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基本信息
- 項目名稱：
- 太陽能電池供電的RFID標(biāo)簽天線
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 太陽能電池供電的RFID標(biāo)簽天線
- 詳細(xì)介紹：
- 太陽能電池供電的RFID標(biāo)簽天線
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品設(shè)計了一種太陽能電池供電的RFID電子標(biāo)簽，其目的是為了避免有源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽的電池更換、減少對環(huán)境的污染、減少制作工藝的復(fù)雜度、縮小標(biāo)簽整體的面積、增加無源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽的通信距離。該電子標(biāo)簽包括：太陽能電池、標(biāo)簽天線和標(biāo)簽芯片。其中標(biāo)簽芯片既與太陽能電池相連又與標(biāo)簽天線相連，標(biāo)簽天線圍繞在太陽能電池的外部且保持一定的間隙，太陽能電池作為寄生單元與標(biāo)簽天線綜合設(shè)計。其創(chuàng)新點是太陽能電池不僅能為芯片供電，還能作為一個寄生單元被引入到標(biāo)簽天線中，使二者結(jié)合成一個電路單元，在標(biāo)簽小型化基礎(chǔ)上有效地增加閱讀距離，使其識別距離達(dá)到30米以上。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 通過用太陽能電池代替普通電池，將太陽能電池的極板作為標(biāo)簽天線的寄生單元，使太陽能電池和標(biāo)簽天線結(jié)合為一個電路單元。該RFID電子標(biāo)簽提高了有源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽的使用壽命，使有源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽可以長期工作而不需要更換電池，避免了因使用普通電池造成的環(huán)境污染、減少制作工藝的復(fù)雜度，增加了無源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽的通信距離，通過對太陽能電池和標(biāo)簽天線外形的綜合設(shè)計，縮小了標(biāo)簽整體的面積，降低了標(biāo)簽的制造成本。當(dāng)在無源模式下即無光的情況下，太陽能電池僅當(dāng)作是一個寄生單元，與其外圍的標(biāo)簽天線結(jié)合為一個電路單元，使得標(biāo)簽當(dāng)作普通的無源標(biāo)簽來使用。不用對太陽能電池再進(jìn)行加工改造，可以拿來商業(yè)上已經(jīng)生產(chǎn)好的太陽能電池直接使用，節(jié)省了再加工時所需的成本，使適用的范圍擴大。為了增加標(biāo)簽芯片的通信距離，根據(jù)使用的太陽能電池的尺寸、規(guī)格不同，可以通過修改其外圍的標(biāo)簽天線形狀和尺寸來使整體天線的阻抗與標(biāo)簽芯片的輸入阻抗共軛匹配，并且使其具有一定的增益。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 作品相關(guān)論文《Design of Antenna with a Solar Cell asa Parasitic Element in the UHF RFID Tag》。該論文發(fā)表在2011年智能控制與信息技術(shù)國際學(xué)術(shù)研討會，會議于2011年3月25日至27日在中國天津召開。
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 以技術(shù)入股方式與企業(yè)合作
作品可展示的形式
- 樣品
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 在應(yīng)用中，太陽能電池供電的RFID電子標(biāo)簽與普通標(biāo)簽的使用方式相同，對標(biāo)簽芯片的通信協(xié)議、閱讀器不做限制。但其優(yōu)勢及特點在于有光照時，它由太陽能電池供電，成為半有源標(biāo)簽；而無光照時，它成為普通的無源標(biāo)簽。該RFID電子標(biāo)簽拓展了RFID系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，可以將其應(yīng)用到大范圍的無人區(qū)中對設(shè)備的監(jiān)控和維護(hù)，減少人力的監(jiān)督，降低人力成本，提高工作效率。由于有源標(biāo)簽與無線傳感器節(jié)點類似，該RFID電子標(biāo)簽還可以應(yīng)用到WSN（Wireless SensorNetwork,無線傳感網(wǎng)絡(luò)）中，當(dāng)在環(huán)境監(jiān)測和軍事應(yīng)用等無線傳感節(jié)點大量使用的場合中，通過該RFID電子標(biāo)簽可以使WSN在沒有陽光下仍可以繼續(xù)工作，解決了無法對電池能量耗盡的無線傳感節(jié)點進(jìn)行更換電池的問題，其應(yīng)用前景十分廣泛。進(jìn)一步地，該RFID電子標(biāo)簽還可以應(yīng)用到定位技術(shù)等領(lǐng)域，以及其他與射頻識別技術(shù)相結(jié)合的領(lǐng)域，例如：可以用于濕度傳感標(biāo)簽、定位標(biāo)簽中等。
同類課題研究水平概述
- 無線射頻識別技術(shù)是從二十世紀(jì)九十年代興起的一項利用射頻信號進(jìn)行非接觸式雙向通信，自動識別目標(biāo)對象并獲取相關(guān)信息數(shù)據(jù)的無線通信技術(shù)。20世紀(jì)中后期，RFID技術(shù)在國外得到了蓬勃發(fā)展并被很多國家列為重點發(fā)展對象。進(jìn)入21世紀(jì)，國際主流半導(dǎo)體廠商Motorala、Infineon、TI、Philips、ATMEL等公司紛紛進(jìn)入RFID技術(shù)領(lǐng)域，為RFID系統(tǒng)提供了更加廣泛的應(yīng)用前景。同時，由美國麻省理工大學(xué)和英國劍橋大學(xué)發(fā)起成立的國際性RFID研究機構(gòu)-AutoID中心，在2003年推出了一系列研究成果，其中包括著名的電子碼（EPC）和“物聯(lián)網(wǎng)”的概念，并得到世界500強跨國公司中大多數(shù)企業(yè)和各國政府的支持。RFID技術(shù)被譽為即將成為繼互聯(lián)網(wǎng)和手機之后，全球信息產(chǎn)業(yè)的有一場技術(shù)革命。 近年來，中國制定自己RFID標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)程開始加速，技術(shù)研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化準(zhǔn)備工作也在同步進(jìn)行。中國射頻技術(shù)白皮書也于2006年6月出臺，為中國RFID發(fā)展指明了方向，奠定了基礎(chǔ)。2008年中國RFID發(fā)展已從技術(shù)研發(fā)階段進(jìn)入到應(yīng)用驅(qū)動階段，其主要特點是市場與應(yīng)用需求增長穩(wěn)健，規(guī)模越來越大。特別是金卡工程RFID應(yīng)用試點推動著行業(yè)應(yīng)用不斷拓寬，規(guī)?；瘧?yīng)用逐步形成，也推動了國內(nèi)RFID產(chǎn)品的自主研發(fā)和創(chuàng)新發(fā)展。 在射頻識別系統(tǒng)中，按照電子標(biāo)簽供電系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)，RFID電子標(biāo)簽主要分為有源標(biāo)簽、半有源標(biāo)簽和無源標(biāo)簽。有源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽具有外置的電池，通過外置的電池（通常為普通電池）為標(biāo)簽芯片的工作提供能量，使其有更遠(yuǎn)的通信距離及可以增加更多的電路功能。無源標(biāo)簽依靠閱讀器的射頻信號提供能量使其工作，無源標(biāo)簽有著成本低和大規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)點。 目前，國內(nèi)外現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下缺點和不足：有源標(biāo)簽和半有源標(biāo)簽因為增加了外置的電池，所以增加了制作工藝的復(fù)雜度；并且當(dāng)普通電池能量耗盡時需更換電池，增加了使用過程中的復(fù)雜度，而且普通電池還會造成一定程度的環(huán)境污染；由于電池有金屬極板，需要將太陽能電池和天線分開布置，以便降低電池對天線性能的影響。但是，這樣會造成標(biāo)簽的外形尺寸較大，在許多場合無法使用。
