CN105809231A - 多频多用途电子标签及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多频多用途电子标签及其使用方法，所述电子标签包括处理器和多个射频前端，所述处理器与所述多个射频前端连接，并且所述多个射频前端之间通过所述处理器进行信息交互；所述方法由一个射频前端读取外部射频读写器的射频数据并通过处理器接收该射频数据；另一外部射频读写器向另一射频前端发出数据读取命令，处理器将该射频数据进行数据传输协议转换，并且由另一射频前端将该射频数据发送到另一外部射频读写器。本发明能在不同频率的RFID系统上使用，还能被带NFC功能的手机读取，其结构简单，并且能在不同频率的RFID系统之间实现互联互通。

Description

多频多用途电子标签及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种多频多用途电子标签及其使用方法。

背景技术

电子标签即RFID标签，是一种非接触式的自动识别技术，其广泛应用于物流、零售、医疗、交通运输、食品等多个行业，以及身份识别、产品防伪、资产管理等多个领域。通常电子标签由耦合元件及芯片组成，电子标签与阅读器之间通过耦合元件实现信号的无接触耦合，在耦合通道内，根据时序关系，实现能量的传递和数据交换。目前常用电子标签数据传输采用的载波频率一般为125KHZ、134.2KHZ、13.56MHZ以及2.4GHZ等，并且每个电子标签只对应一个载波频率，不同载波频率的标签不可互换，因此限制了电子标签的多样化应用。

比如，目前低频门禁系统卡片仍然有很多是采用125KHz频率（低频），支持的卡片协议有HIDProximity、EM、Indala、AWID、Keri、CasiRusco等等；其中HIDProximity每年在北美地区就有近5000万张的使用量，EM每年在全球有近2亿张的使用量；在中国国内的酒店门锁、桑拿柜锁等领域大部分仍然用的是125KHZ频率（低频）的卡片。在动物识别领域，全球现有ISO标准是ISO11784/785规范，这个规范使用的频率是134.2KHz（低频），每年全球有大约上亿片符合这个标准的动物识别标签在使用。

另一方面，目前的大部分智能手机都带有NFC功能，可以方便的读取公交卡、银行卡等信息，而NFC使用的频段就是13.56MHZ（高频），因此对13.56MHZ的电子标签，如果能利用NFC设备读取，则能大大方便用户的使用。

而低频的门禁电子标签和动物识别电子标签就没有这么方便了，必须要使用专用的手持读卡设备或其他专用设备，这就大大降低了低频电子标签使用的灵活性和方便性。例如某个使用低频电子标签的动物丢失，必须要找专门的机构和用专用的读卡器才能对动物做出识别。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种多频多用途电子标签及其使用方法，以增强电子标签使用的灵活性和方便性。

为解决上述技术问题，本发明多频多用途电子标签包括处理器和多个射频前端，所述处理器与所述多个射频前端连接，并且所述多个射频前端之间通过所述处理器进行信息交互。

进一步，所述处理器包括控制器和存储器，所述控制器连接所述多个射频前端和存储器，并且控制器根据来自每个射频前端的射频命令或数据，从所述存储器中读取信息或将所述数据写入所述存储器。

进一步，所述多个射频前端至少包括第一射频前端和第二射频前端，所述存储器至少包括第一信息存储单元和第二信息存储单元，所述第一信息存储单元存储来自所述第一射频前端的数据，所述第二信息存储单元存储来自所述第二射频前端的数据。

进一步，所述控制器包括逻辑处理模块和内存管理模块；所述逻辑处理模块连接所述多个射频前端，以接收来自每个射频前端的射频命令和数据；所述内存管理模块连接所述逻辑处理模块和所述存储器，以根据所述射频命令从所述存储器中读取信息或将所述数据写入所述存储器。

进一步，所述逻辑处理模块至少包括相互串接的第一射频收发控制电路和第一射频协议处理电路、相互串接的第二射频收发控制电路和第二射频协议处理电路以及高低频协议命令解析电路，所述第一射频收发控制电路连接所述第一射频前端，所述第二射频收发控制电路连接所述第二射频前端，所述第一射频协议处理电路和所述第二射频协议处理电路的另一端连接所述高低频协议命令解析电路；所述内存管理模块包括相互串接的命令/地址解析电路和读写控制电路，所述命令/地址解析电路与所述高低频协议命令解析电路连接，所述读写控制电路与所述存储器连接。

进一步，本标签还包括协议转换器，所述协议转换器与所述射频前端连接，所述协议转换器在所述射频前端与外部射频读写器之间进行数据传输和协议转换。

进一步，所述射频前端的数据传输载波频率为13.56MHZ、125KHZ、134.2KHZ、900MHZ或2.4GHZ。

本发明同时提供一种多频多用途电子标签的使用方法，其包括如下步骤：

提供多频多用途电子标签，所述标签包括处理器和至少两个射频前端，所述至少两个射频前端分别为第一射频前端和第二射频前端；

将外部第一射频读写器与所述第一射频前端感应连接，使第一射频前端接收来自第一射频读写器的第一射频数据；

使所述处理器接收所述第一射频数据；

将外部第二射频读写器与所述第二射频前端感应连接，并使第二射频读写器向第二射频前端发出数据读取命令，要求读取第一射频数据；

使所述处理器将所述第一射频数据转换为符合第二射频数据传输协议；

使所述处理器将符合第二射频协议的第一射频数据通过第二射频前端发送到第二射频读写器。

进一步，所述处理器包括控制器和存储器，所述第一射频数据经控制器存入所述存储器，并由所述控制器将所述第一射频数据转换为符合第二射频数据传输协议。

进一步，所述控制器通过所述逻辑处理模块对数据进行协议转换，并通过内存管理模块将数据写入存储器或从存储器中读出；

所述逻辑处理模块通过第一射频收发控制电路接收来自第一射频前端的数据，并经第一射频协议处理电路和高低频协议命令解析电路后，通过内存管理模块的命令/地址解析电路和读写控制电路写入存储器；所述第一射频前端的数据由内存管理模块从存储器中被读取出来，接着经高低频协议命令解析电路传送给第二射频协议处理电路，由第二射频协议处理电路转换为符合第二射频数据传输协议，最后由第二射频收发控制电路传送到第二射频前端；

所述高低频协议命令解析电路对接收到的命令进行判断，以判定是要向存储器写入数据还是要从存储器中读取出数据，并进一步通过内存管理模块的命令/地址解析电路确定数据要写入的地址或被读取的数据所在的地址，最后由读写控制电路控制数据写入或读取。

由于本发明多频多用途电子标签及其使用方法采用了上述技术方案，即所述电子标签包括处理器和多个射频前端，处理器与多个射频前端连接，并且多个射频前端之间通过处理器进行信息交互；所述方法由一个射频前端读取外部射频读写器的射频数据并通过处理器接收该射频数据，另一外部射频读写器向另一射频前端发出数据读取命令，处理器将该射频数据进行数据传输协议转换，并且由另一射频前端将该射频数据发送到另一外部射频读写器，因此，本发明能在不同频率的RFID系统上使用，既能在低频RFID系统使用又能在高频RFID系统使用，也能在超高频RFID系统上使用，还能被带NFC功能的手机读取，其结构简单，并且能在不同载波频率的RFID系统之间实现互联互通。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明：

图1为本发明多频多用途电子标签的原理框图；

图2为本电子标签中协议转换器的连接示意图；

图3为本电子标签使用方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明多频多用途电子标签包括处理器8和多个射频前端，处理器8与所述多个射频前端连接，并且所述多个射频前端之间通过所述处理器8进行信息交互。

射频前端的数量至少有两个，包括如图1所示的第一射频前端1和第二射频前端2。射频前端的载波频率为13.56MHZ、125KHZ、134.2KHZ、900MHZ或2.4GHZ。一般而言，第一射频前端1和第二射频前端2相应的载波频率不同，第一射频前端1和第二射频前端2可以是由以下常用载波频率的射频前端所组成的组合：13.56MHZ、125KHZ、134.2KHZ、900MHZ或2.4GHZ。当然，第一射频前端1和第二射频前端2的载波频率也可以是其他频率。当第一射频前端1或第二射频前端2的载波频率是13.56MHZ时，本发明电子标签便具有了NFC接口功能，从而能与NFC设备进行近场通讯。

处理器8包括控制器81和存储器5，控制器8连接多个射频前端并根据来自每个射频前端的射频命令或数据，从存储器5中读取信息或将所述数据写入存储器5。存储器5至少包括第一信息存储单元51第二信息存储单元52，所述第一信息存储单元51存储来自所述第一射频前端1的数据，所述第二信息存储单元52存储来自所述第二射频前端2的数据。存储器5可以设置为包括多个信息存储单元，并可以进一步设置为使每个射频前端对应设置有一个信息存储单元，从而使来自不同射频前端的数据分别存储在不同的信息存储单元中。

来自射频前端的命令可以是第一射频前端1要求将接收到的数据写入第一信息存储单元51，也可以是第一射频前端1要求从第一信息存储单元51读取数据，还可以是第一射频前端1要求从第二信息存储单元52读取数据等。类似的，来自射频前端的命令也可以是第二射频前端2要求将接收到的数据写入第二信息存储单元52，也可以是第二射频前端2要求从第二信息存储单元52读取数据，还可以是第二射频前端2要求从第一信息存储单元51读取数据等。

来自射频前端的数据可以是标签的ID号、标签的密码信息、标签的持有者的信息等。标签的ID号就是标签的识别号，每个标签有唯一的ID号。标签的密码信息是指标签的存储器本身有密码保护功能：例如，如果把标签设置成加密模式并且输入密码之后，则读卡器要读取存储器里的数据，就必须输入密码，如果密码错误或者没有输入密码，就无法读取标签里的数据。加密模式有两种：（1）读密码和写密码都设置，即读和写都需要密码，读密码和写密码可以设置为相同和不同；（2）只设置写密码，即读取数据时不需要输入密码，但写入数据时要输入。加密模式只有在RTF（ReaderTalkFirst；阅读器首先唤醒）下才有，就是读头要向标签发送命令，比如读头向标签发送读标签密码的命令，标签就把密码发给读头，读头经过校对，确认密码正确，那就开始进入下一级流程，例如读取指定扇区的内容。标签持有者的信息，例如标签持有者的手机号等信息。

控制器81可以设置为包括逻辑处理模块3和内存管理模块4。逻辑处理模块3连接上述的多个射频前端，以接收来自每个射频前端的射频命令和数据；内存管理模块4连接逻辑处理模块3和存储器5，以根据所述射频命令从存储器5中读取信息或将所述数据写入存储器5；逻辑处理模块3至少包括相互串接的第一射频收发控制电路31和第一射频协议处理电路33、相互串接的第二射频收发控制电路32和第二射频协议处理电路34以及高低频协议命令解析电路35，所述第一射频收发控制电路31连接所述第一射频前端1，所述第二射频收发控制电路32连接所述第二射频前端2，所述第一射频协议处理电路33和所述第二射频协议处理电路34的另一端连接高低频协议命令解析电路35；内存管理模块4包括相互串接的命令/地址解析电路41和读写控制电路42，所述命令/地址解析电路41与所述高低频协议命令解析电路35连接，所述读写控制电路42与所述存储器5连接。

所述读写控制电路42与所述第一信息存储单元51和第二信息存储单元52连接并且控制所述第一信息存储单元51和第二信息存储单元52的读写操作。

上述“连接”均为“双向连接”，表示相互连接的组件之间均可以进行双向通讯。

上述实施例中，当第一射频前端1是13.56MHZ的NFC射频前端、第二射频前端2是125KHZ或134.2KHZ的低频射频前端时，如果第一射频读写器6和第二射频读写器7分别是13.56MHZ的读写设备和125KHZ或134.2KHZ的低频读写设备，则标签工作过程是：NFC射频前端和低频射频前端通过所述逻辑处理模块3和内存管理模块4进行信息交互，所述逻辑处理模块3将来自NFC射频前端和低频射频前端的信息处理并传递给所述内存管理模块4，由所述内存管理模块4将要写入的信息写入所述存储器5内或从所述存储器5内读出要读取的信息。

当第一射频读写器6或第二射频读写器7是超高频读写器，例如2.4GHZ的读写器时，本发明可以利用协议转换器在射频前端与相应读写器之间进行数据传输和协议转换，如图2所示，本发明还可以包括协议转换器9。在本发明一实施例中，所述协议转换器9与所述第一射频前端1连接以兼容第一射频前端1与外部第一射频读写器6之间的数据传输格式，进而使数据在第一射频前端1与外部第一射频读写器6之间传输。

虽然图2所示的仅是第一射频前端1与第一射频读写器6之间设置有协议转换器，但显而易见的是，第二射频前端2与第二射频读写器7之间也可以设置有协议转换器，以满足数据传输格式的要求。当然，本发明的射频前端与其对应的读写器之间都可以设置协议转换器，以进行数据传输和协议转换。所以，当外部射频读写器的频率或协议与本申请的一个射频前端相同时，可以直接从标签中读取数据，当外部射频读写器的频率或协议在标签中没有对应的射频前端时，可以借助协议转换器读取标签中的数据。

如图3所示，上述多频多用途电子标签的使用方法包括如下步骤：

提供多频多用途电子标签，所述标签包括处理器8和至少两个射频前端，所述至少两个射频前端分别为第一射频前端1和第二射频前端2；

将外部第一射频读写器6与所述第一射频前端1感应连接，使第一射频前端1接收来自第一射频读写器6的第一射频数据；

使所述处理器8接收所述第一射频数据；

将外部第二射频读写器7与所述第二射频前端2感应连接，并使第二射频读写器7向第二射频前端2发出数据读取命令，要求读取第一射频数据；

使所述处理器8将所述第一射频数据转换为符合第二射频数据传输协议；

使所述处理器8将符合第二射频协议的第一射频数据通过第二射频前端2发送到第二射频读写器7。

优选的，所述处理器8包括控制器81和存储器5，所述第一射频数据经控制器81存入所述存储器5，并由所述控制器81将所述第一射频数据转换为符合第二射频数据传输协议。

优选的，所述控制器81通过所述逻辑处理模块3对数据进行协议转换，并通过内存管理模块4将数据写入存储器5或从存储器5中读出；

所述逻辑处理模块3通过第一射频收发控制电路31接收来自第一射频前端1的数据，并经第一射频协议处理电路33和高低频协议命令解析电路35后，通过内存管理模块4的命令/地址解析电路41和读写控制电路42写入存储器5；所述第一射频前端1的数据由内存管理模块4从存储器5中被读取出来，接着经高低频协议命令解析电路35传送给第二射频协议处理电路34，由第二射频协议处理电路34转换为符合第二射频数据传输协议，最后由第二射频收发控制电路32传送到第二射频前端2；

所述高低频协议命令解析电路35对接收到的命令进行判断，以判定是要向存储器5写入数据还是要从存储器5中读取出数据，并进一步通过内存管理模块4的命令/地址解析电路41确定数据要写入的地址或被读取的数据所在的地址，最后由读写控制电路42控制数据写入或读取。

虽然上述方法仅陈述来自第一射频前端1的数据能从第二射频前端2被读取，但这仅是为了精简陈述，来自第二射频前端2的数据也能从第一射频前端1被读取，过程与上述步骤相似。

当第一射频前端1是NFC高频射频前端、第二射频前端2是125KHZ或134.2KHZ的低频射频前端，第一射频读写器6和第二射频读写器7分别是13.56MHZ的NFC读写设备和125KHZ或134.2KHZ的低频读写设备时，本标签使用方法如下：

步骤一、NFC读写设备6和/或低频读写设备7分别通过无线感应方式连接NFC射频前端1和/或低频射频前端2，并且发出读写操作指令；

步骤二、低频读写设备7用作读头将读取指令通过低频射频前端2传递给逻辑处理模块3，逻辑处理模块3将指令处理后传递给内存管理模块4，由内存管理模块4从存储器5的第一信息存储单元51或第二信息存储单元52调取相应信息并且传输给低频读写设备7；

步骤三、低频读写设备7用作写头将写入指令和要写入信息通过低频射频前端2传递给逻辑处理模块3，逻辑处理模块3将指令和信息处理后传递给内存管理模块4，由内存管理模块4将信息写入存储器5的第二信息存储单元52；

步骤四、NFC读写设备6用作读头将读取指令通过NFC射频前端1传递给逻辑处理模块3，逻辑处理模块3将指令处理后传递给内存管理模块4，由内存管理模块4从存储器5的高频信息存储单元51或低频信息存储单元52调取相应信息并且传输给NFC读写设备6；

步骤五、NFC读写设备6用作写头将写入指令和要写入信息通过NFC射频前端1传递给逻辑处理模块3，逻辑处理模块3将指令和信息处理后传递给内存管理模块4，由内存管理模块4将信息写入存储器5的高频信息存储单元51。

进一步，逻辑处理模块3中第一射频收发控制电路31用于控制NFC射频前端1是从逻辑处理模块3接收信息还是向逻辑处理模块3发送信息；第二射频收发控制电路32用于控制低频射频前端2是从逻辑处理模块3接收信息还是向逻辑处理模块3发送信息；第一射频协议处理电路33对来自第一射频收发控制电路31或高低频协议命令解析电路35的数据和命令进行解码或编码处理；第二射频协议处理电路34对来自第二射频收发控制电路32或高低频协议命令解析电路35的数据和命令进行解码或编码处理；高低频协议命令解析电路35用于判断是要从存储器5读取数据还是要向存储器5写入数据，如果是读取数据，进一步判断被读取的数据是要送入NFC读写设备6还是要送入低频读写设备7。

进一步，内存管理模块4中命令/地址解析电路41用于判断是要向存储器5写入数据还是读取数据，并进一步确定数据要写入的地址或被读取的数据所在的地址；读写控制电路42用于控制数据写入或读取。

本发明多频多用途电子标签可设置为具有NFC接口和低频接口，可分别对13.56MHZ（高频）和125KHZ、134.2KHZ（低频）产生谐振，应用于高频RFID系统或低频RFID系统，并且NFC接口能与NFC设备通讯，例如具有NFC功能的手机，使得一张标签可在多个频段的系统上互用互通，互相进行数据交换，大大方便用户，增加这些领域的系统互联互通性能。

本发明电子标签设置为具有NFC接口和低频接口时，能通过NFC接口与NFC设备进行信息交互，例如电子标签内的信息能通过NFC接口被读取到NFC读写设备内，也能通过NFC接口将NFC读写设备内的信息写入电子标签内。同样低频读卡设备能读取电子标签内的低频或高频信息，也能将低频信息写入电子标签。因此无论是NFC部分和低频部分都可以独立工作，比如用NFC读写设备可以独立直接读写NFC信息；而低频读写设备也可以独立直接读写低频信息。也就是说，本电子标签在现有的低频系统和高频系统中都可以被直接兼容。

因此，本发明电子标签可以直接取代现有的低频标签和高频标签，并在现有低频系统和高频系统中被直接使用；同时采用NFC读写设备可以桥接读取到电子标签的低频数据，用低频读写设备也可以桥接读取到电子标签的高频数据(或者NFC数据)，从而可以让具有NFC功能的智能手机也能支持读取125KHz/134.2KHz低频卡片（或标签），同时也可以让现有的125KHz/134.2KHz卡片（或标签）具有更完善的读取设备配套，并能更大范围地扩展NFC智能手机的应用领域，使拥有NFC智能手机的用户都能在现实生活中感受到RFID技术带来的进步。

另一方面，超高频电子标签的读卡器一直处于比较尴尬的境地，其总量不大但价格很贵，无法象NFC智能手机一样普及，利用本发明多频多用途电子标签，并将标签设置为同时具有NFC射频端和超高频射频前端，便可以采用NFC智能手机直接代替高频读卡设备，具有极大的便利性和经济性。

当然，以上仅是本发明的具体应用范例，对本发明的保护范围不构成任何限制。除上述实施例外，本发明还可以有其它实施方式，凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种多频多用途电子标签，其特征在于：包括处理器和多个射频前端，所述处理器与所述多个射频前端连接，并且所述多个射频前端之间通过所述处理器进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的多频多用途电子标签，其特征在于：所述处理器包括控制器和存储器，所述控制器连接所述多个射频前端和存储器，并且控制器根据来自每个射频前端的射频命令或数据，从所述存储器中读取信息或将所述数据写入所述存储器。

3.根据权利要求2所述的多频多用途电子标签，其特征在于：所述多个射频前端至少包括第一射频前端和第二射频前端，所述存储器至少包括第一信息存储单元和第二信息存储单元，所述第一信息存储单元存储来自所述第一射频前端的数据，所述第二信息存储单元存储来自所述第二射频前端的数据。

4.根据权利要求3所述的多频多用途电子标签，其特征在于：所述控制器包括逻辑处理模块和内存管理模块；所述逻辑处理模块连接所述多个射频前端，以接收来自每个射频前端的射频命令和数据；所述内存管理模块连接所述逻辑处理模块和所述存储器，以根据所述射频命令从所述存储器中读取信息或将所述数据写入所述存储器。

5.根据权利要求4所述的多频多用途电子标签，其特征在于：所述逻辑处理模块至少包括相互串接的第一射频收发控制电路和第一射频协议处理电路、相互串接的第二射频收发控制电路和第二射频协议处理电路以及高低频协议命令解析电路，所述第一射频收发控制电路连接所述第一射频前端，所述第二射频收发控制电路连接所述第二射频前端，所述第一射频协议处理电路和所述第二射频协议处理电路的另一端连接所述高低频协议命令解析电路；所述内存管理模块包括相互串接的命令/地址解析电路和读写控制电路，所述命令/地址解析电路与所述高低频协议命令解析电路连接，所述读写控制电路与所述存储器连接。

6.根据权利要求1所述的多频多用途电子标签，其特征在于：本标签还包括协议转换器，所述协议转换器与所述射频前端连接，所述协议转换器用于在所述射频前端与外部射频读写器之间进行数据传输和协议转换。

7.根据权利要求1至6任一项所述的多频多用途电子标签，其特征在于：所述射频前端的载波频率为13.56MHZ、125KHZ、134.2KHZ、900MHZ或2.4GHZ。

8.一种多频多用途电子标签的使用方法，其特征在于，所述使用方法包括如下步骤：

提供多频多用途电子标签，所述标签包括处理器和至少两个射频前端，所述至少两个射频前端分别为第一射频前端和第二射频前端；

将外部第一射频读写器与所述第一射频前端感应连接，使第一射频前端接收来自第一射频读写器的第一射频数据；

使所述处理器接收所述第一射频数据；

将外部第二射频读写器与所述第二射频前端感应连接，并使第二射频读写器向第二射频前端发出数据读取命令，要求读取第一射频数据；

使所述处理器将所述第一射频数据转换为符合第二射频数据传输协议；

使所述处理器将符合第二射频协议的第一射频数据通过第二射频前端发送到第二射频读写器。

9.根据权利要求8所述的多频多用途电子标签的使用方法，其特征在于：所述处理器包括控制器和存储器，所述第一射频数据经控制器存入所述存储器，并由所述控制器将所述第一射频数据转换为符合第二射频数据传输协议。

10.根据权利要求9所述的多频多用途电子标签的使用方法，其特征在于：所述控制器通过所述逻辑处理模块对数据进行协议转换，并通过内存管理模块将数据写入存储器或从存储器中读出；

所述逻辑处理模块通过第一射频收发控制电路接收来自第一射频前端的数据，并经第一射频协议处理电路和高低频协议命令解析电路后，通过内存管理模块的命令/地址解析电路和读写控制电路写入存储器；所述第一射频前端的数据由内存管理模块从存储器中被读取出来，接着经高低频协议命令解析电路传送给第二射频协议处理电路，由第二射频协议处理电路转换为符合第二射频数据传输协议，最后由第二射频收发控制电路传送到第二射频前端；

所述高低频协议命令解析电路对接收到的命令进行判断，以判定是要向存储器写入数据还是要从存储器中读取出数据，并进一步通过内存管理模块的命令/地址解析电路确定数据要写入的地址或被读取的数据所在的地址，最后由读写控制电路控制数据写入或读取。