[發明專利]嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片

有效

• 申請號: 201410289331.1
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104156757B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 趙犁;粱錦和;崔志英;阿明·貝爾馬克;王波;徐旻;劉健
• 申請（專利權）人: 趙犁
• 主分類號: G06K19/077
• 分類號: G06K19/077;G01K7/00
• 代理公司: 杭州華鼎知識產權代理事務所(普通合伙)33217
• 代理人: 胡根良

技術領域

本發明涉及RFID技術，具體的說，是涉及一種嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片。

背景技術

射頻識別技術(RFID)是利用射頻信號實現的一種非接觸式自動識別技術，它利用射頻方式進行非接觸式雙向通信，從而達到對目標對象的自動識別和相關數據采集。EPC?C1G2協議采用的超高頻(UHF)標簽是指工作頻率在860MHz到960MHz的RFID標簽，具有可讀寫距離長、閱讀速度快、作用范圍廣等優點。

隨著物聯網技術的迅速發展，將物品標識技術和傳感技術相集成的應用正變得越來越重要。因此，具有環境感知功能的RFID標簽代表了物聯網技術發展的趨勢。在未來物聯網技術的應用環境下，大多數系統動輒需要以百萬計的感知識別節點，感知識別節點的高成本、高能耗和大體積成為物聯網快速發展的瓶頸。因此，對智能標簽低成本、低能耗，小體積的需求呼之欲出。

同時含有溫度傳感器的RFID標簽擁有巨大的潛在市場，尤其是監視易腐爛實物，醫療保健產品后勤及供應鏈管理。然而，現有的嵌入溫度傳感器的RFID標簽溫度感知的分辨率和誤差值不符合人體測試及其他對溫度測試精準度較高領域的標準及需求。

發明內容

本發明的目的在于在實現無源超高頻RFID標簽功能的基礎上，將溫度傳感器嵌入式的集成到RFID標簽上，通過對嵌入溫度傳感器的無源超高頻RFID標簽芯片的低功耗處理以提高溫度RFID標簽芯片的讀寫距離，同時將所嵌入的溫度傳感器進行高精準度和低誤差的處理以得到更穩定和準確的溫度測量值，提供更可靠的溫度數據。

為了解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的：嵌入溫度傳感器的無源超高頻超低功耗RFID標簽芯片，包括電源管理模塊，調制解調模塊，時鐘產生模塊，數字基帶模塊，溫度傳感器模塊及存儲器，其特征在于：所述溫度傳感器模塊包括帶隙基準電路，時域比較電路和數模轉換電路；帶隙基準電路連接于時域比較電路，時域比較電路連接于數模轉換電路，帶隙基準電路用于感知溫度，所述帶隙基準電路包括自啟動電路，帶隙基準核心電路及電流輸出電路，所述溫度傳感器模塊供電電壓由電源管理模塊提供，帶隙基準電路供電電壓的上電和斷開由數字基帶模塊通過開關S1進行控制。

優選的，帶隙基準電路所述自啟動電路由2個PMOS管M₁、M₂及4個NMOS管M₃-M₆組成，其中M₂的漏端與M₃的漏端相連，M₂的柵極連接到節點1，M₃～M₆依次以二極管接法作為電阻串聯，M₁的柵極連接于M₂和M₃之間；M₁的漏極連接于供電電壓，M₁的源極連接于帶隙基準核心電路中的節點2。

優選的，所述帶隙基準核心電路由NPN型三極管Q1和Q2，電阻R_PT和R_CT，及PMOS管M_A1～M_A5及NMOS管M_A6組成。Q1與Q2的基極相連，Q2的集電極連接到地，BJT三極管基極-集電極電壓V_BE具有負溫度系數，因此通過電阻R_CT產生負溫度系數電流I_CT。Q1與Q2的NPN個數比例為8：1，因為Q1與Q2工作在不等的電流密度下，因此二者的基極-發射極電壓差ΔV_BE與絕對溫度成正比，電阻R_PT連接于Q1集電極和地之前，產生正溫度系數電流I_PT。M_A1和M_A2，M_A3和M_A4構成重疊式電流鏡，將正溫度系數電流I_PT以電流鏡的方式提供給電流輸出電路，M_A5的源極連與Q1與Q2基極相連，柵極連于Q2的集電極，漏極與M_A6的漏極相連，M_A6以電流鏡的方式將負溫度系數電流I_CT復制導出給電流輸出電路。