RFID技术及其在温度传感器方面的应用

的Jinlan Gao等人将印刷的纳米传感器结构集成于UHF RFID标签天线上，印刷的结构可以说明自上次读数之后是否标签暴露于过分的温度环境之中，并可用于温度传感器寿命太短或太贵的场合;上述实验在几米范围实施。中国科学院Shenghua Zhou和NanjianWu论述“一种新型的低功耗温度传感器适于UHF RFID标签芯片”，指出被动式RFID标签芯片对功耗太敏感，很难在不缩短标签操作距离的前提下将传感器与模数转换器常规方式嵌入，即使驱动模数转换的功耗为几个μW也会大大缩短操作距离。他们的方法使功耗降到0.9μW，校正后的精确度为±1℃。复旦大学Conghui Xu等人研究的低功耗CMOS型RFID温度传感器，功耗26μA～1.8 V，测量范围-20℃到120℃，校正后精度为±0.65℃。另外，天津大学的王倩等人提出的无源CMOS温度传感器，适用温度范围-50℃到50℃，功耗789 nW，分辨率较高。在商业应用方面，加拿大的GAO RFID Inc制造的有源温度传感器标签(型号：127003L)以2.45GHz频率操作，提供物品温度的实时收集监控;并且，这些标签允许设置边界温度以便温度被超过时发出警报。该标签可以设置成每隔一定时间间隔发送或者进入休眠状态。测量距离最远可达50米，每秒可读100个标签，功耗为7μA，3 V，电池寿命两年，测量温度可以从-80℃到120℃，唯一不足的是精度为±2℃。位于土耳其的Alvin Systems有限公司制造灵巧的RFID传感器标签，可以贴在物品盒子或袋子上定期记录监视环境温度。记录下的数据存于标签的内存，可以通过专门的阅读器实时阅读和分析，从而获知运输或储藏的温度是否合适。另外，加拿大的Proxima RFTechnologyCorp工作人员认为，现在RFID标签的增长大都集中于被动式超高频(UHF)标签，同时被动式高频(HF，13.56 MHz)市场也在扩大，因为HF型RFID标签的耐潮湿特性使其成为高水分物品应用的良好选择，包括冰、水、肉类和饮料。

从以上可以看出，将温度传感器集成到RFID标签遇到几个挑战：1)温度传感器应该ON—CHIP并且易校正以便降低费用;2)功耗要严格限制;3)在测量范围内精度要高;4)应答器和收发器的标准化要形成。新颖灵巧的RFID标签温度传感器应具有以下特性：①尺寸紧凑;②大数据量存储;③价格便宜;④功耗低;⑤测量范围较宽;⑥机械/热/化学强度和耐用性好;⑦温度传感器的灵敏度可达0.2℃;⑧电源寿命能达到二到三年。

3 结束语

本文论述了RFID技术概念、组成、主要特点及技术局限，同时引用国内外相关资料论述了RFID技术在温度传感器方面的应用(包括学术研究和商业化)、目前的种类和所能达到的特性，同时，文章也阐述了RFID温度传感器发展需要解决的若干问题，希望能为读者等做些参考。