[发明专利]UHF频带中操作的无源无线电识别标签的电路和操作电路的方法

说明书

本发明涉及一种在UHF频带中操作的无源无线电识别标签的电路，该电路被配置为与阅读器无线通信，阅读器发送周期性的读取信号，其中读取信号的一个周期包括能量回收阶段和通信阶段。电路包括：控制装置，被配置为在能量回收阶段期间从无线电波累积能量储备、并在通信阶段期间与阅读器通信；接口，用于连接外部模拟传感器。接口包括：电连接件，被配置为连接外部模拟传感器、并对外部模拟传感器供电、并且采集传感器的模拟测量结果；放大器，被配置为放大传感器的模拟测量结果的信号；和模数转换器(ADC)，被配置为使传感器的被放大的模拟测量结果数字化，其中能量回收阶段包括采集阶段，在该采集阶段期间，接口对外部模拟传感器供电，对传感器的测量结果进行采集、放大和数字化。本发明还涉及一种系统和方法。

技术领域

本发明涉及非接触式装置，例如RFID类型的非接触式装置，该非接触式装置包括用于在不需要外部电源的情况下长时间记录事件的传感器。本发明尤其涉及一种用于在UHF频带中操作的无源无线电识别标签的电路，该电路被配置为与阅读器进行无线电通信，该阅读器发送周期性的读取信号，其中，所述读取信号的周期包括能量回收阶段和通信阶段。

背景技术

如从现有技术中已知的，RFID类型(“射频识别”)的电路可以充当无线电标签(或“RFID标签”)，也被称为标记，并且该电路与待监测的对象相关联。该电路包括传感器、或可选地经由接口连接到传感器，该传感器用于测量与该对象相关的至少一些物理参数，例如环境温度、湿度或甚至加速度。

该电路通常呈粘贴在待监测对象上的自粘标签的形式，或者可能呈集成到待监测对象中的芯片的形式。该待监测对象例如是工业设备、商品、产品或活的有机体，通过至少一个被测量的物理参数对该待监测对象进行监测是必要的。

通常，这样的传感器包括存储器模块、天线和电源，所述存储器模块能够存储由测量模块所采集的测量结果，所述天线能够通过电磁信号将这些测量结果发射到询问器，所述电源用于特别地对测量模块供电。

常规地，这样的系统包括阅读器或RFID询问器和附接到或固定到待监测的对象的电路(或标签)(或多个电路)。RFID阅读器通常向RFID电路发送UHF信号，被称为询问信号。使用UHF信号具有以下优点：通信速度快，可以同时与大量的标签进行通信。

常规地，在这些系统中所使用的RFID标签是无源标签，特别地，该RFID标签不包括电池或电力存储装置。这些标签使用阅读器信号的载波中所包含的能量，来将信号的调制版本从阅读器发送到RFID阅读器。询问信号的能量中的至少一些能量被能量收集装置回收，以便对标签的部件供电。无源标签的优势在于它们轻便且便宜、且具有较长的保质期。

例如在文献FR3015729(A1)或由C.Felini等人的“Fully RF Powered UHF-RFIDSensors Platform”，Procedia Engineering 87(2014)1346–1349中描述了一种无源RFID标签。从US20080136619A1、US20130099897A1、US6720866B1、CN104361388A、US9789738B2或US20100231407A1也已知RFID标签。

然而，UHF询问信号和无源标签的组合使用确实具有读取距离短的缺点(尤其是在电路连接到传感器的情况下是这样)，读取距离例如小于20cm，这是因为由无源标签回收的能量是有限的。在这种情况下，使用通过接口连接到电路的外部传感器会消耗大部分的能量，特别是如果该传感器包括离散的电子器件(或数字部件)，该接口是数字接口(例如SPI或I2C)，和/或用于采集来自外部传感器的信号的通道消耗过多的能量。此外，读取时间可能非常长，例如可以持续超过500ms。此外，如果使用数字接口，则包括通过接口来连接的电路和外部传感器的系统可能是大尺寸的。

发明内容