無源標籤標誌位電路的製作方法
2023-05-04 14:04:36 1
專利名稱：無源標籤標誌位電路的製作方法
技術領域：
本發明屬於射頻識別技術領域，特別涉及一種支持多閱讀器訪問的無源電子標籤的標誌位電路結構。
背景技術：
射頻識別(RFID, Radio Frequency Identification)技術是利用射頻方式遠距離的通信以達到物品的識別、追蹤、定位和管理等目的。射頻識別技術在工業自動化，商業自動化，交通運輸控制管理，防偽等眾多領域，甚至軍事用途具有廣泛的應用前景，目前已引起了廣泛的關注。利用射頻識別技術製作的電子標籤和閱讀器被廣泛的使用，特別是作為物聯網的節點的電子標籤，可以有效的存儲所附著物品的各種信息並通過與閱讀器的通信傳輸這些信息。特別是在進行商品、貨物盤點時，閱讀器通過防碰撞算法，以實現對商品、貨物短時間內清點及盤存入庫等操作。在射頻識別領域，無源電子標籤通過標籤天線接收來自閱讀器的電磁波能量，給晶片供電。當多閱讀器訪問電子標籤群時，閱讀器按照時分的方法對標籤進行訪問，在閱讀器間隔狀態，閱讀器停止發送電磁波，無源電子標籤沒有能量來源，間歇性斷電。為了防止閱讀器對同一標籤的重複訪問，提高閱讀器對標籤的盤存效率，無源電子標籤標誌位狀態必須在斷電的情況下依舊保持其狀態信息大於保持時間Thtjld(Ttold根據相關標準規定，如IS0/IEC18000-6C標準中規定，通話SI標誌保持時間為500ms 5s，S2、S3及SL標誌的保持時間為大於2s ；IS0/IEC18000-6B標準中規定標誌保持時間大於2s)。因此，當閱讀器掉電後重新啟動讀取標籤時(間隔時間小於Ttold),閱讀器可以根據標籤的標誌位狀態判斷標籤是否已讀。標誌位具有以下特點:1.標誌位有A和B兩種狀態，閱讀器訪問標籤時可以將標籤標誌位設置為A或B狀態；2.當閱讀器停止發送電磁波時，標籤斷電，標籤必須保持其標誌位的當前狀態大
於 Thold ;3.當閱讀器重新啟動讀取標籤時(間隔時間小於Ttold),閱讀器可根據標籤標誌位狀態判斷標籤是否已讀；4.當標籤掉電時間超過其標誌位最大保持時間時,標誌位自動恢復到A狀態。目前標誌位電路普遍採用的信息存儲電路為RAM和ROM。RAM中存儲的信息掉電後即丟失，無法起到掉電保持的作用；而ROM中存儲的信息掉電後會一直保持，無法實現超過保持時間ThaLd後，自動恢 復到A狀態的功能。
發明內容
為了解決現有技術存在的上述問題，本發明提供了一種支持無源電子標籤多閱讀器訪問的標籤標誌位電路結構。在無源電子標籤處於斷電情況時，標籤的標誌位依舊保持其狀態信息時間大於2秒。當閱讀器再次啟動訪問標籤時(間隔時間小於2秒)，閱讀器可以根據標籤標誌位的狀態判斷出標籤是否已經被盤存過。當斷電時間超過標誌位狀態最大保持時間時，標誌位狀態自動恢復到A狀態。 為了實現上述目的，本發明的技術方案是:一種無源標籤標誌位電路，包括標誌位控制信號，標誌位輸入信號，第一開關，第二開關，第一反相器，第二反相器，緩衝器，第一NMOS管，第二 NMOS管，電容；所述標誌位控制信號連接至所述的第一開關和第二開關的控制端用於控制所述第一開關和第二開關；所述標誌位輸入信號連接至第一開關的輸入端，第一開關的輸出端與第一反相器的輸入端相連接，所述第一反相器的輸出端與所述第二反相器輸入端和所述第一 NMOS管的柵極相連接；所述第二反相器輸出端與所述第二 NMOS管漏極和柵極相連接；所述第二 NMOS管源極與所述緩衝器的輸入端和所述第一 NMOS管漏極相連接並通過所述電容藕接到地電位；所述第一 NMOS管源極藕接到地電位；所述第二開關的輸出端與第一反相器的輸入端相連接；所述第二開關的輸入端與所述緩衝器輸出端相連接作為標籤標誌位電路的輸出端。進一步的，所述第一開關具體為NMOS管，其中，所述NMOS管的柵極作為所述第一開關的控制端，所述NMOS管的漏極作為所述第一開關的輸入端，所述NMOS管的源極作為所述第一開關的輸出端。進一步的，所述第二開關具體為PMOS管，其中，所述PMOS管的柵極作為所述第二開關的控制端，所述PMOS管的漏極作為所述第二開關的輸入端，所述PMOS管的源極作為所述第二開關的輸出端。本發明的有益效果:本發明的標誌位電路可實現標誌位掉電保持(掉電時間小於保持時間Thtjld),實現電子標籤在多閱讀器環境的盤存、讀寫，避免閱讀器對同一標籤的重複訪問；該電路在標誌位控制信號S和標誌位輸入信號P保持狀態不變時，標誌位電路沒有從電源到地的電流，並且電路無放大器或比較器，達到無靜態功耗，進而減小電路的功耗，適用於對功耗要求較高的無源電子標籤中，可提高電子標籤識別的靈敏度和讀寫範圍；可採用標準CMOS工藝集成，工藝移植性好。
圖1是本發明的用於超聞頻電子標籤標誌位電路結構不意圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步的說明。本發明實施例提供的用於超高頻電子標籤標誌位電路結構如圖1所示，包括標誌位控制信號S，標誌位輸入信號P，第一開關SN,第二開關SP,反相器G1、G2,緩衝器G3, NMOS管N1、N2，電容C ;標誌位控制信號S連接至第一開關SN和第二開關SP的控制端用於控制第一開關SN和第二開關SP ;標誌位輸入信號P連接至第一開關SN的輸入端,第一開關SN的輸出端與反相器Gl的輸入端相連接，反相器Gl的輸出端與反相器G2輸入端和NMOS管NI的柵極相連接；反相器G2輸出端與NMOS管N2漏極和柵極相連接；NM0S管N2源極與緩衝器G3的輸入端和NMOS管NI漏極相連接並通過電容C藕接到地電位；NM0S管NI源極藕接到地電位；第二開關SP的輸出端與反相器Gl的輸入端相連接，第二開關Gl的輸入端與緩衝器G3輸出端相連接作為標籤標誌位電路的輸出端。作為一個實施例，第一開關SN具體為NMOS管，其中，NMOS管的柵極作為第一開關SN的控制端，NMOS管的漏極作為第一開關SN的輸入端，NMOS管的源極作為第一開關SN的輸出端。作為另外一個實施例，第二開關SP具體為PMOS管，其中，PMOS管的柵極作為第二開關SP的控制端，PMOS管的漏極作為第二開關SP的輸入端，PMOS管的源極作為第二開關SP的輸出端。這裡，標誌位控制信號S控制兩個極性相反的第一開關SN和第二開關SP ;標籤上電後，標誌位控制信號S由標籤數字邏輯設置為』 1』，標誌位輸入信號P由標籤數字邏輯設置為』 O』或』 I』，標誌位電路輸出信號out與標誌位輸入信號P相同；標籤上電後，標誌位控制信號S由標籤數字邏輯設置為』 O』，標誌位輸入信號P由標籤數字邏輯設置為』 O』或』 I』，標誌位電路輸出信號OUt不受標誌位輸入信號P影響，保持其原狀態不變；當標籤斷電或上電復位後，標誌位控制信號S和標誌位輸入信號P均為』 O』 ；標籤斷電時,第一 NMOS管和第二 NMOS均截止，緩衝器輸入端無洩流通路，防止存儲在電容C上的電容瀉放到地；標籤斷電再重新上電後，標誌位控制信號S為』 O』，第二開關導通，第一開關關斷，電容上的電壓通過緩衝器、第二開關、第一反相器、第二反相器和第二 NMOS管組成的鎖存環路後，可使標誌位電路輸出信號保持為上一次掉電前的狀態。標籤斷電後再重新上電(間隔時間小於保持時間Ttold),標誌位控制信號S=『0』，標誌位輸入信號P= 『0』，第一開關SN關閉，阻斷了標誌位輸入信號P與標誌位電路輸出的信號通路，避免標籤上電時，標誌位輸入信號P對標誌位電路的保持信息產生影響；第二開關SP導通，電容上的電壓Vnet4通過緩衝器、第二開關、第一反相器、第二反相器、第二匪OS管鎖存環路後，保持上一次掉電前的狀態。標籤上電後，標籤數字邏輯設定標誌位控制信號S= 『I』、標誌位輸入信號P= 『I』時，Vnetl=』 I』，Vnet2=，O』，Vnet3=，I』，Vnet4=』 I』，Vout=，I，;當電源突然掉電時，控制信號 S=，O』，輸入信號 P=，0，，Vnetl=，0』，Vnet2=』 0』，Vnet3=』 O，，第一 NMOS 管、第二 NMOS管、第一開關均截止，Vnet4保持高電平，Vout=』O』 ；當再次上電時，控制信號S= 『0』，輸入信號P= 『0』，第一開關關斷，第二開關導通，Vnet4通過緩衝器、第二開關、第一反相器、第二反相器、第二 NMOS 管組成的鎖存環路後，Vout=』 I』，Vnetl=』 I，，Vnet2=』 0』，Vnet3=』 I，，保持了上一次掉電前的狀態。標籤上電後，數字邏輯設定標誌位控制信號S= 『I』、標誌位輸入信號P= 『0』時，Vnetl=，O』，Vnet2=，I』，Vnet3=，O』，Vnet4=，O』，Vout=，0，;當電源突然掉電時，控制信號 S=，O，，輸入信號 P=，0，，Vnetl=，0，，Vnet2=，0，，Vnet3=，0，，Vnet4=，0，，Vout=，0，；當再次上電時，控制信號S= 『0』，輸入信號P= 『0』，第一開關關斷，第二開關導通，Vnet4通過緩衝器、第二開關、第一反相器、第二反相器、第二 NMOS管組成的鎖存環路後，Vout=』 0』，Vnetl=』 O，，Vnet2=』 l』，Vnet3=』 0，，保持了上一次掉電前的狀態。標籤上電後，標籤數字邏輯設定標誌位控制信號S= 『I』、標誌位輸入信號P= 『I』時,Vnetl=』 l，，Vnet2=，0，，Vnet3=，l，，Vnet4=，I，，Vout=，I』；當電源突然掉電時,控制信號 S=』0』，輸入信號 P=，0，，Vnetl=，0，，Vnet2=，0，，Vnet3=，0，，第一 NMOS 管、第二 NMOS 管、第一開關均截止，Vnet4保持高電平，Vout=』 O』；當再次上電時，控制信號S= 『0』，輸入信號P= 『O』，第一開關關斷，第二開關導通，Vnet4通過緩衝器、第二開關、第一反相器、第二反相器、第二 NMOS 管組成的鎖存環路後，Vout=』 I，，Vnetl=』 I，，Vnet2=』 O』，Vnet3=』 I，，保持了上一次掉電前的狀態；當標籤掉電再次上電後，如上所述，Vout=』 1』，若標籤數字邏輯設定標誌位控制信號S= 『I』、標誌位輸入信號P= 『0』時，第一開關導通，Vnetl=』0』，Vnet2=』l』，第一 NMOS管導通，電容通過第一 NMOS管快速放電，即Vnet4=』 O』，使輸出Vout=』 O』。標籤上電後，標籤數字邏輯設定標誌位控制信號S= 『0』時，第一開關關斷，第二開關導通，輸入信號P不會對標誌位電路輸出Vout產生影響；Vout通過緩衝器、第二開關、第一反相器、第二反相器、第二 NMOS管組成的鎖存環路後，保持上一次掉電前的狀態信息。當閱讀器再次啟動讀取標籤時(間隔時間小於保持時間Ttold),標籤可以保持上次標誌位的狀態信息，閱讀器可以根據標籤標誌位的狀態判斷出標籤是否已讀，因此避免了同一標籤被同一閱讀器重複讀取。當閱讀器再次啟動讀取標籤時(間隔時間大於保持時間Ttold),結點net3電壓自動為零，經過緩衝器、第二開關、第一反相器、第二反相器、第二 NMOS管組成的鎖存環路後，輸出Vout始終為『O』。本發明所公開的一種用於無源電子標籤標誌位保持電路，電路結構簡單，功耗低，可集成於的無源電子標籤晶片中，提高電子標籤的靈敏度和讀寫距離。採用該電路實現的電子標籤，可以保持其上一次掉電前的標誌位狀態信息，閱讀器可根據標籤的狀態位的狀態判斷出標籤是否已讀，因此避免了同一標籤的重複讀取。本領域的普通技術人員將會意識到，這裡所述的實施例是為了幫助讀者理解本發明的原理，應被理解為本發明的保護範圍並不局限於這樣的特別陳述和實施例。本領域的普通技術人員可以根據本發明公開的這些技術啟示做出各種不脫離本發明實質的其它各種具體變形和組合，這些變形和組合仍然在本發明的保護範圍內。
權利要求
1.一種無源標籤標誌位電路，包括標誌位控制信號，標誌位輸入信號，第一開關，第二開關，第一反相器，第二反相器，緩衝器，第一 NMOS管，第二 NMOS管，電容；所述標誌位控制信號連接至所述的第一開關和第二開關的控制端用於控制所述第一開關和第二開關；所述標誌位輸入信號連接至第一開關的輸入端，第一開關的輸出端與第一反相器的輸入端相連接，所述第一反相器的輸出端與所述第二反相器輸入端和所述第一 NMOS管的柵極相連接；所述第二反相器輸出端與所述第二 NMOS管漏極和柵極相連接；所述第二 NMOS管源極與所述緩衝器的輸入端和所述第一 NMOS管漏極相連接並通過所述電容藕接到地電位；所述第一匪OS管源極藕接到地電位；所述第二開關的輸出端與第一反相器的輸入端相連接；所述第二開關的輸入端與所述緩衝器輸出端相連接作為標籤標誌位電路的輸出端。
2.根據權利要求1所述的無源標籤標誌位電路，其特徵在於，所述第一開關具體為NMOS管，其中，所述NMOS管的柵極作為所述第一開關的控制端，所述NMOS管的漏極作為所述第一開關的輸入端，所述NMOS管的源極作為所述第一開關的輸出端。
3.根據權利要求1或2所述的無源標籤標誌位電路，其特徵在於，所述第二開關具體為PMOS管，其中，所述PMOS管的柵極作為所述第二開關的控制端，所述PMOS管的漏極作為所述第二開關的輸入端，所述PMOS管的源極作為所述第二開關的輸出端。
全文摘要
本發明公開了一種無源標籤標誌位電路，具體包括標誌位控制信號，標誌位輸入信號，第一開關，第二開關，第一反相器，第二反相器，緩衝器，第一NMOS管，第二NMOS管，電容。本發明的標誌位電路可實現標誌位掉電保持，實現電子標籤在多閱讀器環境的盤存、讀寫，避免閱讀器對同一標籤的重複訪問；該電路在標誌位控制信號S和標誌位輸入信號P保持狀態不變時，標誌位電路沒有從電源到地的電流，並且電路無放大器或比較器，達到無靜態功耗，進而減小電路的功耗，適用於對功耗要求較高的無源電子標籤中。
文檔編號G06K7/00GK103116735SQ20131008834
公開日2013年5月22日 申請日期2013年3月19日 優先權日2013年3月19日
發明者謝良波, 文光俊, 劉佳欣, 王耀 申請人:電子科技大學