超高频射频识别技术论文-闫国玉,王佳

超高频射频识别技术论文-闫国玉,王佳

导读:本文包含了超高频射频识别技术论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:射频识别,空中接口协议,信息安全,数据加密

超高频射频识别技术论文文献综述

闫国玉,王佳[1](2017)在《无源超高频射频识别安全技术进展与挑战》一文中研究指出文章介绍了近年来国内外在无源超高频RFID空中接口协议标准和标签芯片设计技术等方面的进展和安全标签的应用情况,详细介绍了国际和国内相关空中接口协议标准中有关读写器和标签之间认证与安全通信的命令和协议,并进行了比较分析。最后,文章还讨论了应用具有较高安全能力的无源超高频标签,给密钥管理、读写器管理和PKI等方面带来的新挑战。(本文来源于《第32次全国计算机安全学术交流会论文集》期刊2017-10-12)

谢良波[2](2016)在《内置温度传感器超高频射频识别标签芯片关键技术研究》一文中研究指出射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术通过无线通信方式实现目标对象的非接触自动识别,是物联网四大核心支撑技术之一。超高频(Ultra-High Frequency, UHF) RFID系统具有识别距离远、速度快、多目标移动识别、标签成本低等优势,已广泛应用于智能物流、交通、防伪追溯等物联网系统。物联网技术应用需求的增长,对具有信息感知、识别等功能的网络节点提出了低成本、低功耗、高精度、长寿命、远距离智能信息采集与处理等要求,促使将高精度温度传感器集成在超高频RFID标签芯片之中实现低功耗无线温度感知-射频识别一体化标签芯片的概念诞生。在UHF RFID标签芯片上集成高精度温度传感器,额外增加的电路所占芯片面积很小,其附加的成本微乎其微,既能保持UHF RFID标签芯片极低功耗、低成本、高灵敏度、微型化等优点,又具有较高精度的温度感知功能,在食药品仓储、冷链物流、电网温度监测等领域应用前景广阔。本论文以此为背景,在对ISO/IEC 18000-6C UHF RFID标准分析和低功耗设计技术归纳总结的基础上,深入研究了无源UHF RFID标签芯片中的低功耗射频/模拟/数字电路设计技术、低功耗温度传感器设计技术、温度感知-识别协调工作机理等关键技术,应用0.18μm CMOS工艺,设计出内置温度传感器的无源UHF RFID标签芯片。论文的主要研究内容和贡献如下:1.对无源UHF RFID标签芯片中的电压基准电路、反向散射链路频率(BLF)产生电路和数字基带电路等关键技术进行了研究。提出了一种低功耗CMOS电压基准电路,采用工艺补偿技术解决了CMOS电压基准电路精度受工艺偏差影响的问题。针对ISO/IEC 18000-6C标准对BLF的精度要求,对BLF产生技术进行了研究,提出了两种BLF产生电路:一种是宽时钟频率容限的BLF产生电路,其采用的工艺和温度补偿时钟电路和BLF分频系数修正算法,在产生满足标准规定的BLF的同时,提高了时钟频率稳定性;一种是动态校正BLF产生电路,采用动态时钟校准技术和BLF校正技术分别提高数字基带解码时的时钟精度和返回数据时的BLF精度。并对低功耗数字基带处理器架构进行了研究,根据标签芯片的工作时段对数字基带模块进行合理划分,并结合时钟管理、门控时钟等低功耗设计技术,实现了数字基带在不同工作阶段功耗的平衡分布,有效降低芯片的峰值功耗。2.对低功耗温度传感器及传感器接口关键技术进行了研究。提出了一种基于逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)的温度传感器。该温度传感器采用全CMOS亚阈值模拟前端和SAR ADC实现,并通过温度误差补偿技术减小温度传感器的误差。测试结果表明,在-40℃C-100℃C温度范围内温度误差为+0.85℃C/-0.69℃C,功耗为2.02μW。同时,针对传统SAR ADC在转换过程中数模转换器(DAC)消耗能量较大的缺陷,提出了两种低能耗DAC开关方法:一种是引入第叁参考电压Vcm的Hybrid开关方法,相比传统DAC开关方法,其将DAC在转换过程中的开关能耗降低了98.83%;一种是Capacitor-Splitting开关方法,与传统DAC开关方法相比,其将DAC在转换过程中的开关能耗降低了96.91%,并且降低了对第叁参考电压Vcm的精度要求,在功耗和精度间取得了良好的折中。3.基于以上对UHF RFID标签芯片和温度传感器的研究成果,应用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计了基于宽时钟频率容限BLF产生电路和基于动态校正BLF产生电路的两款内置温度传感器标签芯片。其中,基于宽时钟频率容限BLF产生电路的标签芯片已成功流片,并进行了详细测试。测试结果表明,数字分频产生的BLF满足标准规定,数字基带电路的功耗为5.6μW,标签盘存、读写、锁定、灭活及温度感知功能均正确实现;室温下标签识别工作距离可达8m,温度感知工作距离可达6m。本文结合物联网的发展需求,研究了UHF RFID标签芯片和温度传感器中关键电路的低功耗设计技术,实现了无线温度感知-射频识别一体化的标签,可完成对物品识别、环境温度的监控,进一步拓宽了标签的应用范围。(本文来源于《电子科技大学》期刊2016-04-10)

郭东君[3](2014)在《超高频射频识别读写器载波泄漏消除技术研究》一文中研究指出超高频射频识别(UHF RFID)是一种通过读写器与标签进行远距离通讯从而实现信息交换的技术。载波泄漏问题作为高性能全集成读写器芯片设计必须克服的难点之一,近年来受到国内外学术界和产业界的广泛关注。本文对基于CMOS工艺实现的UHF RFID集成读写器芯片载波泄漏消除电路进行研究,完成了协议分析、电路及版图的设计。主要研究成果如下:第一:调研国内外超高频射频识别读写器载波泄漏消除技术的实现方式,在此基础上提出了一种新的载波泄漏消除技术。该技术利用定向耦合器,在读写器发射机输出端获得用于载波消除的参考信号源,该信号源通过正交信号发生器产生I/Q两路载波消除参考信号,与含有载波泄漏的射频标签信号一起通过矢量加法器处理,从而实现载波泄漏消除。第二:本文设计了一种叁输入矢量加法器,该矢量加法器由叁个跨导级和一个共用负载级组成,跨导级采用差分源极负反馈结构,其中两个跨导级可通过调节其负反馈电阻实现其等效跨导可调。信号通过跨导级实现矢量相加。第叁:正交信号发生器输出的I/Q两路载波消除参考信号与载波泄漏信号同源,作为下混频的本振信号。该信号经多路选择器输出,与载波泄漏信号下混频至直流,从而消除载波泄漏信号较高的相位噪声对读写器接收机灵敏度的恶化。第四:基于0.18μm CMOS工艺,对载波泄漏消除电路(包含矢量加法器、功率检测器、正交信号发生器、多路选择器)进行了电路及版图设计。后仿真结果表明,在3.3V电源电压,电路的功耗为24mA,通过本文提出的载波泄漏消除技术能对0-10dBm功率范围内的载波泄漏信号衰减高达30dB,同时对射频标签信号具有4-6dB的增益,达到了抑制载波泄漏和放大射频标签信号的双重目的,1MHz带宽内该系统的单边带积分噪声系数为14-17dB。本论文研究受国家自然科学基金《超高频射频识别读写器芯片的多噪声建模与优化方法研究》(61306034)及《移动式UHF RFID阅读器防碰撞问题研究与测试验证》(61302005)项目资助。(本文来源于《华东师范大学》期刊2014-04-01)

李华[4](2013)在《超高频射频识别系统的技术研究》一文中研究指出射频识别技术(RFID)具有广泛的应用前景,由于技术参数很难确定导致其相关应用系统开发十分困难。针对此类问题,利用MATLAB应用软件对超高频段的RFID系统进行仿真建模,分析和研究其关键技术的相关参数,以达到提供指导应用系统的开发的目的。(本文来源于《山西电子技术》期刊2013年06期)

佘开,王宇[5](2013)在《基于多天线分集技术的无源超高频射频识别系统通信链路研究》一文中研究指出超高频(UHF)射频识别系统(RFID)读取可靠性受多径传播信道制约,而多天线分集技术被认为能有效提高其链路可靠性;分析了UHF RFID射频链路和ISO18000-6C通信协议的特点,提出了适用于UHF RFID的多天线分集简化模型,并讨论了该系统的信道类型以及信道建模和估计方法;2×2天线配置的阅读器接收信噪比的测量结果表明该方法是可行的。(本文来源于《计算机测量与控制》期刊2013年11期)

尤琳[6](2013)在《超高频射频识别阅读器模拟基带关键技术研究》一文中研究指出超高频射频识别(UHF RFID)技术由于具有数据传输速率高、存储容量大、识别距离远等特点而得到广泛关注。随着物联网应用要求的不断提高,如何进一步提升单芯片UHF RFID阅读器的性能仍然是近几年的研究热点,本文旨在研究模拟基带电路的关键技术,为UHF RFID读写器芯片朝着低功耗、便携式的方向发展而努力。本文取得了以下研究成果:1.根据UHF RFID阅读器的系统要求,分析了模拟基带电路的性能指标。为了解决零中频接收机因载波泄漏造成的直流失调问题,接收模拟基带利用直流负反馈原理设计了直流偏移消除电路。2.接收模拟基带低通滤波器采用Tow-Thomas结构设计,兼具信道选择和可变增益放大的功能,提高了集成度。为减小截止频率因电阻、电容随工艺、电压和温度变化产生的较大误差,设计了频率调谐电路对截止频率进行自动校准。3.依据EPC C1G2协议要求,发射模拟基带中的脉冲整形低通滤波器采用多路反馈结构来抑制过采样产生的镜频信号。为实现协议要求的DSB-ASK、 SSB-ASK和PR-ASK叁种调制方式,可变增益放大器后级集成了直流电平转换电路,通过数字控制改变发射信号的调制深度。4.采用0.18μm CMOS工艺进行版图设计和流片。测试结果表明:接收模拟基带的增益范围为8.6dB-57dB,频率校准精度达到3%,邻道衰减大于45dB,30dB增益时的噪声系数为30dB, lOdB增益时的线性度为12dBm。发射模拟基带中滤波器的截止频率为1.46MHz,增益范围为-10dB-9dB,增益为10dB时的噪声系数小于40dB,线性度为15dBm,DCS的直流电平变化范围达到0.7V-1.7V,符合UHF RFID阅读器对模拟基带的性能要求。(本文来源于《华东师范大学》期刊2013-04-01)

轩秀巍[7](2012)在《超高频射频识别系统的关键技术研究》一文中研究指出射频识别(RFID)技术是一种基于空间电磁传输的非接触式自动识别和数据采集技术,具有非可视读取、操作距离远、高效和可工作于恶劣环境等优点,近些年来在各种信息化系统中得到广泛应用。超高频RFID系统具有低频系统无可比拟的特性,如识别距离远、数据传输快、可重复读写、体积小巧等,是目前应用和研究的重点。尽管RFID技术在很多领域存在很好的应用前景,但仍有很多因素制约着该技术的快速发展和大规模应用,其中标签冲突和安全隐私是两个最关键的因素。密集环境下的标签冲突不仅造成带宽、能量的浪费,而且导致识别延迟,降低了系统效率。此外,由于标签能在远程被任意扫描,安全隐私问题受到人们的广泛关注。为此,本文针对这两方面问题,以超高频RFID系统为对象进行了深入研究,主要创新点如下:第一,针对现有防冲突算法很少考虑RFID应用中的参数问题,深入分析EPCglobal Class1Generation2协议,通过优化协议防冲突算法中的参数和指令,提出了一种高效的优化算法。该算法充分考虑了影响识别效率的因素,将信道发生冲突和空闲的概率以及两个状态的持续时间相结合,推导出这两种情况下参数Q的更新步长。此外,还对原协议中的指令发送条件进行了优化。定量分析和仿真实验表明,该算法有效地减少了系统识别时间,提高了标签识别速率。第二,提出了基于Rabin密码系统的RFID认证协议。通过对已有的协议进行分析,研究了协议存在的安全漏洞,并建立了详细的攻击模型。提出的协议通过使标签产生随机数,实现标签响应和服务器认证信息的不可预测性,可有效抵抗服务器假冒攻击、拒绝服务攻击和跟踪攻击。此外,提出的协议采用梅森数表示公钥,大幅减少了标签的存储量。该协议还对标签传输数据的加密过程做了进一步简化,在保证安全性的情况下有效降低了标签的计算量。第叁,针对实际应用中多服务器RFID系统存在的安全问题,提出了一个基于多服务器环境的RFID双向认证协议。该协议为所有标签和服务器分配一个共享密钥,并在每一对服务器和标签间建立唯一的认证密钥。收到问询命令后,标签首先利用共享密钥判断服务器身份是否合法,然后进一步利用认证密钥完成与该服务器的双向认证,前者可有效抵抗系统外部攻击,而后者则避免了内部假冒攻击。协议的第一步认证采用一种轻量级分组密码算法,仅需1400个门电路,符合标签低成本的要求。文中对协议的安全性和有效性进行了详细分析,证实该协议在保证一定复杂度和标签成本的基础上,可满足多服务器RFID系统的安全和隐私要求。第四,提出了一种RFID临时授权协议。该协议允许某些阅读器不经过服务器直接认证和识别标签,可以减轻服务器负荷,有利于系统可扩展性。服务器还可以将临时读取标签的权限赋予原所有者,以达到所有权恢复的目的。分析表明,临时授权协议可抵抗重放攻击、拒绝服务攻击攻击和中间人攻击等攻击手段,同时可以保护标签的位置隐私。第五,为解决标签所有权转移过程中的安全问题,提出了一种支持所有权转移的RFID认证协议。首先分析了所有权转移应该满足的条件,在此基础上建立了所有权转移系统模型。提出的协议包括叁部分:所有权转移协议、密钥更新协议和所有权恢复协议。为了保护自身隐私安全,原所有者更新密钥后将标签信息通过安全通道传给新所有者,新所有者再次更新标签密钥以防被原所有者追踪。安全性分析表明,提出的协议满足所有权转移条件,保护了新所有者和原所有者的隐私安全,为RFID系统提供了很好的安全性。此外,该协议所有权恢复采用临时授权的方法实现,相对于传统的所有权恢复方案,临时授权方法大幅地减少了标签的计算量和通信次数,有效提高了系统效率,具有广泛的应用前景。本文所做的工作开阔了超高频RFID系统关于防冲突算法和安全认证协议的研究思路,为更好地解决实际应用中存在的相关问题提供了有价值的研究成果和有意义的参考。(本文来源于《天津大学》期刊2012-05-01)

靳钊[8](2011)在《无源超高频射频识别标签设计中的关键技术研究》一文中研究指出射频识别(RFID)可以在非接触的条件下实现对目标对象的自动识别,是物联网的核心支撑技术之一。无源超高频射频识别因标签成本低、工作距离远等优点最适合大规模应用。随着技术发展及市场推广,超高频射频识别技术的应用也必将越来越广泛。本文在立足于RFID标签芯片的基础上,结合系统需求,对标签设计中的若干关键问题进行了研究并成功加以实现,提出了一组实现高性能无源超高频射频识别标签的解决方案。首先,重点对芯片射频前端电路中的能量转换、反向散射调制及最大化能量传输等关键技术进行了研究。提出了两种电荷泵电路:一种是包含主副结构的电荷泵,副电荷泵为主电荷泵提供偏置电压,并利用二极管连接的MOS管有效抑制偏置电路的负载来提高偏置电压,减少了传统结构中的阈值损失对能量转换效率的影响,提供了良好的低压工作性能;一种是叁级阈值补偿电荷泵,通过对整流管精确偏置消除阈值损失,大大提高了能量转换效率。并对反向散射调制电路模型中标签天线和芯片端口处功率波反射系数进行分析,研究了调制电路中元件参数对调制性能的影响,对调幅与调相结合的调制电路进行优化与实现。还提出了一种阻抗匹配网络的设计方法,通过修正芯片输入阻抗并联合天线的感抗完成芯片和天线间的阻抗匹配。其次,在分析现有超高频射频识别天线阻抗匹配结构的基础上,提出了一种采用T型匹配结构的弯折偶极子天线设计。天线仿真与标签实测的结果都表明该天线满足芯片的要求且性能良好。本文还面向多种自研芯片,设计实现了一系列不同形式的标签天线。同时,针对单品级标签的应用需求,对UHF片上天线进行了研究,通过建模分析及理论推导得到决定片上天线性能的相关参数,在此基础上提出了一种满足芯片阻抗要求的3圈螺旋结构的RFID片上天线,其有效面积小于1mm~2。最后,对使用TSMC 0.18μm RF工艺生产的芯片及封装的标签进行了测试验证。为了解决芯片实际工作状态下的阻抗难以直接测量的问题,提出了一种基于源牵引的RFID芯片阻抗及灵敏度的测量方法。通过监测电荷泵输出电压来标识芯片状态,使用网络分析仪测量对应状态下源牵引调配器的双端口S参数,可方便地计算出芯片阻抗和灵敏度。根据实测芯片阻抗数据设计天线所完成的RFID标签在实测过程中性能良好,写操作距离达到3m,最大识读距离可达8m。(本文来源于《西安电子科技大学》期刊2011-04-01)

熊廷文[9](2010)在《基于无源超高频射频识别技术的实时定位系统的研究》一文中研究指出基于超高频射频识别技术的实时定位系统由于具有诸多优点而成为当前室内无线定位技术的研究热点。然而,受到无源标签的低成本、低功耗和系统窄带宽的限制,要想实现射频识别读写器对无源标签的精确定位,难度较大。本文将伪码测距理论和多点定位理论引入超高频RFID系统,结合系统本身的信号传输特点,提出了一种基于无源超高频射频识别技术的实时定位方案,并对此进行一系列的研究。首先,本文分析了超高频射频识别系统的信号传输特点,提出了基于伪码测距和多点定位的射频识别实时定位方案;研究了方案的可行性、技术难点和预期的解决办法。其次,本文分析了系统的功率传输特点和链路特性,计算了主要的系统指标;针对系统收发同时同频,发射到接收泄漏较大的技术难点,提出了基于载波泄漏对消的收发机架构。再次,本文研究了射频识别实时定位系统的几个关键技术,包括测距码及其相关特性,系统的同步问题,以及系统的测距精度等等;设计了一种适用于本系统的测距码、同步控制环路以及低复杂度四并行匹配滤波器构成的相关器,分析了叁种提高系统测距精度的方法。然后,本文设计了一种超高频射频识别实时定位读写器,包括载波泄漏对消器、射频收发机和数字基带信号处理叁个部分,并分别进行详细的性能分析;分别在ADS软件和Matlab/Simulink中搭建了基于载波泄漏对消的读写器射频前端的频域模型和基带复包络时域模型,采用Matlab和Modelsim协同仿真方法对所设计的读写器前端和数字基带信号处理进行全面的系统仿真,结果验证了整个系统的功能。最后,本文实现了一个基于载波泄漏对消的实时定位系统的原型机,包括实时定位读写器和标签两部分;制订了详细的测试方法来验证所提出的系统方案。测试结果表明所设计的原型机达到预期的设计指标,所提出的基于无源超高频射频识别技术的实时定位系统方案正确、可靠,校准后的平均测距精度达到0.5m,定位精度为0.79m2。(本文来源于《复旦大学》期刊2010-04-15)

张润曦[10](2009)在《超高频射频识别阅读器集成技术研究》一文中研究指出传统的条形码技术曾经在自动识别领域引起深刻变革并已得到广泛应用,但有限的数据容量、需可视读取的要求及易被篡改等缺点使得它愈来愈无法满足当前人们对于大容量、高安全性自动识别的需求。当射频电子标签的价格逐渐降低至与条形码可比拟时,超高频射频识别系统以其较高的数据传输速率、较远的通信距离及灵活的编码系统得到愈来愈多的关注而逐渐成为一个研究热点。超高频射频识别系统通常由标签、阅读器及数据处理终端构成。其中,作为无线数据传输桥梁的超高频射频识别阅读器一般采用离散元件以混合技术构建,设备成本高、功耗大、移动性差,很大程度上制约了超高频射频识别技术的进一步推广。随着混合信号集成电路工艺技术的不断成熟,过去两年中出现了以BiCMOS或CMOS工艺实现的低成本、低功耗、单芯片超高频射频识别阅读器,并逐渐成为超高频射频识别阅读器的技术发展方向。本文研究了860-960MHz UHF波段CMOS单芯片超高频射频识别阅读器的实现,完成了从系统规划、电路设计到原型芯片测试的整个过程。首先,根据EPC C1G2超高频射频识别国际标准,ETSI 302 208-1欧洲规范和中国超高频射频识别技术应用试行规定及本文所提出的正交直接变频无线收发机架构,分析多阅读器环境中接收、发射射频前端、本地频率综合器和基带等模块的指标要求,并通过系统仿真模型验证其正确性,作为电路设计的依据。第二,研究阅读器接收路径存在大信号本地馈通时的线性度与噪声系数折衷策略。不同于仅注重“监听”模式下噪声系数或“读”模式下线性度的传统方法,提出了兼具低噪声、高线性度特点的叁级紧凑式射频前端。采用该射频前端的接收机在“监听”模式与“读”模式下的噪声系数分别达到27dB、36dB,输入IP3达到13dBm。第叁,研究本地振荡信号路径在收、发两种工作模式时的相位噪声需求。提出了基于多重滤波技术低相位噪声压控振荡器和3阶3比特数字增量一总和调制器的小数分频频率综合器。芯片验证表明,锁相环各频带内噪声抑制明显,在距载波200kHz、1MHz的频偏处分别获得-92dBc/Hz与-125dBc/Hz的相位噪声,RMS相位抖动小于6.7pS,残留FM小于4.5kHz。第四,研究超高频射频识别系统中标签背散射机制所导致的功率需求。结合所采用的直流耦合信号发射路径特点,提出了支持DSB-ASK,SSB-ASK,PR-ASK叁种调制方式的可变增益多模发射前端。第五,提出接收、发射基带数字可调谐信道选择滤波器与可编程增益放大器。为适应不同速率的数据通信要求,接收基带滤波器带宽在0.3-1.3MHz范围内可变,内建5kHz反馈直流消除电路能同时满足链路建立时间与解调信噪比需要。最后,基于上述系统、电路指标及设计技术,进行超高频射频识别阅读器芯片的流片验证。该芯片以IBM 0.18μm CMOS工艺实现,总面积为4×4mm~2,电源电压为3.3V,发射功率-4.4dBm时,总功耗为584mW。以Xilinx Virtex-4 xe4vx35FPGA、片外功率放大器与环形器等离散元件构建测试平台。当发射数据速率为Tari=25μS时,输出信号频谱能够满足EPC C1G2密集阅读器环境的发射功率规范。当接收机输入端带内阻塞信号达-4.4dBm时,接收机灵敏度达到-65dBm,满足短距离便携式超高频射频识别应用的需求。本论文研究受上海市科学技术委员会AM基金《便携式超高频射频识别接收机前端关键技术研究》(07SA04)资助。(本文来源于《华东师范大学》期刊2009-10-01)

超高频射频识别技术论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

射频识别(Radio Frequency Identification, RFID)技术通过无线通信方式实现目标对象的非接触自动识别,是物联网四大核心支撑技术之一。超高频(Ultra-High Frequency, UHF) RFID系统具有识别距离远、速度快、多目标移动识别、标签成本低等优势,已广泛应用于智能物流、交通、防伪追溯等物联网系统。物联网技术应用需求的增长,对具有信息感知、识别等功能的网络节点提出了低成本、低功耗、高精度、长寿命、远距离智能信息采集与处理等要求,促使将高精度温度传感器集成在超高频RFID标签芯片之中实现低功耗无线温度感知-射频识别一体化标签芯片的概念诞生。在UHF RFID标签芯片上集成高精度温度传感器,额外增加的电路所占芯片面积很小,其附加的成本微乎其微,既能保持UHF RFID标签芯片极低功耗、低成本、高灵敏度、微型化等优点,又具有较高精度的温度感知功能,在食药品仓储、冷链物流、电网温度监测等领域应用前景广阔。本论文以此为背景,在对ISO/IEC 18000-6C UHF RFID标准分析和低功耗设计技术归纳总结的基础上,深入研究了无源UHF RFID标签芯片中的低功耗射频/模拟/数字电路设计技术、低功耗温度传感器设计技术、温度感知-识别协调工作机理等关键技术,应用0.18μm CMOS工艺,设计出内置温度传感器的无源UHF RFID标签芯片。论文的主要研究内容和贡献如下:1.对无源UHF RFID标签芯片中的电压基准电路、反向散射链路频率(BLF)产生电路和数字基带电路等关键技术进行了研究。提出了一种低功耗CMOS电压基准电路,采用工艺补偿技术解决了CMOS电压基准电路精度受工艺偏差影响的问题。针对ISO/IEC 18000-6C标准对BLF的精度要求,对BLF产生技术进行了研究,提出了两种BLF产生电路:一种是宽时钟频率容限的BLF产生电路,其采用的工艺和温度补偿时钟电路和BLF分频系数修正算法,在产生满足标准规定的BLF的同时,提高了时钟频率稳定性;一种是动态校正BLF产生电路,采用动态时钟校准技术和BLF校正技术分别提高数字基带解码时的时钟精度和返回数据时的BLF精度。并对低功耗数字基带处理器架构进行了研究,根据标签芯片的工作时段对数字基带模块进行合理划分,并结合时钟管理、门控时钟等低功耗设计技术,实现了数字基带在不同工作阶段功耗的平衡分布,有效降低芯片的峰值功耗。2.对低功耗温度传感器及传感器接口关键技术进行了研究。提出了一种基于逐次逼近寄存器型模数转换器(SAR ADC)的温度传感器。该温度传感器采用全CMOS亚阈值模拟前端和SAR ADC实现,并通过温度误差补偿技术减小温度传感器的误差。测试结果表明,在-40℃C-100℃C温度范围内温度误差为+0.85℃C/-0.69℃C,功耗为2.02μW。同时,针对传统SAR ADC在转换过程中数模转换器(DAC)消耗能量较大的缺陷,提出了两种低能耗DAC开关方法:一种是引入第叁参考电压Vcm的Hybrid开关方法,相比传统DAC开关方法,其将DAC在转换过程中的开关能耗降低了98.83%;一种是Capacitor-Splitting开关方法,与传统DAC开关方法相比,其将DAC在转换过程中的开关能耗降低了96.91%,并且降低了对第叁参考电压Vcm的精度要求,在功耗和精度间取得了良好的折中。3.基于以上对UHF RFID标签芯片和温度传感器的研究成果,应用TSMC 0.18μm CMOS工艺设计了基于宽时钟频率容限BLF产生电路和基于动态校正BLF产生电路的两款内置温度传感器标签芯片。其中,基于宽时钟频率容限BLF产生电路的标签芯片已成功流片,并进行了详细测试。测试结果表明,数字分频产生的BLF满足标准规定,数字基带电路的功耗为5.6μW,标签盘存、读写、锁定、灭活及温度感知功能均正确实现;室温下标签识别工作距离可达8m,温度感知工作距离可达6m。本文结合物联网的发展需求,研究了UHF RFID标签芯片和温度传感器中关键电路的低功耗设计技术,实现了无线温度感知-射频识别一体化的标签,可完成对物品识别、环境温度的监控,进一步拓宽了标签的应用范围。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

超高频射频识别技术论文参考文献

[1].闫国玉,王佳.无源超高频射频识别安全技术进展与挑战[C].第32次全国计算机安全学术交流会论文集.2017

[2].谢良波.内置温度传感器超高频射频识别标签芯片关键技术研究[D].电子科技大学.2016

[3].郭东君.超高频射频识别读写器载波泄漏消除技术研究[D].华东师范大学.2014

[4].李华.超高频射频识别系统的技术研究[J].山西电子技术.2013

[5].佘开,王宇.基于多天线分集技术的无源超高频射频识别系统通信链路研究[J].计算机测量与控制.2013

[6].尤琳.超高频射频识别阅读器模拟基带关键技术研究[D].华东师范大学.2013

[7].轩秀巍.超高频射频识别系统的关键技术研究[D].天津大学.2012

[8].靳钊.无源超高频射频识别标签设计中的关键技术研究[D].西安电子科技大学.2011

[9].熊廷文.基于无源超高频射频识别技术的实时定位系统的研究[D].复旦大学.2010

[10].张润曦.超高频射频识别阅读器集成技术研究[D].华东师范大学.2009

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