ifamọ gbigba jẹ ga julọ ju agbara alailowaya lọ. gbigbe gbigba ifamọ, ati pe o jẹ ti wiwa titobi ifihan agbara, ati pe ko si ibeere agbara agbara.

(3) Awọn ibeere agbara RF fun idahun tag

Nigbati aami naa ba dahun si fifiranṣẹ, ni afikun si wiwa aago amuṣiṣẹpọ, o tun nilo lati ṣe awose pseudo-PSK lori agbẹru ti o gba (ti o ni apoowe awose aago) ati rii iyipada iyipada.Ni akoko yii, ipele agbara kan nilo, ati pe iye rẹ da lori ijinna ti oluka si tag ati ifamọ ti oluka lati gba.Niwọn igba ti agbegbe iṣẹ ti oluka naa ngbanilaaye lilo awọn aṣa ti o ni eka diẹ sii, olugba le ṣe imuse apẹrẹ iwaju-ariwo kekere, ati pe idanimọ igbohunsafẹfẹ redio ti pipin koodu nlo awose iwoye kaakiri, bakanna bi itankale ere iwoye ati ere eto PSK. , ifamọ ti oluka le jẹ apẹrẹ lati jẹ giga to.Ki awọn ibeere fun ifihan agbara ipadabọ ti aami naa dinku to.

Lati ṣe akopọ, agbara igbohunsafẹfẹ redio ti o gba nipasẹ aami ni a pin ni akọkọ bi agbara gbigbe agbara alailowaya foliteji doubler rectification agbara, ati lẹhinna iye ti o yẹ ti ipele wiwa ifihan ami tag ati iye ti o yẹ ti agbara awose ipadabọ ni ipin lati ṣaṣeyọri agbara to tọ. pinpin ati rii daju gbigba agbara lemọlemọfún ti kapasito ipamọ agbara.jẹ ṣee ṣe ati ki o reasonable oniru.

O le rii pe agbara igbohunsafẹfẹ redio ti o gba nipasẹ awọn afi palolo ni ọpọlọpọ awọn ibeere ohun elo, nitorinaa apẹrẹ pinpin agbara igbohunsafẹfẹ redio nilo;awọn ibeere ohun elo ti agbara igbohunsafẹfẹ redio ni awọn akoko iṣẹ oriṣiriṣi yatọ, nitorinaa o jẹ dandan lati ni apẹrẹ pinpin agbara igbohunsafẹfẹ redio ni ibamu si awọn iwulo ti awọn akoko iṣẹ oriṣiriṣi;Awọn ohun elo oriṣiriṣi ni awọn ibeere oriṣiriṣi fun agbara RF, laarin eyiti gbigbe agbara alailowaya nilo agbara julọ, nitorinaa ipinfunni agbara RF yẹ ki o dojukọ awọn iwulo ti gbigbe agbara alailowaya.

Awọn aami palolo UHF RFID lo gbigbe agbara alailowaya lati fi idi ipese agbara tag kan mulẹ.Nitorinaa, ṣiṣe ipese agbara jẹ kekere pupọ ati pe agbara ipese agbara jẹ alailagbara pupọ.Chirún tag gbọdọ jẹ apẹrẹ pẹlu agbara kekere.Ayika chirún naa ni agbara nipasẹ gbigba agbara ati gbigba agbara kapasito ipamọ agbara lori-chip.Nitorinaa, lati rii daju iṣiṣẹ lemọlemọfún ti aami naa, kapasito ipamọ agbara gbọdọ wa ni idiyele nigbagbogbo.Agbara igbohunsafẹfẹ redio ti a gba nipasẹ tag ni awọn ohun elo oriṣiriṣi mẹta: atunṣe foliteji-ilọpo meji fun ipese agbara, gbigba ifihan agbara aṣẹ ati demodulation, ati iyipada ifihan agbara esi ati gbigbe.Lara wọn, gbigba ifamọ ti foliteji-ilọpo meji atunse ti wa ni ihamọ nipasẹ awọn foliteji ju ti awọn rectifier diode, eyi ti o di ohun air ni wiwo.igo.Fun idi eyi, gbigba ifihan agbara ati demodulation ati iyipada ifihan agbara esi ati gbigbe jẹ awọn iṣẹ ipilẹ ti eto RFID gbọdọ rii daju.Agbara ipese agbara ti o ni okun sii ti tag oluṣepo meji foliteji, ọja naa ni ifigagbaga diẹ sii.Nitorinaa, ami-ami fun pinpin onipin agbara RF ti o gba ni apẹrẹ ti eto tag ni lati mu ipese agbara RF pọ si nipasẹ atunṣe foliteji doubler bi o ti ṣee ṣe lori ipilẹ ti aridaju demodulation ti ifihan agbara ti o gba ati gbigbe ti idahun. ifihan agbara.