一种温湿度感知式无源超高频RFID标签装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种温湿度感知式无源超高频RFID标签装置，包括依次连接的射频前端、模拟前端、数字基带电路和存储器，以及分别与所述数字基带电路连接的LED显示屏和温湿度传感器。本实用新型专利技术所述温湿度感知式无源超高频RFID标签装置，可以克服现有技术中体积大、功耗大和成功高等缺陷，以实现体积小、功耗小和成本低的优点。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种温湿度感知式无源超高频RFID标签装置，包括依次连接的射频前端、模拟前端、数字基带电路和存储器，以及分别与所述数字基带电路连接的LED显示屏和温湿度传感器。本技术所述温湿度感知式无源超高频RFID标签装置，可以克服现有技术中体积大、功耗大和成功高等缺陷，以实现体积小、功耗小和成本低的优点。【专利说明】
本技术涉及射频识别领域，具体地，涉及一种温湿度感知式无源超高频RFID 标签装置。 一种温湿度感知式无源超高频RFID标签装置
技术介绍
射频识别（Radio Frequency Identification,简称RFID)技术是利用射频方式远距 离的通信以达到物品的识别、追踪、定位和管理等目的。射频识别技术在工业自动化，商业 自动化，交通运输控制管理，防伪等众多领域，甚至军事用途具有广泛的应用前景，目前已 引起了广泛的关注。 随着RFID技术成熟与RFID标签成本的下降，逐步呈现一些具有更大的实际应用 价值的发展趋势，其中之一是RFID与温湿度传感器相结合。将温度传感与RFID结合起来 可以为易腐坏食品、药品和物流中任何其他对温度敏感的物品采集温度信息，也可以为许 多医药诊断试验和程序提供及时的数据。而且基于RFID技术的温度传感系统在物流中起 到了越来越重要的应用。如：冷链物流(新鲜食品、葡萄酒等);疫苗、药品等环境敏感性物品 监测；专用仓库内重要物资，如粮食、薯类等温度监测；建筑材料温度监测；整合其他技术， 比如震动、光照和位移传感器实现对相关目标的监控和大型冷库温度监控等；可以实现对 运输、配送过程中温度发生改变时的预警，并有助于质量事故的责任认定。 现有的具备温度感知功能的标签一般有两种，一种多采用外部热敏元件实现温度 感知，这种标签产品一方面材料成本与封装成本较高，另一方面产品体积较大；另一种基 于带隙基准的原理，采用三极管和电阻实现温度感知，这种温度感知电路可以与标签芯片 做在一片硅片上，但是芯片的功耗较大，而且要使用较大面积的电阻，从而增加了芯片的成 本。 在实现本技术的过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在体积大、功耗大和 成功高等缺陷。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对上述问题，提出一种温湿度感知式无源超高频RFID 标签装置，以实现体积小、功耗小和成本低的优点。 为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种温湿度感知式无源超高频 RFID标签装置，包括依次连接的射频前端、模拟前端、数字基带电路和存储器，以及分别与 所述数字基带电路连接的LED显示屏和温湿度传感器；其中： 所述数字基带电路，用于对接收到的信号解码并作出响应，同时控制对存储器的 读写操作、温湿度传感器的休眠与唤醒，并控制温湿度传感器执行温度感知操作； 所述存储器，用于存储无源超高频RFID标签的物品属性信息、无源超高频RFID标 签的ID、温度数据以及用户写入数据。LED显示屏，可以用于显示数字基带电路的处理结 果，使用户清楚得到数字基带电路的处理结果。 进一步地，所述射频前端，包括分别与所述数字基带电路连接的解调电路和调制 电路，以及与所述模拟前端连接的整流电路；其中： 所述解调电路，用于从用于读取无源超高频RFID标签信息的阅读器发出的射频 信号中提取出包络，处理后传送给数字基带进行解码； 所述调制电路，用于将数字基带电路返回的无源超高频RFID标签数据调制到射 频频段，并通过射频天线发送给阅读器； 所述整流电路，用于将阅读器发射的射频波转化为标签工作的直流能量，并发送 给模拟前端。 进一步地，所述模拟前端，包括与所述整流电路连接的稳压电路，以及分别与所述 稳压电路和数字基带电路连接的复位电路和时钟电路；其中： 所述稳压电路，用于将整流电路输出的直流电压转化为稳定的直流电压，为整个 芯片的用电部分提供工作电压； 所述复位电路，用于产生上电复位信号，当无源超高频RFID标签上电、且稳压电 路提供的电源电压稳定后，将复位电平拉高，使数字基带电路节点信号复位； 所述时钟电路，用于产生供数字基带电路工作所需的时钟信号。 进一步地，所述时钟电路，具体包括振荡器。 进一步地，所述温湿度传感器，包括依次连接至所述数字基带电路的温湿度采集 电路、信号滤波器和模数转换器；其中： 所述温湿度采集电路，用于产生一个与温度成正比的电压表示当前的环境温度信 息，还产生一个与温度无关的基准电压作为模数转换的基准电压； 所述模数转换器，用于将标示温度信息的电压信号转换为数字信号。 进一步地，所述温湿度采集电路，包括PM0S管MP1~MP8, NM0S管MN1~MN16 ;其中： 所述PM0S管MP1~MP8的源极都连接在一起，并接至温湿度采集电路的电源电压， 该电源电压由模拟前端中的稳压电路提供；PM0S管MP1~MP8的栅极都连接在一起，并接至 MP2的漏极；PM0S管MP1?MP7的漏极，分别接至NM0S管MN1?MN7的漏极； 所述NM0S管MN1的栅极和漏极相连，并与NM0S管MN2的栅极连接在一起；NM0S管 MN8的栅极和漏极相连并与NM0S管MN9的栅极连接在一起；NM0S管MN1和NM0S管MN2的 源极，分别和NM0S管MN8和NM0S管MN9的漏极相连；NM0S管MN9的源极和NM0S管MN15的 漏极相连，NM0S管丽:ΓΜΝ7各自的栅极和它们的漏极相连，并分别与NM0S管丽ΚΓΜΝ14的 栅极相连；NM0S管ΜΝ3?ΜΝ7的源极，分别与NM0S管ΜΝΚΓΜΝ14的漏极相连；NM0S管MN11的 源极接至NM0S管MN10的漏极，NM0S管MN12的源极接至NM0S管MN11的漏极并与NM0S管 丽16的源极相连；NM0S管丽16的栅极和漏极连接在一起，并与NM0S管MN8的漏极和NM0S 管丽15的栅极相连，作为温湿度采集电路输出的基准电压VREF ; 所述NM0S管MN13的源极与NM0S管MN12的漏极相连，NM0S管MN14的源极与NM0S 管丽12的漏极相连；NM0S管丽14的漏极，作为温湿度采集电路输出的温度成正比的电压 VPTAT，NM0S 管 MN8、NM0S 管 MN15、NM0S 管 MN10 的源极连接至地。 进一步地，所述PM0S管MP1-MP7构成的电流镜，将基准电流镜像到其他各个支路。 进一步地，所述射频前端、模拟前端、数字基带电路、存储器和温湿度传感器）基于 相同的集成电路工艺，并集成在同一片娃片上。 本技术各实施例的温湿度感知式无源超高频RFID标签装置，由于包括依次 连接的射频前端、模拟前端、数字基带电路和存储器，以及分别与数字基带电路连接的LED 显示屏和温湿度传感器；可以基于CMOS集成电路工艺实现温湿度传感器，将传统的电子标 签芯片与温湿度传感器结合起来，在一片硅片上实现温度感知功能和射频识别功能；从而 可以克服现有技术中体积大、功耗大和成功高的缺陷，以实现体积小、功耗小和成本低的优 点。 本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书 中变得显而易见本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种温湿度感知式无源超高频RFID标签装置，其特征在于，包括依次连接的射频前端、模拟前端、数字基带电路和存储器，以及分别与所述数字基带电路连接的LED显示屏和温湿度传感器；其中：所述数字基带电路，用于对接收到的信号解码并作出响应，同时控制对存储器的读写操作、温湿度传感器的休眠与唤醒，并控制温湿度传感器执行温度感知操作；所述存储器，用于存储无源超高频RFID标签的物品属性信息、无源超高频RFID标签的ID、温度数据以及用户写入数据；所述温湿度传感器，包括依次连接至所述数字基带电路的温湿度采集电路、信号滤波器和模数转换器；其中：所述温湿度采集电路，用于产生一个与温度成正比的电压表示当前的环境温度信息，还产生一个与温度无关的基准电压作为模数转换的基准电压；所述模数转换器，用于将标示温度信息的电压信号转换为数字信号；所述温湿度采集电路，包括PMOS管MP1~MP8，NMOS管MN1~MN16；其中：所述PMOS管MP1~MP8的源极都连接在一起，并接至温湿度采集电路的电源电压，该电源电压由模拟前端中的稳压电路提供；PMOS管MP1~MP8的栅极都连接在一起，并接至MP2的漏极；PMOS管MP1~MP7的漏极，分别接至NMOS管MN1~MN7的漏极；所述NMOS管MN1的栅极和漏极相连，并与NMOS管MN2的栅极连接在一起；NMOS管MN8的栅极和漏极相连并与NMOS管MN9的栅极连接在一起；NMOS管MN1和NMOS管MN2的源极，分别和NMOS管MN8和NMOS管MN9的漏极相连；NMOS管MN9的源极和NMOS管MN15的漏极相连，NMOS管MN3~MN7各自的栅极和它们的漏极相连，并分别与NMOS管MN10~MN14的栅极相连；NMOS管MN3~MN7的源极，分别与NMOS管MN10~MN14的漏极相连；NMOS管MN11的源极接至NMOS管MN10的漏极，NMOS管MN12的源极接至NMOS管MN11的漏极并与NMOS管MN16的源极相连；NMOS管MN16的栅极和漏极连接在一起，并与NMOS管MN8的漏极和NMOS管MN15的栅极相连，作为温湿度采集电路输出的基准电压VREF；所述NMOS管MN13的源极与NMOS管MN12的漏极相连，NMOS管MN14的源极与NMOS管MN12的漏极相连；NMOS管MN14的漏极，作为温湿度采集电路输出的温度成正比的电压VPTAT，NMOS管MN8、NMOS管MN15、NMOS管MN10的源极连接至地。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴越，吴少智，宗雪婷，
申请(专利权)人：无锡成电科大科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32