[发明专利]具有使用亚阈值技术的集成电路的无源RFID标签

说明书

用于运行RFID应答器(102)的系统和方法。方法包括：由RFID应答器的电压搜集设备(130)执行能量采集操作，以从RF场、磁场、热、光或RFID应答器的运动中收集能量；通过RFID应答器的电压转换器将从电压搜集设备接收的信号的电压水平提高或降低至比RFID应答器的正常运行范围低至少一个数量级的亚阈值电压水平；以及将处于亚阈值电压水平的运行电压至少供应给RFID应答器的收发器电路(124)。

技术领域

本发明总体上涉及集成电路(“IC”)。更特别地，本发明涉及包括使用亚阈值技术的IC的无源射频识别(“RFID”)标签。

背景技术

RFID技术在传统上已经被用于传输数据，以便自动识别和追踪贴附于对象的RFID标签。在这方面，RFID标签具有存储于其数据存储中的信息，例如唯一标识符。在运行期间，RFID标签通过后向散射所接收的信号来发送对从RFID读取器接收的信号的响应。最低限度，响应信号包括唯一标识符。

一些RFID标签是无源的。无源RFID标签通过从接收自RFID读取器的信号中采集能量来获得其运行电力。更具体地，通过本地辐射器在其读取器附近产生的磁场的电磁感应来向RFID标签供电。电磁感应是在导体被暴露于变化的磁场时在导体两端产生电动势。无源RFID标签具有许多优点，例如，成本低、重量轻、尺寸小和运行寿命长。但是，无源RFID标签具有有限的读取范围，因为只能从所接收的信号中采集几微瓦。

因为运行无源RFID标签所需的电力已经随着时间而下降，所以在读取范围上发生了增益。此外，无源RFID标签对传入信号的灵敏度已经随着时间而下降。但是，大体上，无源RFID标签的小天线限制向其供应的电力的量。实际上，无源RFID标签的读取范围仍被限制为与RFID读取器相距2-10米。

发明内容

本公开涉及用于运行RFID应答器的系统和方法。方法包括：由RFID应答器的电压搜集(scavenging)设备来执行能量采集操作以从RF场、磁场、热、光或RFID应答器的运动中收集能量；通过RFID应答器的电压转换器将从电压搜集设备接收的信号的电压水平提高或降低至比RFID应答器的正常运行范围低至少一个数量级的亚阈值电压水平；以及将处于亚阈值电压水平的运行电压至少供应给RFID应答器的收发器电路。

在一些情况下，电压水平的正常运行范围是1.2伏至3.6伏。亚阈值电压水平在200毫伏至600毫伏的范围内。当能量收集自RF场、磁场、热或光时，电压水平被提高至亚阈值电压水平。当能量收集自光或RFID应答器的运动时，电压水平被降低至亚阈值电压水平。

能量采集操作包括：捕捉由装备发射到周围环境中的RF能量；通过通常处于可提供RFID应答器的天线与RFID应答器的全波整流器之间的电连接的位置的开关来传递RF能量；将RF能量转换成直流以用于产生电力；将电力供应给RFID应答器的储能设备(例如，超级电容器)，用于将储能设备充电至预定的电压水平；以及当储能设备的电压水平等于或大于预定的电压水平时，将电力从储能设备供应至RFID应答器的控制器。控制器还可以产生开关控制信号并将其发送给开关，以使开关改变位置，使得该开关从天线断开并连接至RFID应答器的收发器。还可以将信息从RFID应答器传送到外部设备。信息可以包括但不限于可用于确定是同意还是拒绝人进入限制区域的信息。

附图说明

将参考以下附图来描述实施例，其中相似的附图标记在所有附图中表示相似的项，并且其中：

图1是RFID系统的示例性架构的示意图。

图2是图1所示的电压搜集设备的示例性架构的框图。

图3是可用于理解储能设备的充电的曲线图。

图4是用于运行RFID标签的示例性方法的流程图。

图5A-5B(统称为“图5”)提供用于控制对限制区域的访问的示例性方法的流程图。