一种无线可编程电子标签的制作方法

本发明属于铁路车辆识别技术领域，具体涉及一种无线可编程电子标签。

背景技术：

随着铁路运输的迅速发展，需要对铁路车辆进行自动识别。目前，大多采用铁路车号自动识别系统对铁路车辆进行跟踪、识别。铁路车号自动识别系统包括安装在车辆上的电子标签和地面识别设备，地面识别设备通过读取电子标签中的信息对运行的列车车辆信息进行识别。电子标签安装在车辆上之后仍需要对其进行编程。现有的电子标签都是采用接触式编程方式，每次编程时都必须从列车底部取出电子标签并利用专用编程器对其进行编程。然而，电子标签并不是任何时候都方便取出进行编程的，而且接触式编程方式会出现编程数据不可靠的问题，接触探针使用次数过多也会出现老化或接触不良现象。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种无线可编程电子标签。

本发明所采用的技术方案为：一种无线可编程电子标签包括壳体以及设置在所述壳体中的编程单元和标签信息发送单元，所述编程单元包括电池、第一微控制器、第一存储器和第一天线，所述电池为所述第一微控制器和第一存储器供电，所述第一天线与第一存储器连接，所述第一存储器与第一微控制器连接；所述标签信息发送单元包括第二天线、匹配电路、检波与整流电路、虚拟电源、第二微控制器、第二存储器、反射调制电路和时钟电路，所述第二天线、匹配电路、检波与整流电路以及虚拟电源依次连接，所述虚拟电源为所述第二微控制器和第二存储器供电，所述第二微控制器和反射调制电路均与所述第二存储器连接，所述反射调制电路通过所述匹配电路与所述第二天线连接，所述时钟电路与第二微控制器连接；所述第一微控制器与第二存储器连接。

进一步地，所述电池采用CR2032纽扣电池。

进一步地，所述第一存储器采用型号为MB89R112的双接口存储芯片，所述第一微控制器采用型号为MSP430FR5856的芯片。

进一步地，所述第一存储器采用型号为MB89R112的双接口存储芯片，所述第一微控制器采用型号为MSP430FR5856的芯片。

进一步地，所述第一天线的工作频率为13.56MHz，所述第二天线的工作频率为902MHz～928MHz。

进一步地，所述时钟电路采用型号为LTC6906的时钟芯片，其输出频率设置为80KHz。

进一步地，所述第二微控制器采用型号为EM6580的芯片，所述第二存储器采用型号为25AA040A的EEPROM。

进一步地，所述虚拟电源包括型号为BZX84-C3V9的稳压二极管和储能电容，所述储能电容的一端与稳压二极管的正极连接，其另一端与稳压二极管的负极连接；所述稳压二极管的正极接地，其负极与VCC连接。

进一步地，所述壳体包括底盖和顶盖，所述顶盖设置在所述底盖的顶端，所述底盖内部形成一空腔，所述编程单元和标签信息发送单元设置在所述空腔中。

更进一步地，所述底盖采用梯形台结构，所述顶盖采用长方形结构。

由于采用以上技术方案，本发明的有益效果为：本发明通过设置第一和第二微控制器、第一和第二存储器以及第一和第二天线，利用第一天线接收编程信息，并将编程信息存储在第一存储器中，同时唤醒第一微控制器，由第一微控制器对第二存储器进行编程；利用第二天线接收外部射频能量并发送标签信息，本发明基于非接触式编程方式，通过无线的方式和通用的标准协议进行数据的写入，因此本发明能够克服现有电子便签需要进行接触式编程的缺点，进一步避免接触探针因使用次数过多而出现老化或接触不良的问题通过设置。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一实施例提供的一种无线可编程电子标签的原理图；

图2是本发明一实施例提供的一种无线可编程电子标签中第二存储器与虚拟电源和反射调制电路的电路原理图；

图3本发明一实施例提供的一种无线可编程电子标签的外部结构示意图。

图中1-编程单元；11-电池；12-第一微控制器；13-第一存储器；14-第一天线；2-标签信息发送单元；21-第二天线；22-匹配电路；23-检波与整流电路；24-虚拟电源；25-第二微控制器；26-第二存储器；27-反射调制电路；28-时钟电路；31-底盖；32-顶盖。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种无线可编程电子标签，其包括壳体以及设置在壳体中的编程单元1和标签信息发送单元2。其中，编程单元1包括电池11、第一微控制器12、第一存储器13和第一天线14，电池11为第一微控制器12和第一存储器13供电，第一天线14与第一存储器13连接，第一存储器13与第一微控制器12连接。标签信息发送单元2包括第二天线21、匹配电路22、检波与整流电路23、虚拟电源24、第二微控制器25、第二存储器26、反射调制电路27和时钟电路28。第二天线21、匹配电路22、检波与整流电路23以及虚拟电源24依次连接，虚拟电源24为第二微控制器25和第二存储器26供电，第二微控制器25和反射调制电路27均与第二存储器26连接，反射调制电路27通过匹配电路22与第二天线21连接，时钟电路28与第二微控制器25连接。第一微控制器12与第二存储器26连接。

上述实施例中，编程单元1需要独立的供电电源，电池11采用通用的CR2032纽扣电池，其标称容量可达240mAh。第一存储器13采用型号为MB89R112的双接口存储芯片。第一微控制器12采用型号为MSP430FR5856的芯片。双接口存储芯片MB89R112的工作电流为97μA/2MHz，平时不工作处于关断情况下电流只有0.01uA；芯片MSP430FR5856的工作电流约为100μA/MHz，平时处于休眠状态下电流只有0.4μA。由于编程过程需要的时间很短，大部分时间这两种芯片都处于低功耗模式。假设编程时间为1s，编程频率为10次/年，其余都工作在低功耗模式，该纽扣电池CR2032可用周期至少为10年，符合电子标签的生命周期。

上述实施例中，第一天线14的工作频率为13.56MHz，第二天线21的工作频率为902MHz～928MHz。

上述实施例中，时钟电路采用型号为LTC6906的时钟芯片，其输出频率设置为80KHz，其工作电流为12uA/100Hz。

上述实施例中，第二微控制器25采用型号为EM6580的芯片，其工作电流为5.8uA。第二存储器26采用型号为25AA040A的EEPROM。

上述实施例中，如图2所示，虚拟电源24包括型号为BZX84-C3V9的稳压二极管和47nF的储能电容。稳压二极管的正极(即引脚1)和引脚2接地，其负极(即引脚3)连接VCC。储能电容的一端与稳压二极管的正极连接，其另一端与稳压二极管的负极连接。

上述实施例中，如图3所示，本发明无线可编程电子标签的壳体包括底盖31和顶盖32，底盖31采用梯形台结构，顶盖32采用长方形结构，顶盖32设置在底盖31的顶端，底盖31内部形成一空腔，编程单元1和标签信息发送单元2设置在空腔中。

对本发明无线可编程电子标签进行无线编程时，基于ISO/IEC 15693通用标准，外部专用读写器通过第一天线14对第一存储器13进行读写，第一存储器13唤醒第一微控制器12；第一存储器13通过串行数据接口SPI与第一微控制器12进行数据交互。当对第一存储器13写入数据完毕时，第一微控制器12通过串行数据接口SPI读取第一存储器13中的数据。读取完毕后，第一微控制器12对读取的数据进行解密，并对解密后的数据进行判断。如果判断数据有效，则第一微控制器12对第二存储器26进行写操作；否则，第一微控制器12读取第二存储器26中的标签信息，并对标签信息进行加密后通过串行数据接口SPI写入第一存储器13中。写操作完毕后，编程单元1中的第一微控制器12和第一存储器13重新进入休眠状态。

第二天线21接收地面识别设备发射的射频能量，射频能量依次通过匹配电路22、检波与整流电路23和虚拟电源24后转变为能够使第二微控制器25和第二存储器26工作的电压信号。虚拟电源24能够提供100uA左右的电流，供标签信息发送单元2工作。第二微控制器25利用时钟电路输出的80KHz的频率驱动第二存储器26将标签信息发送给反射调制电路27，反射调制电路27将接收到的标签信息进行调制后通过第二天线21发送出去。

本发明无线可编程电子标签通过设置第一微控制器12、第二微控制器25、第一存储器13、第二存储器26、第一天线14以及第二天线21，利用第一天线14接收编程信息，并将编程信息存储在第一存储器13中，同时唤醒第一微控制器12，由第一微控制器12对第二存储器26进行编程；利用第二天线21接收外部射频能量并发送标签信息。本发明基于非接触式编程方式，通过无线的方式和通用的标准协议进行数据的写入，因此本发明能够克服现有电子便签需要进行接触式编程的缺点，进一步避免接触探针因使用次数过多而出现老化或接触不良的问题。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。