摘要：根据前史开展现状扼要介绍RFID技能概念、组成、主要特点及技能约束，一起经过总结查找的国内外相关材料论说了RFID技能在温度传感器方面的运用(包含学术研讨和商业化)、现在的品种和所能到达的特性，然后提出RFID温度传感器开展需求处理的若干问题。
自动辨认技能是一种高度自动化的信息和数据搜集技能。自动辨认系统在收支操控与安全运用方面，在供给链与制作进程工业范畴的产品盯梢方面，以及在零售终端方面的运用等很遍及。现在最遍及的自动辨认要算七十年代开发的条形码技能。近年来，射频辨认(Radio Fre quency Identification，RFID)技能在自动辨认中得到较多运用。一起，射频辨认在温度传感器方面的研讨与商业化也展示出杰出远景。下面阶段别离就射频辨认技能和射频辨认温度传感器打开论说。
1 射频辨认技能
射频辨认技能运用无线射频办法在阅览器和应答器之间进行非触摸双向数据传输，以到达方针辨认和数据交换的意图。辨认作业无须人工干预，可作业于各种恶劣环境。RFID技能可辨认高速运动物体并可一起辨认多个标签。与传统的自动辨认系统(如条形码)比较，RFID技能具有许多优势：能够定向或不定向的远间隔读写数据，无需坚持目标可见;能够透过外部材料读取数据;能够一起处理多个电子标签;能够在恶劣环境下作业;能够贮存的信息量很大;能够经过RFID标签对物体进行物理定位等。但RFID标签不能象条形码那样随意丢掉。
射频技能的根本原理是电磁理论。射频辨认技能的根本原理是运用射频信号和空间耦合传输特性来取得对被辨认物体的自动辨认。射频辨认系统一般由电子标签和阅览器两部分组成，根本模型图见图1。阅览器和电子标签之间的射频信号的耦合类型包含电感耦合(变压器模型)和电磁反向散射耦合(雷达原理模型)。电子标签附着在被辨认的物体上，当进入可辨认规模时，阅览器以非触摸的办法将标签中的信息提取出来。射频标签分为有源和无源两种。有源标签辨认间隔较长体积较大，但寿数有限且价格较高;无源标签则相反。应答器一般由集成电路连接到天线，收发器
质询应答器以了解其间的贮存信息，包含产品系列号以及其它相关用户写入的信息。RFID系统算是一种传感系统。但是，射频通讯和半导体电路的物理性质约束了RFID应答器的巨细空间和能够到达的功能。典型的应答器由微芯片和天线组成，用来经过射频电波传达信息。应答器有自动式和被动式两种。自动式应答器在标签上有一个电源供给，比方说电池。而被动式的应答器都是经过收发器的质询信号来取得能量。大多数状况下，无论是自动式仍是被动式的发射应答器只要在收发器质询时才发射一个信号。自动式的操作间隔能够较远，甚至在恶劣的环境中。长途耦合系统的操作间隔一般在1米之内，频率低于135 kHz(该频段特点是具有杰出的物体穿透才能)，或许是6.75 MHz、13.56 MHz和27.125 MHz中的一个;长间隔系统操作间隔一般在1米到10米之间(当然航空应答器操作间隔更长，几百米到上千米)，现在运用915 MHz(欧洲制止)以及2.45 GHz、5.8 GHz和24.125 GHz。应答器的数据数量从几位到几千个字节。数据数量影响到RFID系统的可用频率，故此，高数据量的标签一般用于超高频率以便一切数据能够在若干毫秒内读完。只读的应答器比可读/写的应答器相对价格要低，但运用的场合受限，由于标签上的物品信息无法更新。但是，可读/写的应答器安全功能要低。多页可读/写的应答器处理了这个问题，由于每个用户能够授权一页信息。被动式读/写的应答器常常运用电可擦除式只读存储器(EEPROM)，占用%&&&&&%较大的空间并耗费较大的电流。而被动式应答器需求减小功耗以便确保操作间隔。别的，EEPROM的读取次数也有约束，不会超越几十万次，而且读取时刻很慢(一百毫秒左右)。典型的低功耗应答器耗费10μW到50μW的能量。被动式应答器一般经过电感耦合(质询信号发生的磁场)、%&&&&&%耦合(质询信号发生的电场)或许远场能量搜集的办法取得能量。跟着电池技能的前进，自动式应答器的寿数在达观且慎重运用下能够挨近十年。当同一通道的多个应答器对同一个收发器发生反应时它们的信号或许彼此影响，构成的结果便是传输失利。RFID的防抵触办法受制于初级的运算才能，包含内存有限。别的，费用也是个大问题。尤其是频域防抵触法，尽管通讯才能健旺但杂乱程度和费用都很高。现在的大多数防抵触法是时域防抵触法，也便是传输的方位跟着时刻改变。在数据安全方面，最好的状况是应答器和收发器彼此辨认授权。德州仪器和微芯公司现已开宣布授权和加密的应答器。
2 RFID温度传感器
跟着RFID和传感器技能的老练，近年来人们重视将它们集成。现在有两种RFID传感器标签系统：一种RFID标签集成传统电池支撑的传感器于硅芯片上并带有模/数转化器;这种技能适宜多种传感器，但标签尺度大且本钱高，且寿数受限于电池容量。第二种将传感器集成于标签天线上，这样尺度和本钱下降，但怎么规划这样的传感器元件成为问题所在。一般来说，射频辨认技能辨认间隔可达几十米以上。带有智能传感器的RFID，是无线传感网络的重要组成部分。别的，温度是很重要的环境参数之一，温度传感器应该能够监督和记载要害的温度改变。在标签芯片中嵌入温度传感电路是一大方向。现在根据CMOS工艺的RFID温度传感办法有两种典型结构。一种是运用模数转化将与温度有关的电压信号转化成包含温度信息的数字信号。另一种是选用时域数字量化的办法将周期随温度改变的信号转化成包含温度信息的数字信号，即运用一个输出周期随温度改变的时钟对一个脉冲宽度与温度无关的脉冲信号进行采样计数，或许运用一个输出周期与温度无关的时钟对一个脉冲宽度随温度改变的脉冲信号进行采样计数;终究经过数字信号处理得到温度信息。选用第一种结构特点是丈量规模宽，丈量精度高，测验本钱低，但功耗较大，在几百微瓦到几毫瓦;第二种结构丈量范嗣较小，丈量精度不高，但功耗低。下面是关于温度传感器究和运用的一些比如。
在研讨方面，瑞典中部大学的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，印刷的结构能够阐明自前次读数之后是否标签露出于过火的温度环境之中，并可用于温度传感器寿数太短或太贵的场合;上述试验在几米规模施行。中国科学院Shenghua Zhou和NanjianWu论说“一种新式的低功耗温度传感器适于UHF RFID标签芯片”，指出被动式RFID标签芯片对功耗太灵敏，很难在不缩短标签操作间隔的前提下将传感器与模数转化器惯例办法嵌入，即便驱动模数转化的功耗为几个μW也会大大缩短操作间隔。他们的办法使功耗降到0.9μW，校对后的精确度为±1℃。复旦大学Conghui Xu等人研讨的低功耗CMOS型RFID温度传感器，功耗26μA～1.8 V，丈量规模-20℃到120℃，校对后精度为±0.65℃。别的，天津大学的王倩等人提出的无源CMOS温度传感器，适用温度规模-50℃到50℃，功耗789 nW，分辨率较高。在商业运用方面，加拿大的GAO RFID Inc制作的有源温度传感器标签(类型：127003L)以2.45GHz频率操作，供给物品温度的实时搜集监控;而且，这些标签答应设置鸿沟温度以便温度被超越时宣布警报。该标签能够设置成每隔必定时刻间隔发送或许进入休眠状况。丈量间隔最远可达50米，每秒可读100个标签，功耗为7μA，3 V，电池寿数两年，丈量温度能够从-80℃到120℃，仅有缺乏的是精度为±2℃。坐落土耳其的Alvin Systems有限公司制作灵活的RFID传感器标签，能够贴在物品盒子或袋子上定时记载监督环境温度。记载下的数据存于标签的内存，能够经过专门的阅览器实时阅览和剖析，然后获悉运送或贮藏的温度是否适宜。别的，加拿大的Proxima RFTechnologyCorp作业人员以为，现在RFID标签的增加大都集中于被动式超高频(UHF)标签，一起被动式高频(HF，13.56 MHz)商场也在扩展，由于HF型RFID标签的耐湿润特性使其成为高水分物品运用的杰出挑选，包含冰、水、肉类和饮料。
从以上能够看出，将温度传感器集成到RFID标签遇到几个应战：1)温度传感器应该ON—CHIP而且易校对以便下降费用;2)功耗要严厉约束;3)在丈量规模内精度要高;4)应答器和收发器的标准化要构成。新颖灵活的RFID标签温度传感器应具有以下特性：①尺度紧凑;②大数据量存储;③价格便宜;④功耗低;⑤丈量规模较宽;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电源寿数能到达二到三年。
3 结束语
本文论说了RFID技能概念、组成、主要特点及技能约束，一起引证国内外相关材料论说了RFID技能在温度传感器方面的运用(包含学术研讨和商业化)、现在的品种和所能到达的特性，一起，文章也论述了RFID温度传感器开展需求处理的若干问题，期望能为读者等做些参阅。
