基于EPC CLASS0协议超高频温度传感器无源电子标签

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1、第29卷第1期固体电子学研究与进展v0【．29，No．12009年3月RESEARCH＆PROGRESSOFSSEMar．．2009矿、微传感器《I、、々、基于EPCClass0协议超高频温度传感器无源电子标签沈红伟李力南周玉梅(北京中国科学院微电子研究所，北京，100029)2007—1o-18收稿．2007—12—17收改稿摘要：提出了实现具有温度传感功能的RFID无源标签芯片电路的设计思路，结合900MHz超高频EPCClass0协议，提出电子标签结构及参考电路，包括射频前端接收电路、数字逻辑

2、控制部分、温度传感及量化和存储器四部分组成。采用Chartered0．35bcmCMOS工艺流片、测试。温度量化采用一个低功耗8位逐次逼近模数转化器实现，输出温度量化误差在o～9o‘C范围内为士2℃。芯片测试工作电流2O．7A(不包含存储器)。关键词：射频识别；整流器；温度传感器；逐次逼近型模数转换器中图分类号：TN4文献标识码：A文章编号：i000—3819(2009)O1—147—05AnUHFRFIDPassiveTagwithTemperatureSensorDesignBasedonthe

3、EPCClass0ProtocolSHENHongweiLILinanZHOUYumei(InstituteofMicroelectronicsofChineseAcademyofSciences，Beijing，100029，CHN)Abstract：Apassivetagwithtemperaturesensorin0．35mCMOSprocesshasbeenpre—sented．ThedesignfollowstheEPCClass0protocolandincludestheRFfront

4、—endcircuit，digitallogicalcircuit，temperaturesensorandmemorycircuit．ThedesignisimplementedandtestedbyusingthelibraryofChartered0．35mCMOSprocess．Alow—power8bitsuccessiveapproxima—tionanalogtodigitalconverter(ADC)isusedtoquantizethetemperatureoutput．Thee

5、rrorofthetemperaturequantityoutputis士2℃intherangeofO～9O℃．WithoutROMincluded，thewholecurrentdissipationis2O．7nA．Keywords：RF1D；rectifier；temperaturesensor；SARADCEEACC：1825文中将温度传感器与RFID芯片结合在一起，只占—-很小的空间，其附加成本微乎其微。将温度传感与吾RFID结合起来可以为易腐坏食品、药品和物流中随着RFID(Radio

6、frequencyidentification)超任何其它对温度敏感的物品采集温度信息，也可以高频无线射频识别技术成熟与RFID标签成本的下为许多医药诊断试验和程序提供及时的数据。文献降，RFID与传感器相结合显示出强劲的发展势头。[2—4]发表将温度传感器与RFID结合，但是依旧存÷联系作者：E—mail：shenhw@hed．com．cn148固体电子学研究与进展29卷在需要解决的问题。文献E23芯片功耗太大而无法集磁场中获得能量，再用整流的方法将交流转变为直成到无源芯片中；文献[3]仅设计了前

7、端部分；文献流，以激活芯片电内部路。电路如图2所示，分为整[4]需要2M个时钟周期完成温度量化，不适合快速、流、限压、稳压三部分，其中整流器完成交流到直流多卡识别。的转换，由于标签接受到的能量随标签和阅读器之本文在完全符合超高频EPCClass0协议的基间的距离而变化，整流器输出的直流电压有很大的础上，实现温度传感器与RFID相结合，整个芯片工变化范围。限压电路将电压限制在一定范围内，稳压作电流2O．7A(不包括存储器)，温度误差在0～电路将输出电压稳定在标签的工作电压。90C为±2℃。1系统结构与

8、电路设计无源电子标签依靠天线接收阅读器发射的能量。标签的数据接收和解调部分从接收到的射频脉图2标签电源电压示意图冲中解调出命令和数据，送到控制模块，控制模块根Fig．2Schematicdiagramofthesupplyvoltagegenera—据接收到的指令完成数据存储、发送或其他操作。温tionforthetag度传感器及模数转换器完成温度的传感及量化。标签返回数据的方式是通过控制天线接口的阻抗，由1．1．2解调反调制电路EPCClass0协议规定阅阻抗变化改