技术领域
[0001] 本
发明涉及射频识别技术领域，具体涉及一种射频识别装置。
背景技术
[0002] 射频识别(RFID)技术是一种非
接触式的自动识别技术。在射频识别系统中，读写器发送射频
信号激活射频标签，并接收从标签返回的
射频信号，从而达到识别的目的。
[0003] 在无源超高频射频识别系统中，标签自身不带电源，因此需要尽可能降低自身
电路功耗。在目前的超高频RFID电路实现中，由于返回信号速率的产生受到读写器向标签通信过程参数的调节，为了满足产生具有一定
精度和一定范围连续可调返回信号速率的要求，需要较高的片上
振荡器频率作为基准
时钟信号，给降低功耗带来了不利影响。
[0004]
现有技术中，标签产生的频率信号是通过计数器和数字分频产生的可调频率，其频率只能为振荡器输出频率整数倍的频率，并且现有技术的应用中，一些返回频率会受到固定干扰，影响了读写器的识别功能。
发明内容
[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供一种射频识别装置，其不但可以降低无源标签片上振荡器的频率，降低芯片功耗，而且可以有效的产生多种具有小数分频特征的返回频率。
[0006] 本发明提供的一种射频识别装置，包括读写器、天线和标签；其改进之处在于，所述读写器通过所述天线对所述标签发射频率信号，所述标签根据读写器发射的射频信号通过内部电路参数产生具有小数精度的离散频率的信号，通过所述天线返回至所述读写器的收发模
块。
[0007] 其中，返回信号频率的选择通过读写器要求的参数设定。
[0008] 其中，返回信号的速率之间互为质数。
[0009] 其中，离散频率之间的倍数关系通过标签内部电路的参数间的倍数关系确定。
[0010] 其中，所述标签内部电路包括
能量恢复单元、调制单元、解调单元、复位信号产生单元、协议控制电路、
存储器、时钟振荡器、时钟频率校准控制单元和加密模块；
[0011] 所述能量恢复单元接收所述天线的射频信号，为所述标签提供电源；所述解调单元将接收到的射频信号转换成方波传给所述协议控制电路；所述协议控制电路将信号依次传给所述时钟频率校准控制单元和所述时钟振荡器产生离散的频率，通过所述调制单元和所述天线发射给所述读写器的收发模块；
[0012] 所述存储器用于存储数据；
[0013] 所述复位信号产生单元在所述能量恢复单元提供的
电压低于正常电压时进行复位；
[0014] 所述加密模块与所述协议控制电路连接，在用户设定时，对通信过程和数据的认证和加密，提高射频识别系统的安全性。
[0015] 其中，所述时钟振荡器包括电容、回差比较器和至少一个的
电流源；电容一端与回差比较器的反向输入端连接，另一端接地；回差比较器的同向输入端连接参考电压源；回差比较器同时控制复位电路用于复位电容两端电压；；
[0016] 每个电流源设置一个相对系数；所述电流源由晶体管构成；至少一个的晶体管的栅极与所述协议控制电路连接，其漏极根据相应的相对系数与所述时钟振荡器的比较器的反向输入端连接。
[0017] 其中，所述时钟频率校准控制单元包括频率反馈校准电路。
[0018] 其中，所述时钟振荡器的基准频率由其器件参数确定。
[0019] 其中，所述时钟振荡器的基准频率通过时钟频率校准过程同步于读写器至标签的通信速率，用于获得准确的返回速率。
[0020] 其中，所述离散频率之间的倍数关系是根据所述时钟振荡器的电流源设定的相对系数确定；离散频率的频率值为所述基准频率与相对系数的乘积。
[0021] 与现有技术比，本发明的有益效果为：
[0022] 本发明采用电流源实现多个具有小数精度的频率，其结构简单，易于实现，成本低。
[0023] 本发明离散频率点的倍数关系通过电路结构上的器件参数间的倍数关系唯一确定，不需要采用分频/倍频的方法产生不同的频率。这样可产生多种具有小数分频特征的返回频率，扩大了装置的应用范围，提高了装置的抗干扰能
力。
[0024] 本发明通过调整返回信号频率，避开了很多
干扰信号，从而提高了射频识别装置的识别功能。
[0025] 本发明对时钟振荡器的基准频率的选择，降低了标签的功耗，标签的功耗是无源射频识别系统的重要性能指标，降低功耗可以提高系统的最大识别距离。
附图说明
[0026] 图1为本发明提供的射频识别装置示意图。
[0027] 图2为本发明提供的射频识别装置的标签的电路结构图。
[0028] 图3为本发明提供的时钟振荡器的结构示意图。
具体实施方式
[0029] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0030] 本
实施例的一种射频识别装置，其结构图如图1所示，包括读写器、天线和标签；本实施例的改进之处在于，读写器通过所述天线对所述标签发射频率信号，所述标签根据读写器发射的射频信号通过内部电路参数产生互为质数的信号，通过所述天线返回至所述读写器的收发模块。其返回的信号频率可为具有小数精度的可选的离散的频率点。
[0031] 其中，标签内部电路如图2所示，包括能量恢复单元、调制单元、解调单元、复位信号产生单元、协议控制电路、存储器、时钟振荡器、时钟频率校准控制单元和加密模块；所述能量恢复单元接收所述天线的射频信号，为所述标签提供电源（可等效为一个直流电源）；所述解调单元将接收到的射频信号将其
数字信号转换成模拟的方波传给所述协议控制电路；所述协议控制电路将信号依次传给所述时钟频率校准控制单元和所述时钟振荡器产生离散的频率点，通过所述调制单元和所述天线发射给所述读写器的收发模块；返回信号频率的选择通过读写器要求的唯一参数设定；所述存储器用于存储接收和发送的数据；所述复位信号产生单元在所述能量恢复单元提供的电压低于正常电压时进行复位。加密模块与协议控制电路连接，在用户需要时，模块可以支持系统通过加密模块实现对通信过程和数据的认证和加密，提高射频识别系统的安全性。本实施例的协议控制电路是由状态机和组合
逻辑电路构成，完成以下功能：（1）解码：根据接收的串行数字信号解调出相应的控制命令。（2）标签状态控制：根据当前标签状态和接收到的控制命令按照系统做遵从的协议控制标签转移到下一个状态。（3）存取数据：根据接受到的命令的当前的状态存取存贮器中的数据。（4）返回数据生成：根据接收到的命令控制返回数据的内容。（5）其他：控制加/解密模块的工作，控制时钟频率校准电路的工作。
[0032] 本实施例的返回信号的频率是具有小数精度的离散频率点。其离散频率点之间的倍数关系通过标签内部电路的参数间的倍数关系确定。具体的是根据所述时钟振荡器的电流源设定的相对系数确定。离散频率点的频率值为所述基准频率与相对系数的乘积。
[0033] 时钟振荡器如图3所示，包括电容、回差比较器和至少一个的电流源。电容一端与回差比较器的反向输入端连接，另一端接地。回差比较器的同向输入端连接一个额外的参考电压源（其输出的电压作为参考电压），回差比较器同时控制复位电路用于复位电容两端电压。时钟振荡器的基准频率由其器件参数确确定。每个电流源设定一个相对系数；所述电流源由晶体管构成；至少一个的晶体管的栅极与所述协议控制电路连接，其漏极根据相应的相对系数与所述时钟振荡器的比较器的反向输入端连接。本实施例设晶体管共有8个，可设定8个相对系数。8个晶体管的栅极连接在一起，其成为公共端，与所述协议控制电路连接，8个晶体管的源极共同连接到标签总电源正极。8个晶体管的漏极输出不同的电流并通过多路选择器连接到电容一端。根据读写器发送的命令要求，相应的选择8个晶体管中符合的一个与时钟振荡器的回差比较器的反向输入端连接。8个电流源对应的晶体管之间通过物理尺寸确定了它们之间的输出电流关系。通过与基准频率的乘积，得到频率值，本实施例以读取器要求的64KHz为例，按照要求，选取合适的晶体管，通过多路选择器与回差比较器连接，调制单元发射调制速率为64KHz的返回信号到读写器的收发模块。如果在该反向调制速率及其整数倍谐波频率上存在干扰信号，则可以选择另一个反向调制速率，例如，320×3/7KHz，具体实施中，在常用的返回速率范围内（64KHz～640KHz），选择了分布较均匀，且拥有最少公约数的一组频率最为本发明实施中离散频率点选择的一个优选方案。
[0034] 所述时钟频率校准控制单元包括频率反馈校准电路，在制造时钟振荡器的过程中，由器件的真实参数确定的基准频率与设定的基准频率之间存在一定误差，所以，在标签接收到射频信号的同时，通过接收读写器所发送信号的特定调制速率，比较接收信号和时钟振荡器
输出信号的关系，渐进的微调振荡器的频率，以使振荡器的输出频率同步与读写器至标签的通信速率。
[0035] 本实施例的射频识别装置的标签实现了如下功能：
[0036] （1）返回信号频率是一系列具有小数精度的可选的离散频率点。
[0037] （2）这些离散频率点的倍数关系通过电路结构上的器件参数间的倍数关系唯一确定，不需要采用分频/倍频的方法产生不同的频率。
[0038] （3）片上振荡器的基准频率可以选取较低的值，以降低功耗。
[0039] （4）片上振荡器基准频率可以通过时钟频率校准过程同步于读写器至标签的通信速率，已获得准确的返回速率。
[0040] （5）返回信号频率的选择可通过读写器至标签的通信过程参数直接
指定。
[0041] 最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行
修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的
权利要求范围当中。
