采用无源唤醒方式的有源RFID系统的研究和实现

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物联网产业已经成为未来最具战略意义和发展前景的信息网络技术,而RFID(Radio Frequency Identification)技术是物联网实施的关键,并且被公认为本世纪十大重要技术之一,在生产、零售、物流、交通等各个行业有着广阔的应用前景。目前,RFID标签中的有源标签由于待机功耗高,电池寿命短,所以应用受到了很大限制。本文从降低标签待机功耗角度入手,借鉴无源标签的工作原理,提出了一种无源唤醒方式,大大降低了标签的待机功耗,提高了标签电池寿命。采用无源唤醒方式的有源RFID系统的工作原理是:在待机模式下,标签处于掉电状态,功耗基本为零。当阅读器读取标签时,首先阅读器发射唤醒信号,标签整流天线接收唤醒信号,并将其整流为直流开启信号,打开标签电源开关,进而标签上电,开始和阅读器进行通信。通信完成后,标签再次进入掉电状态。在本文中我们对采用无源唤醒方式的有源RFID系统先后尝试了三种实施方案,并且选定第三种方案为最佳实施方案。在第三种方案中,唤醒信号频率为2.4GHz,有源通信频率为433MHz。标签的无源唤醒电路采用MPT(MicrowavePower Transmission)技术的微带整流天线,阅读器的唤醒信号发射模块采用了nRF24L01射频收发模块和2.4GHz无线信号放大器。最终实施完成后经过测试,本系统最大唤醒距离为30m,可以满足实际应用需求。
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