如何才能解决有源RFID标签设计功耗低的问题？

　　射频识别技术RFID (射频识别)是通过射频信号自动识别特定目标的id来获取目标信息和获取相关数据的技术。 与传统磁卡和IC卡不同，RFID技术解决了被动和无接触两大问题，同时可以实现运动目标和多用途识别，广泛应用于各种场合。 其突出的优点是环境适应性强，能透过非金属材质，数据存储量大，抗干扰性强。 根据供电方式，可以将RFID分为被动RFID和主动RFID两种。 被动RFID动作时，标签通过读写器的电磁场获得能量，标签本身不需要电池。 活动RFID相反，需要提供所有设备运行所需的电源，电子标签需要配备电池。 与被动标签相比，主动RFID温湿度标签具有对领导发射功率要求低、有效阅读距离远的优点，因此在冷链物流、医疗系统、仓库物资管理、疫苗生产物流、卫生防疫系统、科研机构等方面但是，活动的RFID温湿度传感器标签在寿命、可靠性、体积等方面有很高的要求。 因此，设计寿命长、可靠性高、体积小的有源RFID温湿度传感器标签对国民生活具有非常重要的意义。 本文主要解决了有源标签设计的低功耗问题。

　　1主动RFID系统的结构和工作原理

　　如图1所示，活动RFID系统由活动标签、读取器、应用系统三部分构成。 活动标签具有唯一的id(id )，有些活动标签内部集成了用于测量特定物理量的传感器。 在读取器的有效工作范围内，电子标签以电磁波的形式向读取器发送自己的ID和测量的物理量，读取器将相关信息存储在自己的存储装置中，读取器中存储的数据是以太网端口、RS-232、USB等通信接口

　　2活动温湿度传感器标签的结构

　　2.1结构

　　本文设计的能动温湿度传感标签的结构框图如图2所示。 有源标签的核心是微控制器(MCU )，射频模块通过天线进行射频信号的收发。 EEPROM存储标签的识别码和物品的属性等信息。 温度检测和湿度检测分别用于检测标签所在环境的温度和湿度，为了简化设计，可以使用收集温湿度并一体检测的芯片。 电量检测模块检测电池的电压，根据电池电量和电压的对照关系间接地检测电池的馀量。 电池为每个模块的正常工作供电。2.2整体电路

　　2.2.1主模块

　　主模块的Microchip机型采用了PIC24F16KA102的16 bit超低功耗单片机。 该系列的MCU采用了nanoWatt XLP(eXtreme Low Power )的极低功耗技术，其典型的休眠电流低至20 nA，实时时钟电流低至490 nA，看门狗计时器电流为370 nA MCU无需更换电池即可连续运行20年以上，是业界8 bit和16 bit MCU中耗电量最低的MCU。 这台单片机具有SPI、I2C、UART、九个模拟输入通道、三个16位定时器/计数器、三个外部中断，完全可以满足活动标签的需要。

　　2.2.2无线收发模块

　　nRF24L01是一个单片无线收发器芯片，工作在2.4 GHz~2.5 GHz的世界通用ISM频带。 nRF24L01主要由调制解调器、CRC编码/解码器、GFSK滤波器、中带通滤波器、功率放大器、低噪声放大器(LNA )、先进先出缓冲器(FIFO )组成。 通过SPI接口与MCU进行通信，其电路图如图4所示。 NRF 24批次无线收发芯片有以下优点。

　　(1)具有125个可选工作信道，能够用于跳频工作方式，能够有效地减少周围环境的干扰。

　　(基于QFN20的安装面积仅为4 mmTImes。 4毫米，占用小PCB面积。

　　(3)低功耗。 在发送模式下动作的发送功率为-6 dBm时，电流消耗为9.0 mA，在接收模式下为12.3 mA，停电模式和待机模式下的电流消耗更低。

　　(4)具有自动应答和自动重发功能。

　　(5)高数据传输率。 ShockBurstTM模式为1 Mb/s秒，扩展ShockBurstTM模式为2 Mb/s秒。