[發明專利]一種具有溫度感知功能的無源超高頻RFID標簽芯片

有效

• 申請號: 201310692338.3
• 申請日: 2013-12-13
• 公開（公告）號: CN103699927A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 文光俊;劉佳欣;謝良波;王耀
• 申請（專利權）人: 電子科技大學;無錫成電科大科技發展有限公司
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077;G01K7/00
• 代理公司: 北京中恒高博知識產權代理有限公司 11249
• 代理人: 姜萬林

技術領域

本發明涉及射頻識別領域，具體地，涉及一種具有溫度感知功能的無源超高頻RFID標簽芯片。

背景技術

射頻識別（Radio?Frequency?Identification，簡稱RFID）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。

隨著RFID技術成熟與RFID標簽成本的下降，逐步呈現一些具有更大的實際應用價值的發展趨勢，其中之一是RFID與溫度傳感器相結合。將溫度傳感與RFID結合起來可以為易腐壞食品、藥品和物流中任何其他對溫度敏感的物品采集溫度信息，也可以為許多醫藥診斷試驗和程序提供及時的數據。而且基于RFID技術的溫度傳感系統在物流中起到了越來越重要的應用。如：冷鏈物流（新鮮食品、葡萄酒等）；疫苗、藥品等環境敏感性物品監測；專用倉庫內重要物資，如糧食、薯類等溫度監測；建筑材料溫度監測；整合其他技術，比如震動、光照和位移傳感器實現對相關目標的監控和大型冷庫溫度監控等；可以實現對運輸、配送過程中溫度發生改變時的預警，并有助于質量事故的責任認定。

現有的具備溫度感知功能的標簽一般有兩種，一種多采用外部熱敏元件實現溫度感知，這種標簽產品一方面材料成本與封裝成本較高，另一方面產品體積較大；另一種基于帶隙基準的原理，采用三極管和電阻實現溫度感知，這種溫度感知電路可以與標簽芯片做在一片硅片上，但是芯片的功耗較大，而且要使用較大面積的電阻，從而增加了芯片的成本。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術中至少存在體積大、功耗大和成功高等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于，針對上述問題，提出一種具有溫度感知功能的無源超高頻RFID標簽芯片，以實現體積小、功耗小和成本低的優點。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種具有溫度感知功能的無源超高頻RFID標簽芯片，包括射頻前端、模擬前端、數字基帶電路和存儲器，以及溫度傳感器；其中：

所述數字基帶電路，用于對接收到的信號解碼并作出響應，同時控制對存儲器的讀寫操作、溫度傳感器的休眠與喚醒，并控制溫度傳感器執行溫度感知操作；

所述存儲器，用于存儲無源超高頻RFID標簽的物品屬性信息、無源超高頻RFID標簽的ID、溫度數據以及用戶寫入數據。

進一步地，所述射頻前端，包括分別與所述數字基帶電路連接的解調電路和調制電路，以及與所述模擬前端連接的整流電路；其中：

所述解調電路，用于從用于讀取無源超高頻RFID標簽信息的閱讀器發出的射頻信號中提取出包絡，處理后傳送給數字基帶進行解碼；

所述調制電路，用于將數字基帶電路返回的無源超高頻RFID標簽數據調制到射頻頻段，并通過射頻天線發送給閱讀器；

所述整流電路，用于將閱讀器發射的射頻波轉化為標簽工作的直流能量，并發送給模擬前端。

進一步地，所述模擬前端，包括與所述整流電路連接的穩壓電路，以及分別與所述穩壓電路和數字基帶電路連接的復位電路和時鐘電路；其中：

所述穩壓電路，用于將整流電路輸出的直流電壓轉化為穩定的直流電壓，為整個芯片的用電部分提供工作電壓；

所述復位電路，用于產生上電復位信號，當無源超高頻RFID標簽上電、且穩壓電路提供的電源電壓穩定后，將復位電平拉高，使數字基帶電路節點信號復位；

所述時鐘電路，用于產生供數字基帶電路工作所需的時鐘信號。

進一步地，所述時鐘電路，具體包括振蕩器。

進一步地，所述溫度傳感器，包括依次連接至所述數字基帶電路的溫度信息采集前端電路和模數轉換器；其中：

所述溫度信息采集前端電路，用于產生一個與溫度成正比的電壓表示當前的環境溫度信息，還產生一個與溫度無關的基準電壓作為模數轉換的基準電壓；

所述模數轉換器，用于將標示溫度信息的電壓信號轉換為數字信號。

進一步地，所述溫度信息采集前端電路，包括PMOS管MP1～MP8，NMOS管MN1～MN16；其中：

所述PMOS管MP1～MP8的源極都連接在一起，并接至溫度信息采集前端電路的電源電壓，該電源電壓由模擬前端中的穩壓電路提供；PMOS管MP1～MP8的柵極都連接在一起，并接至MP2的漏極；PMOS管MP1～MP7的漏極，分別接至NMOS管MN1～MN7的漏極；