集成温度传感器的无源UHFRFID标签：设计与低功耗验证

本文档深入探讨了"集成温度传感器的无源UHFRFID标签设计与验证"这一主题，针对的是超高频（UHF）EPCC1 Gen-2通信协议，这是一种广泛应用于物联网（IoT）中的无线通信标准。研究团队主要来自天津大学电子与信息工程学院，他们的研究项目得到了国家自然科学基金的资助（项目编号61072010和61372011）。 论文的核心内容聚焦于设计一款创新的无源RFID标签，该标签内置了一个具有极低功耗的温度传感器。设计的关键在于利用射频模拟前端电路产生的电流作为温度传感器模块的偏置电流，并结合时域数字量化技术来实现温度测量。这种方法有效地降低了能耗，使得标签能够在UHF频段内长时间运行。 传感器标签的架构由四个主要部分组成：射频模拟前端用于信号接收和处理；数字逻辑控制电路负责标签内部的运算和管理；温度传感电路是核心部分，通过时间域脉冲长度变化来反映温度变化并进行数字化处理；最后，EEPROM存储器用于存储数据和配置信息。 基于SMIC0.18微米2P4M CMOS工艺库的预布局仿真结果显示，设计的温度传感器在典型工作条件下，其平均功率消耗仅为100纳瓦特（nW），显示出显著的节能特性。此外，经过FPGA验证，该标签能够准确测量的温度范围为-20℃至80℃，具备0.4℃的有效分辨率，这意味着它在工业环境监控或物流追踪等应用场景中具有很高的精度。 这篇论文不仅阐述了理论设计，还提供了实际工艺实现的仿真结果，为无源UHFRFID标签的设计提供了实用的参考和技术支持，对于推进RFID技术在智能感知领域的应用具有重要意义。通过这样的设计，我们可以期待更高效、更智能的物联网设备，提高资产管理和环境监测的效率。