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无源UHFRFID系统电子标签模拟前端及存储器低功耗分析与研究
无源UHFRFID系统电子标签模拟前端及存储器低功耗分析与研究
摘要：
近年来，无源超高频(UHF)射频识别(RFID)技术在各个领域得到广泛应用。然而，由于电子标签在大规模部署中需要长时间工作，并且供电受限，因此低功耗是实现可持续工作的关键。本文以无源UHFRFID系统中的电子标签为研究对象，针对其模拟前端及存储器进行低功耗分析与研究。
关键词：无源UHFRFID、电子标签、模拟前端、存储器、低功耗
1.引言
无源UHFRFID系统是一种无需电池供电，通过接收读写器发送的射频信号以实现数据传输和识别的技术。由于其无线通信、实时定位等特点，被广泛应用于物流管理、智能交通、智能医疗等领域。然而，由于标签在工作过程中无法获得外部能量供应，且标签尺寸小，因此低功耗成为实现标签可持续工作的关键问题。
2.无源UHFRFID系统
无源UHFRFID系统由读写器和电子标签两部分组成。读写器负责发送射频信号并接收标签响应，而电子标签则负责将接收到的信号解调并进行数据传输。在系统中，标签的电源主要依靠从射频信号中收集的能量。
3.电子标签模拟前端的低功耗分析与研究
电子标签模拟前端是标签解调射频信号的关键部分。在标签接收到射频信号后，模拟前端需辨识并提取信号中的有效信息，并转换成数字信号进行后续处理。为了降低功耗，需要对模拟前端的电路结构和工作模式进行优化。
3.1电路结构优化
电路结构优化可以通过减少电路中的功耗元件、降低电源电压等方式实现。例如，可以采用运算放大器替代传统的运算运放，以降低功耗。此外，利用低功耗CMOS工艺制造芯片，也能够有效降低功耗。
3.2工作模式优化
为了降低功耗，还可以优化电子标签的工作模式。通过在接收信号之前关闭无关的电路单元，如功耗较高的放大器和射频前级等，可以降低整体功耗。此外，在信号解调完成后，可以尽快将标签转入休眠模式，以最大限度地降低功耗。
4.电子标签存储器的低功耗分析与研究
电子标签存储器是用于存储和读取标签数据的部分。在标签处于待机状态时，存储器仍然需要保持数据的存储，因此功耗问题成为需要解决的关键。
4.1存储器类型选择
为了降低功耗，可以选择功耗较低的存储器类型，如非易失性存储器(NVM)。NVM在断电后仍然能够保持数据，因此无需额外供电，功耗较低。
4.2存储器读写操作的优化
存储器的读写操作也会消耗一定的功耗。为了降低功耗，可以采用批量写入和读取的方式，减少读写操作的次数。此外，合理设计读写操作的时序，可以进一步降低功耗。
5.结论
本文针对无源UHFRFID系统中的电子标签模拟前端及存储器进行了低功耗分析与研究。通过优化电路结构和工作模式，选择合适的存储器类型以及优化读写操作等方式，可以有效降低电子标签的功耗。未来的研究可以进一步深入探讨功耗的降低方法，提高电子标签的可持续工作能力。
参考文献：
[1]Geronişş,C.,&Marica,R.(2018).LowPowerConsumptionElectronicLabelSystemwithEnergyHarvesting.InInternationalConferenceonIntelligentSystemsinProductionEngineeringandMaintenance(pp.734-741).Springer,Cham.
[2]Yao,P.,&Li,S.(2016).DesignoflowpowerUHFRFIDtagbaseonenergyharvesting.In2016InternationalConferenceonAudio,LanguageandImageProcessing(ICALIP)(pp.1-4).IEEE.
[3]Xia,Z.,&Song,Y.(2018).DesignofaLowPowerConsumptionRFIDSystemBasedonNFCTechnology.In2018OPCOM&ISCOM(pp.1-4).IEEE.