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无源rfid温度标签可以让你隔着箱子知道里面的温度不用穿透
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我们可以并不需要电源的支持,来通过数字化的方式获取环境参数,包括温度。这种技术可以应用在冷链物流,养殖业,生物技术行业等。可以避免电池续航难的问题,同时也可以避免有线的方式产生的不方便,另外也可以让温度标签设计的更小,更薄,更方便应用到任何领域。
一些技术人员认为,未来,看似看不见的计算机将嵌入到任何地方,收集有关环境的数据,并使其对决策者有用。实现这种无处不在的计算的一种方法是分散测量光、温度或运动等的微小传感器。
但如果没有持久电源,此类传感器需要每隔几个月更换一次电池。西雅图英特尔研究的研究员Josh Smith说,换句话说,无处不在的传感器也可能意味着“无处不在的电池没电”。
Smith和他的团队正在解决这个问题,不是通过研究更耐用的电池,而是试图完全消除对电池的需求。相反,他们的原型设备使用与无电池射频识别(RFID)标签相同的清功率技术。
扔掉传感器电池的概念并不新鲜。研究人员建议从环境振动或环境光中捕获能量,为传感器供电(请参阅“纳米发电机的免费电力”)。但目前还不清楚捕获环境能量的技术是否可以以低廉的价格集成到传感设备中。
相比之下,RFID标签中使用的技术在RFID阅读器扫描时传输少量信息,足够便宜,可以集成到传感器中并大规模生产;它们已经被广泛用于跟踪牲畜和货物,以及通过高速公路上“轻松通道”的汽车。
Smith解释说,英特尔的传感器设备使用现成的组件:用于发送和接收数据并从阅读器收集能量的天线,以及一个包含传感器的微控制器——一种只需要数百微瓦电力即可收集和处理数据的小型计算机。
天线直接从RFID阅读器发射的无线电波中获取这种功率。当标签在读取器的范围内时,读取器的无线电信号通过天线,产生激活标签的电压。然后,标签能够通过称为后向散射的过程向读者发送信息,其中天线基本上反映了接收无线电信号的数据编码变化。
Smith的团队添加到RFID天线中的微控制器包括16位微处理器、8千字节闪存和256字节的随机存取内存。
微控制器的主要工作之一是确保信息无错误地传输给读者,这需要比传统RFID标签处理的更多的计算。在典型的标签中,错误检查信息是预先计算并存储在芯片上的;但对于传感器,Smith说,这些信息需要在收集数据时实时计算。
就像RFID标签一样,无电池传感器只有在遇到阅读器时才会打开。Smith说,只要RFID阅读器在设备的范围内,它就可以收集数据并将其发送给阅读器。
圣梅佳首席技术官齐克·梅佳说,无电池传感器在许多领域都可能有用,包括医学。总部位于保罗的数字天使,RFID标签制造商。Mejia说,他们随时都可以“检查身体的状态和某些状况”,从糖尿病患者的葡萄糖水平到血液和其他体液的pH值。
以目前的形式,英特尔的传感器需要距离读卡器大约一米以内才能激活。这比某些应用的理想更接近,例如测量大板条箱中包装的食物的温度或厚壁上的振动。问题在于,虽然微控制器只需要一毫瓦的功率即可运行,但它需要三伏的电力才能打开,传感器必须在行业标准RFID阅读器的一米内才能产生如此多的能量。但Smith说,随着微控制器处理数据的方式略有变化,该集团可能会将电压要求降低到1.8伏特,从而将范围扩大到大约五米。
该团队的最新原型将光传感器、温度传感器甚至倾斜传感器集成到一个无电池设备中。研究人员正在研究如何将微控制器和天线集成到一个更容易在现场安装的单片机中。与此同时,他们开发了一个RFID天线可以从阅读器中获得多少能量的视觉演示:他们用它来为手表上的秒针供电。
Smith说:“令人惊讶的是,这种看不见的能量形式——无线电波——实际上可以让手表移动。”Smith说,一只秒针的滴答声大约和从他的传感器发送一点数据一样多。