超低功耗有源RFID温湿度传感标签的设计与测试.pdf

超低功耗有源RRID温湿度传感标签的设计与测试井新宇
超低功耗有源RFID温湿度传感标签的设计与测试
Design and Test of Active RFD Temperature and Humidity Sensing Tag
With Ultra-low Power Consumption
件新字
(江阴职业技术学院,江苏江阴214400)
摘要:为了显著降低有源RFD温湿度传感标签的功耗,设计了超低功耗有源RID温湿度传感器标签。标签采用微控制器
MSP430单片机为核心,以温湿度传感器 SHTIT和射频收发芯片nRF2401为外围器件,完成温湿度的检测和发送。详述了温湿度传
感标签的软硬件低功耗设计方法,以及功耗的测试与估算。该标签具有功耗小、成本低、运行可靠等特点,可广泛应用于光照、热和气
流等环境能量供电的场合。
关键词:RFID超低功耗温湿度传感标签单片机
中图分类号:TP216
文献标志码:A
Abstract: In order to significantly reduce the power consumption of the active RFID temperature sensing Lag, an active RPID temperature an
humidity sensing tag is designed. With the MCU MSP430 as e core, and the temperature and humidity sensor SH li and radio frequency
transceiver chip NRF24I01 as its peripheral components, the tag accomplishes the temperature and humidity detecting and sending. The design
methods of software and hardware to reach low power consumption, and the test and estimation of the power consumption for the sensing tag are
described in detail. The tag features low power consumption, low cost, and reliability of operation, it is widely used in the power supply by
environment energy, e. g. light, heat and airflow, etc
Keywords RFID Ultra-low power consumption Temperature and humidity Sensing Lag Mct
应用十分广泛。但有源RFID温湿度传感标签对超低
0引言
功耗、高可靠性等方面有较高的要求。
射频识别( radio frequency identification,RFID),俗
有源RFID系统由有源RID传感标签、阅读器和
称电子标签。RFID射频识别技术是一项利用射频信应用系统3部分组成,其结构如图1所示。
号,通过空间耦合实现无接触信息传递并通过所传递
的信息达到识别目的的技术。
有源RFID传感标都k无线传输
阅读器2324?应用系统
RFID射频识别技术通过射频信号自动识别目标
对象并获取相关数据,识别工作无须人工干预。RFID
图1系统基本结构图
按照能源的供给方式分为无源RFID和有源RFID。无
Fig. I Basic strueture of the system
源RID读写距离近、价格低;有源RFID可以提供更
有源标签具有唯一的身份识别码(即ID),有源
远的读写距离,但需要电池供电,成本要更高一些,适RFID温湿度标签需要外接传感器,对环境温湿度进行
用于远距离读写的应用场合。
测量。在阅读器的有效工作范围内,标签主动地将自
1系统结构与电路设计
己的1D和所测得的温湿度通过射频发送给阅读器,阅
读器将相关信息存储在自己的存储设备中。存储在阋
1.1结构组成与基本原理
读器中的数据通过RS-232/485等通信方式传送给应
有源RFID电子标签需要电池提供全部工作所需用系统,以使对数据作进一步处理,以实施环境温湿度
的电源。有源ID温湿度标签具有对阅读器的发射的监按12。
功率要求相对较低、有效阅读距离较远的优点,因此,1.2硬件电路设计
温湿度传感标签硬件电路主要由nRF24I01射频
修改稿收到日期:2011-12-19。
芯片、MSP430F1232单片机和SHT1组成。其硬件电
作者井新字(1971ー),男,2008年毕业于江南大学控制工程专业,获
硕土学位,副教授;主要从事仪器仪表、入式技术的研究和教学工作。
路原理图如图2所示。
《自动化仪表》第33卷第11期2012年11月
万方数井