無線射頻識別(Radio Frequency Identification,RFID)技術是利用射頻實現非接觸雙向通信進行識別和數據交換的一種自動識別技術。與目前廣泛采用的條形碼技術相比,RFID具有識別距離遠、穿透能力強、支持多卡識別、抗污性強等特點,其中主動式RFID通常用于遠距離追蹤高價值的物品，相比于無源RFID可以支持更遠的傳輸距離，也更適應較復雜的應用環境。主動式RFID相比于藍牙、Wi-Fi等無線通信技術而言，不只需要傳輸簡單的ID信號，還可以傳輸更多傳感器信息；主動式RFID系統更加簡單、功耗更低、成本也更低，在某些應用市場中具有無法替代的優勢，近年來受到業界人士的廣泛關注。
根據物聯傳媒公布的數據顯示，近幾年我國主動式RFID整體出貨量每年大約3000萬，市場產值為數十億元，其最主要的應用有校園卡、電動自行車管理、貴重資產管理以及其他的零散應用，尤其校園卡應用與電動自行車管理是有源RFID最為集中的應用場景。根據物聯傳媒發布的數據顯示，在主動式RFID主要應用領域中，電動自行車管理領域應用占比達30%，校園卡應用占比為25%，貴重資產管理領域應用占比為20%。
資料來源：物聯傳媒
無線通信設備的功耗問題一直是無線產品發展的一個關鍵問題。為了延長電池的使用壽命,就需要減少無線設備的功耗。早期由于主動式RFID功耗較大、電池壽命有限等因素，嚴重限制了主動式RFID系統的應用和普及，近年來，得益于集成電路設計技術與生產制造的進步，在低功耗芯片取得突破，為發展小型、低功耗主動式RFID創造了條件。人們給出使用低功耗的工作方案,減少了不必要的喚醒,達到低功耗的目的，這種方案的工作原理是喚醒端發送低頻信號到低頻喚醒模塊，然后產生中斷信號或者復位信號來喚醒處于休眠狀態的終端設備，再將需要傳輸的信息通過高頻信號傳輸到網關或者服務器上。
低功耗網絡物聯網技術落地的關鍵是如何在傳輸的信息量、傳輸距離、功耗和成本之間找到最佳平衡點，2022年9月，廣芯微電子（廣州）股份有限公司發布基于低功耗高性能MCU和射頻芯片為核心的完整解決方案，其中主動式RFID標貼采用由125KHz低頻接收SoC芯片和Sub-1GHz FSK收發芯片（或2.4G收發芯片）組成的方案；125KHz低頻發射器采用低功耗的32位MCU和驅動電路組成的低頻發射器方案；系統方案中的網關集成32位M4 MCU芯片及多路Sub-1GHz FSK收發芯片（或2.4G收發芯片）組成。
圖一：主動式RFID系統框圖
此方案使用低頻125KHz通訊頻段觸發，有效觸發距離為5-10m，使用高頻433MHz頻段或者2.4GHz頻段傳輸數據，其有效通信距離為1.3km（433MHz發射）或100m（2.4GHz發射），整體方案具有智能雙向通信系統，無需人工干預，可以方便構成用于校園、醫院、物流控制等場景的應用系統，適用于人員及物品管理、室內定位等應用。
圖二：主動式RFID標簽：UnicTag
圖三：多通道網關PCB
圖四：125KHz的接收靈敏度實測情況
廣芯微一直致力于低功耗廣域網應用領域相應芯片的開發，包括低功耗高性能處理器芯片和無線射頻芯片等，廣芯微研發的主動式RFID方案采用全自研芯片，其中包括：
· UM2082F08：低功耗低頻喚醒SoC，內部集成125KHz低頻ASK接收器器和低功耗8位處理器，支持三個獨立通道的信號接收及處理
· UM2001：低功耗FSK/OOK發射芯片,最高發射功率達到20dbm,工作頻率可選315/433/868MHz
· UM2002：低功耗FSK/OOK接收芯片,最高靈敏度達到-130dbm，工作頻率可選315/433/868MHz
· UM2052：2.4G收發芯片,通信速率達到2Mbps
· UM3213A: 低功耗32位處理器，集成ARM Cortex-M0+ CPU核，32MHz工作頻率，stop模式下靜態電流0.5uA，deep sleep模式下靜態電流1uA
· UM3243F：低功耗高性能32位處理器，集成ARM Cortex-M4 CPU核，204MHz工作頻率，deep sleep模式下靜態電流1.5uA
此方案為主動式的RFID設計，帶有電池供電，RFID標貼的接收工作電流僅為2.5uA左右，極大地降低了整機系統待機功耗，同時因為較高的芯片靈敏度，其低頻觸發距離提升明顯，在125KHz低頻頻段場景下的通信距離可達10m，與傳統的被動RFID相比,通信距離更遠，通信質量更可靠，且對于RFID標貼部分使用電池給低功耗MCU供電，可以完成一些相對復雜的應用，如ADC采樣、傳感器的數據收集和數字運算等等，達到無源的RFID無法實現的功能和場景。
方案中的高頻通信部分使用了433MHz無線通信,穿墻能力和繞墻能力都非常好，節點至網關的通信距離達1.3KM以上，實現網關管理較大范圍的RFID標簽，增強此類RFID標簽在較大范圍場地部署的便利性。另外，方案高頻通信部分還可以使用2.4GHz無線通信，其通信速率更快，功耗更低，節點至網關的通信距離達數十米以上，適用于網關管理范圍較小、RFID標貼數量更多，且功耗更低的應用場景。
廣芯微CEO王銳先生表示：“目前全球有百億計的物聯網終端，其中60%的聯網設備采用低功耗廣域網連接技術，在傳輸的信息量、傳輸距離、功耗和成本之間找到最佳平衡點是此類物聯網技術落地的關鍵。廣芯微一直致力于低功耗廣域網應用領域芯片的開發，先后發布了多款低功耗MCU芯片和無線射頻芯片，UM2082F08、UM2001、UM2002、UM2052、UM3213A和UM3243F都是廣芯微近年開發的MCU和射頻產品，我們以應用驅動設計，使我們的產品更契合低功耗廣域網應用的終端方案。”
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