CN203966171U - 用于智能电表的rfid标签 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于智能电表的RFID标签，包括芯片单元和天线单元，所述芯片单元为RFID芯片，所述天线单元包括第一天线和第二天线，所述第一天线和第二天线均与芯片单元相连，第一天线和第二天线利用两个完全独立的差分输入形成全方位天线的双天线差分端口。本实用新型具有结构简单紧凑、操作简便、可靠性好等优点。
Description
技术领域
本实用新型主要涉及到计量设备领域，特指一种适用于智能电表的RFID标签。
背景技术
智能电表是智能电网的智能终端，除了具备传统电能表基本用电量的计量功能以外，为了适应智能电网和新能源的使用，它还具有双向多种费率计量功能、用户端控制功能、多种数据传输模式的双向数据通信功能、防窃电功能等智能化的功能，智能电表代表着未来节能型智能电网最终用户智能化终端的发展方向。
目前，智能电表以IC卡电表为主，用户持IC卡到供电部门交款购电，供电部门用售电管理机将购电量写入IC卡中，用户持IC卡在感应区刷非接触式IC卡（简称刷卡，下同），即可合闸供电，供电后将卡拿走。当表内剩余电量等于报警电量时，拉闸断电报警（或蜂鸣器报警），此时用户在感应区刷卡即可恢复供电；当剩余电量为零时，自动拉闸断电，用户必须再次持卡交费购电，才可以恢复用电。但是，对于电网管理部门及电网运营机构而言，这种IC卡电表在管理上仍旧存在一些不便，尤其是对大数量的用户进行有效管理时，通过人工进行连接、读写及控制等作业均存在效率不高的问题。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种结构简单紧凑、操作简便、可靠性好的用于智能电表的RFID标签。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于智能电表的RFID标签，包括芯片单元和天线单元，所述芯片单元为RFID芯片，所述天线单元包括第一天线和第二天线，所述第一天线和第二天线均与芯片单元相连，第一天线和第二天线利用两个完全独立的差分输入形成全方位天线的双天线差分端口。
作为本实用新型的进一步改进：所述第一天线和第二天线中的任意一个端口都具有与单端口标签相同的阻抗参数，共轭匹配阻抗为11 + j143 Ω。
作为本实用新型的进一步改进：所述RFID标签贴于智能电表铭牌塑料盖内侧。
作为本实用新型的进一步改进：所述芯片单元包括模拟前端组件和数字控制部分，模拟前端组件包括电源管理模块、调制解调及振荡器，数字控制部分包括标签控制器和非易失性存储器。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
1、采用本实用新型的电子标签后，可靠性更高。卡与读写器之间无机械接触，避免了由于接触读写而产生的各种故障。
2、采用本实用新型的电子标签后，无裸露的芯片，无须担心芯片脱落，静电击穿，弯曲损坏等问题。
3、采用本实用新型的电子标签后，操作方便、快捷。由于非接触通信，读写器在较小的范围内就可以对卡片操作，所以不必像IC卡那样进行插拔工作非接触卡使用时没有方向性，卡片可以任意方向掠过读写器表面，可大大提高每次使用的速度。
4、采用本实用新型的电子标签后，可以有效防止冲突，能防止卡片之间出现数据干扰。
附图说明
图1是本实用新型的结构框架原理示意图。
图2是本实用新型的结构示意图。
图例说明：
1、芯片单元；2、天线单元；201、第一天线；202、第二天线。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
由于常规的RFID标签均被应用于外界环境中，如在空气和纸质界质中均可以获得较好的读写性能，但是如果安装于智能电表的内部，RFID标签的共振频率就会发生较大偏移，从而提高了RFID标签的背散射功率，从而大大降低了RFID标签的读写性能。这是因为智能电表的塑胶名牌和名牌下方的塑胶和金属部件所产生的较大影响。而RFID标签的芯片在特定频段下的共轭阻抗是固定的，由于智能电表上塑胶和金属材料的影响，电表标签的天线在特定频段的阻抗与芯片的阻抗会发生失谐，从而大大影响标签的读写性能，最终造成RFID标签在使用过程中发生频率漂移，造成读取距离短，群读数量少等问题。
如图1和图2所示，本实用新型的用于智能电表的RFID标签，包括芯片单元1和天线单元2，该天线单元2采用双天线差分端口形成全方位天线设计，每一个天线端口均包括与单端口标签相同的阻抗参数；即天线单元2包括第一天线201和第二天线202，第一天线201和第二天线202均与芯片单元1相连。
全方位天线设计对于智能电表计量的使用要求十分重要，能够极大地提高单次标签读取的数量。与芯片单元1之间的所有交互（包括生成内部功率、空中接口、协商序列和命令执行）都是通过它的两个差分天线端口完成的。这种双天线端口实现了天线设计的多样性，因此有助于最大限度地降低标签对方位的敏感性。
本实施例中，芯片单元1可以根据实际需要采用Impinj公司的Monza4 芯片，Monza 4 标签芯片采用了独一无二的体系结构。
本实施例中，天线单元2可以根据实际需要采用True3D 天线技术，利用两个完全独立的差分输入可实现全方位天线设计，从而防止因方向而产生的读取失效或盲点。
本实施例中，芯片单元1工作于双端口模式，可在这种模式下端口独立运作，因此双端口标签的每一个端口都具有与单端口标签相同的阻抗参数，共轭匹配阻抗为11 + j143 Ω，则天线的设计的阻抗在特定频段（如中国标准）下配合电表的塑胶界质，达到或接近共轭匹配阻抗。
本实施例中，本实用新型的RFID标签贴于电表铭牌塑料盖内侧。
本实施例中，芯片单元1包括模拟前端组件和数字控制部分，模拟前端组件包括电源管理模块、调制解调及振荡器，数字控制部分包括标签控制器和非易失性存储器。
工作时，将本实用新型的RFID标签放入RFID打印机进行打印和预编码，打印编码完毕后，将RFID标签贴于电表铭牌塑料盖内侧，就可以同时对多个互感器进行识别。在进行识别时，阅读器通过发射天线发送特定频率的射频信号，当RFID标签进入有效工作区域时产生感应电流，从而获得能量，RFID标签被激活，使得RFID标签将自身编码信息通过内置射频天线发射出去；阅读器的接收天线接收到从RFID标签发出来的调制信号，经天线调节器传送到阅读器信号处理模块，经解调和解码后将有效信息送至后台***，***根据***工作的流程产生相应的操作。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。
Claims (4)
1.一种用于智能电表的RFID标签，其特征在于，包括芯片单元（1）和天线单元（2），所述芯片单元（1）为RFID芯片，所述天线单元（2）包括第一天线（201）和第二天线（202），所述第一天线（201）和第二天线（202）均与芯片单元（1）相连，第一天线（201）和第二天线（202）利用两个完全独立的差分输入形成全方位天线的双天线差分端口。
2.根据权利要求1所述的用于智能电表的RFID标签，其特征在于，所述第一天线（201）和第二天线（202）中的任意一个端口都具有与单端口标签相同的阻抗参数，共轭匹配阻抗为11 + j143 Ω。
3.根据权利要求1或2所述的用于智能电表的RFID标签，其特征在于，所述RFID标签贴于智能电表铭牌塑料盖内侧。
4.根据权利要求1或2所述的用于智能电表的RFID标签，其特征在于，所述芯片单元（1）包括模拟前端组件和数字控制部分，模拟前端组件包括电源管理模块、调制解调及振荡器，数字控制部分包括标签控制器和非易失性存储器。
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