[发明专利]一种改进温度传感器无源射频识别标签能量收集的电路及方法

说明书

本发明涉及半导体集成电路设计技术领域，特别是一种针对于集成有温度传感器的无源射频识别标签芯片改进能量收集的电路，以及改进能量收集的通讯指令方法。本发明由于将读卡器启动温度传感器的指令分为编码调制的指令部分和未编码调制的延长充电时间的射频场部分，并且添加了开关储能电容在电路系统架构中，由传感器的工作模式来启动逻辑信号控制开关储能电容的接入与否，使得集成了高精度温度传感器的无源被动式射频识别标签可以兼顾普通的下行指令应答模式的时间窗口协议的限制，和高精度传感器操作模式的高能量水平需求，这给无源被动式射频识别标签芯片与传感器芯片的集成开启了一条新的可行实施技术。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路设计技术领域，特别是一种针对于集成有温度传感器的无源射频识别标签芯片改进能量收集的电路，以及改进能量收集的通讯指令方法。

背景技术

在当今万物互联的物联网应用领域，无线传感标签将信息感知与测量功能和射频通讯功能结合在一起，以便于实施无线传感网络中的感应节点。比如，在一个仓储厂房或者蔬菜种植大棚的应用场景中，支撑立柱或者建筑钢架结构上装有对环境温度和湿度乃至大气污染程度进行监测的传感器装置，在完成测量与存储的任务之后，以无线局域网(WiFi)的传输或者低功耗广域网(LP-WAN)的通讯方式将数据上传至监控服务器，以获取环境检测数据；再比如，在智能化工业制造领域，成品包装流水线上自动导入的包装成品上附加有含有ID识别号码以及自身重量乃至成品温度的传感器装置，在流水线上通过特定的检测读取设备的时候，会将自身的有关信息通过WiFi、Zigbee或者NB-IoT等通讯手段发送至主机系统设备上，以起到产品计数以及与产品相关匹配信息录入的功能，甚至还起到一定的质量检测与监控的功能；更高级的应用场景出现在移动医疗和远程健康护理的行业中，当被护理的病人将医疗检测传感器从口中摄入或者粘贴在身体上时，病人的血压、脉搏心跳和温度等体征信息被测量并写入传感器中，传感器再以远程GPRS通讯方式或者近距离Zigbee传输等方式将数据上传至诊断或者护理监控中心，以起到对健康状况的实时监控的作用。

毫无疑问地，在上述应用范例中，物联网作为一种革新性的技术突破，使得传感信号以无线传输的方式与监控系统互联，可以极大地降低应用方案的实施成本，比有线连接到传感器上的方式有着更大的应用前景。而作为物联网技术中最基础最底层的射频识别标签(RFID)技术，已广泛应用到社会生活的诸多方面；更进一步的，在13.56MHz这个射频识别频段上衍生出来的近场通讯(NFC)也因为被集成进手机终端而得到更为广泛的推广。在射频识别标签技术中，无源被动式的射频识别标签技术因为可以从周围磁场中感应而转化为电能并供射频识别芯片内部的电路工作，而省去了更换电池的步骤，进一步地降低了应用方案的成本，是广泛实施无线传感网络的首选技术。如果将无源被动式射频识别标签与传感器结合到单芯片中，将会带来诸多方面的技术挑战。