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1、一种低功耗有源标签的设计与实现摇张安然一种低功耗有源标签的设计与实现DesignandImplementationoftheActiveTagwithLowPowerConsumption张安然(中煤科工集团重庆研究院有限公司,重庆摇400037)摘摇要:为了满足低功耗、低成本、远距离无线传输的要求,提出了一种有源射频识别(RFID)标签结构。通过软硬件的设计,解决了无源标签识别距离短、数据传输不稳定的问题。硬件电路采用STC10L16XE芯片作为控制芯片,射频部分采用低成本、低功耗的CC2500芯片。测试结果表明,该标签结构具有抗干扰性好、功耗低、可靠性高、扩展方便等优点,具有一定的实
2、用价值。关键词:射频通信摇有源标签摇CC2500摇STC10L16XE摇低功耗摇嵌入式中图分类号:TN919摇摇摇摇文献标志码:AAbstract:Inaccordancewiththerequirementsoflowpowerconsumption,lowcostsandlongdistancewirelesstransmission,theactiveRFIDtagstructureisproposed.Throughsoftwareandhardwaredesign,thedemeritsofpassivetagidentification,e.g.,shortdistancea
3、ndunstabletransmissionareovercome.Inthedesign,thehardwarecircuitryiscomposedofSTC10L16XEasthecontrolchip,andthelowpowerconsumptionandlowcostchipCC2500astheradiofrequencysection.Thetestresultsshowthatthetagstructurefeaturesmanyadvantages,suchasgoodanti鄄interferencecapability,lowpowerconsumption,hi
4、ghreliabilityandeaseextensibility,etc.,soitpossessescertainpracticalvalues.Keywords:RFID摇Activetag摇CC2500摇STC10L16XE摇Lowpowerconsumption摇Embedded统提供3.3V电源。0摇引言[1]射频识别技术(radiofrequencyidentification,RFID)是近年迅速发展起来的一种非接触式的自动识别技术,它利用射频在空间耦合的方式实现非接触式图1摇电子标签结构框图信息传递。RFID技术的标签具有耐高温、识别距离Fig.1摇Structureo
5、ftheelectronictag远、多卡识别、防水、防磁、容量大、抗干扰能力强等优1.2摇芯片选型点,被广泛应用于身份识别、物流管理、工业生产、交通1.2.1摇微处理器芯片运输、动物识别和图书馆等领域。本文采用超低功耗[2-3]STC10L16XE是一款针对高速通信和强干扰的STC10L16XE单片机和CC2500射频芯片,设计了一场合的8位微型计算机,与工业标准MCS鄄51指令集和种具有读取距离远、可靠性高、成本低、功耗低等特点引脚结构兼容,STC10L16XE速度比普通的51单片机的集收发一体的有源电子标签结构。快8~12倍。STC10L16XE具有以下功能:16kBFlash1摇
6、系统框架和芯片选型存储器、2个16位可编程定时器/计数器、128BRAM、40个I/O引脚、5路外部中断口、1.8~3.6V的工作电1.1摇系统框架压。该芯片满足系统的设计要求。本文设计的有源标签主要由射频前端、微控制器、1.2.2摇无线射频收发芯片存储器和电源模块组成,其结构如图1所示。射频前针对有源标签设计的功耗问题,一般有以下两种端负责对收发信号进行调制解调;微控制器用于配置途径实现低功耗设计的要求:一种是选择低功耗的元射频芯片寄存器,使其正常工作,同时实现读取接收信器件,另一种是利用科学的软件实现。息和写入发送信息,完成标签间的通信;EEPROM存本文从这两个方面入手,首先选用C
7、C2500超低储器用于存储射频标签相关信息;电源模块为整个系[3-6]功耗射频芯片,当速率为250kbit/s时,CC2500芯片接收的电流消耗仅为13.3mA,与业界同类芯片相修改稿收到日期:2014-02-19。比功耗相对很低;然后合理使用该芯片的4种主要状作者张安然(1980-),男,2003年毕业于重庆大学信息与计算科学专业,获学士学位,工程师;主要从事嵌入式、物联网方向的研究。态,即TX、RX、Idle、Sleep。当CC
