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工程师将RFID标签设置为传感器

Sarma的小组回收了一种新的要领:他们实验定制其内存芯片,而不是哄骗标签的天线。他们购置了现成的集成芯片,旨在在两种差异的电源模式之间切换:基于射频能量的模式,雷同于完全无源的RFID; 和局部能量帮助模式,譬喻来自外部电池或电容器,雷同于半无源RFID标签。

麻省理工学院的Auto-ID尝试室恒久以来一直处于开拓RFID技能的最前沿。此刻,这一组的工程师正在将技能转向新成果:传感。他们开拓了一种新的超高频或UHF RFID标签传感器设置,可检测葡萄糖峰值并无线传输此信息。在将来,该团队打算定制标签以检测情况中的化学物质和睦体,譬喻一氧化碳。

固然该团队的传感器能​​够检测葡萄糖,但其机能低于市售的葡萄糖传感器。Kantareddy说,方针不必然是开拓RFID葡萄糖传感器,而是为了表白该组的设计可以被哄骗以比基于天线的传感器更靠得住地感知某些对象。

Kantareddy说,感知这种新的功率模式的读者可以将其表明为葡萄糖存在的信号。读者可以通过丈量芯片保持电池帮助模式的时间来潜在地确定葡萄糖的量:在该模式中保存的时间越长,必需存在的葡萄糖越多。

“对付基于天线的设计,您必需为特定应用设计特定的天线,”Kantareddy说。“有了我们的产物,您可以利用这些商用电极举办即插即用,这使得整个产物可以扩展。然后您可以在家中或在可以监控锅炉,气体容器或管道的设施中陈设数百或数千个电极。 “

最近,研究人员一直在试验将无源RFID标签转换为传感器的要领,这些传感器可以在很长一段时间内运行而无需电池或改换。这些尽力凡是会合于哄骗标签的天线,以这样的方法对其举办设计,使得其电特性响应于情况中的某些刺激而改变。功效,天线应该以特征差异的频率或信号强度将无线电波反射回读取器,表白已经检测到某些刺激。

但Kantareddy暗示,这种以天线为中心的设计存在一些缺点,主要是“多径滋扰”,这是一种夹杂效应,纵然来自RFID阅读器或天线等单一来历的无线电波也能反射出多个外貌。

譬喻,Sarma的团队之前设计了一种RFID标签天线,它可以改变无线电波响应泥土中水分含量的方法。该团队还建造了一个天线,用于感知流过RFID标签的血液中的贫血迹象。

除了密切存眷整个供给链中的产物外,RFID标签还用于追踪从赌场筹码和牛到游乐土旅客和马拉松运带动的所有内容。

今朝,很多零售商和制造商正在利用RFID或射频识别标签跟踪他们的产物。凡是,这些标签以纸质标签的形式呈现,配备有简朴的天线和存储芯片。当贴在牛奶盒或夹克衣领上时,RFID标签充当智能签名,向射频读取器传送关于给定产物的身份,状态或位置的信息。

该团队利用尺度射频天线将每个芯片建造成RFID标签。在一个要害步调中,研究人员在存储芯片周围构建了一个简朴的电路,使芯片只有在感知到某种刺激时才气切换到局部能量帮助模式。当处于这种帮助模式(贸易上称为电池帮助被动模式或BAP)时,芯片发出新的协议代码,差异于它在被动模式下发送的正常代码。然后,读者可以将该新代码表明为已经检测到感乐趣的刺激的信号。

“这种要领很有意思,因为它也办理了信息过载的问题,大概与情况中的大量标签有关,”Bhattacharyya说。“不必常常通过短间隔无源标签理会信息流,RFID读取器可以安排得足够远,以便只转达重要事件,而且需要举办处理惩罚。”

“即插即用”传感器

今朝,RFID标签有多种设置,包罗电池帮助和“被动”品种。两种范例的标签都包括一个小天线,通过反向散射RF信号与长途阅读器通信,向其发送一个简朴的代码或存储在标签的小型集成芯片中的数据集。电池帮助标签包罗为该芯片供电的小型电池。无源RFID标签设计用于从读取器自己获取能量,其自然地在FCC限制内发射足够的无线电波觉得标签的存储器芯片供电并吸收反射信号。

“通过我们的设计,数据越发靠得住,”Kantareddy说。

展望将来,他打算开拓一种RFID一氧化碳传感器,将他的设计与差异范例的电极相团结,这些电极设计用于在气体存在下发生电荷。

研究人员将这些电极毗连到RFID标签的存储芯片和电路上。当他们向每个电极添加葡萄糖时,发生的电荷导致芯片从其无源RF功率模式切换到当地电荷帮助功率模式。他们添加的葡萄糖越多,芯片在这种二次功率模式下逗留的时间就越长。

麻省理工学院机器工程系的研究生Sai Nithin Reddy Kantareddy暗示:“人们正在寻求更多应用,如感到,以从现有的RFID基本设施中得到更多代价。” “想象一下,建设数以千计这些自制的RFID标签传感器,您可以将它们贴在基本设施或周围物体的墙壁上,以检测一氧化碳或氨等常见气体,而无需特另外电池。您可以将它们便宜地陈设在庞大的网络。”

作为示范,研究人员开拓了一种RFID葡萄糖传感器。他们成立了贸易上可得到的葡萄糖感到电极,个中布满了电解质葡萄糖氧化酶。当电解质与葡萄糖彼此浸染时,电极发生电荷,充政府部能量源或电池。

工程师将RFID标签配置为传感器