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Intel研究人員開發(fā)出一種可獲取周圍射頻能量的無源標簽
聽起來這可能像科幻故事，Intel 西雅圖研究中心的總工程師 Joshua Smith 及其 Intel 和華盛頓大學的科學家團隊正開發(fā)一種可從稀薄空氣獲取能量的無源 RFID 感應器。更精確地說，這種標簽可以獲取周圍的射頻能量 - 即已有的電視、收音機和手機基站等其它源頭發(fā)射的 RF 。
在一次實驗中，小組在西雅圖實驗室外面的陽臺上安裝一個感應器標簽原型。原型包括一個由打印電路板組成的能量獲取器，大小約 2 英寸 * 4 英寸，與一個電視機頂天線相連（常見用于接收空中電視廣播）。研究人員將天線對著 4 公里外一個以 674 - 680 MHz 播送 960kW 有效輻射功率的 電視接收塔。
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WARP原型包括一個與電視機頂天線相連的能量獲取器
據(jù) Smith 稱，原型無線周邊射頻能量（Wireless Ambient Radio Power，WARP）設備可以獲取電塔發(fā)射的 RF 信號，儲存的能量足夠為帶有 LCD 顯示屏的溫度計和濕度計供電。研究人員還可以調整這個原型獲取周圍其它來源的 RF 能量，如 FM 射頻、AM 射頻或手機站信號。
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固定在西雅圖實驗室陽臺的WARP設備可以為帶有 LCD 顯示屏的溫度計和濕度計供電
但是，WARP 只是 Smith 及其團隊開發(fā)的無線識別和感應平臺 (WISP) 項目的一部分，這個項目開發(fā)可獲取 RF 能量的無源 RFID 標簽，用于支持感應應用。標簽的其它同類設計包括從一臺 RFID 閱讀器獲取周圍能量，存儲在一個電容里，使標簽沒有被讀取時也可以進行數(shù)據(jù)存入，或從一臺閱讀器的信號中獲取足夠的能量來收集感應信息，并立即傳送回閱讀器。
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無線識別和感應平臺（WISP）標簽原型
WISP 標簽的感應器可以測量光、溫度和張力（與原始尺寸大小相比物體的變形情況）?！坝幸粋€想法是在飛機的機翼里嵌入大量的張力感應器，” Smith 稱，“手持 RFID 閱讀器或是安裝在飛機某處的一臺閱讀器讀取這些感應器。WISP 標簽還可以被用于測試保護標簽數(shù)據(jù)的密碼計算。
每個 WISP 包含一個微控制器，不僅可以與市場上的 EPC Gen 1 或 2 RFID 閱讀器通訊，還可以控制與標簽相連的感應器。據(jù) Smith 稱，絕大多數(shù) RFID 芯片不含微控制器（至少由 20，000 個晶體管組成）。RFID 芯片含一個有限狀態(tài)機，通常由較少的半導體來執(zhí)行一套固定的功能（如執(zhí)行 EPC 協(xié)議）?！白畲蟮牟煌?，” Smith 稱，“有限狀態(tài)機是不可編程的，它們不運行軟件?！?/FONT>
標簽還包括一支天線和阻抗匹配元件、一個 RF 能量收獲器、一個解調器從閱讀器與標簽的抽取信息、一個反向散射解調器來傳輸標簽 - 閱讀器的數(shù)據(jù)，及一個穩(wěn)壓器。
不論 WISP 是否能被轉化成一個商業(yè)產品，如果可以，也很難預測時間，Smith 稱。然而，這項技術經過四年的研發(fā)已經成熟了，他稱。
Smith 舉了兩個可能的應用。在冷鏈運輸中，WISP 標簽連同溫度感應器可以被放在食品、血漿、溫度敏感化合物或其它易腐敗物品上。當貨品處于冷藏時，固定位置的 Gen 2 RFID 閱讀器可以定期讀取標簽。每次被讀取時，標簽發(fā)送它們的 ID 碼和所要求的溫度數(shù)據(jù)。同時，WISP 標簽的一個法拉電容在閱讀器每一次讀取時，也會收集閱讀器信號的一些 RF 能量。當標簽處于讀取間隔期內和不在 RFID 閱讀器的讀取距離時，由法拉電容存儲的能量供電，標簽也會定期地讀取溫度。這些讀取數(shù)據(jù)登記在標簽的內存里，并在貨物到達終點時傳輸給閱讀器。這些數(shù)據(jù)記錄會立即展示貨品在運輸過程出現(xiàn)的任何可能有害的低溫和高溫。
在另一個應用情景，WISP 標簽可被集成進很難到達的地區(qū)，間斷性地讀取標簽以監(jiān)測特定條件。舉個例子，WISP 標簽和一個內嵌式水感應標簽可以被放置在房頂?shù)拇纱u下，定期讀取標簽以檢查漏水情況，這樣在造成更大損壞之前讓用戶快速隔離和修復滲漏。
WARP 標簽要求大天線來獲取周邊的 RF 信號，所以它的放置位置受到了限制。另一方面，其它 WISP 標簽的原型尺寸與傳統(tǒng)的無源 RFID 標簽類似。
提高硅芯片的功率及減少芯片的制造成本可以降低 WISP 標簽的成本。Smith 認為 WISP 標簽的價格更接近有源標簽（每只 50 美元左右）。WISP 標簽所采用持定感應器的復雜性極大影響了標簽的價格。將來，當感應器可以集成到標簽芯片而不是作為生產的另一個步驟時，標簽成本會開始下降。
WISP 標簽可被標準的 EPC Gen 2 閱讀器讀取是這套系統(tǒng)一個極大優(yōu)勢，因為如果 WISP 標簽只能由特定的 WISP 閱讀器所讀取，那么整套系統(tǒng)的成本會提高很多。
感應數(shù)據(jù)可以被存放在標簽芯片的用戶內存里，接著發(fā)往采用 EPC Gen 2 協(xié)議發(fā)送數(shù)據(jù)的閱讀器。利用 Gen 2 協(xié)議，EPC 碼或其它的識別碼可被送到閱讀器，這樣在閱讀器端，標簽可以被識別，并與感應器數(shù)據(jù)相對應。
目前，WISP 標簽讀取距離達 10 英尺，然而，芯片功率的提高和集成 WISP 芯片會提高讀取距離。
