国内UHF RFID传感器芯片面世，将助力实现“无源测温”

随着RFID技术在冷链跟踪、仓储、运输及智能监控领域的应用日益加强，集成在RFID标签芯片内的低压、低功耗的温度传感器技术得到了更多的研究和关注。传统的温度传感器电路因为需要较高的工作电压、较大的功耗电流和较长的A/D转换时间，很难应用于无源RFID标签，市面上已经有许多温度传感器的改进设计方案，但并不完美。在实际的无源RFID应用中，多数方案要以牺牲标签芯片的灵敏度、缩小读标签距离或降低读标签的效率为代价。

超高频无源RFID温度传感芯片——LTU27-Wx2

浙江悦和科技有限公司 易俊博士

据悦和科技的易俊博士介绍，LTU27-Wx2在传统RFID芯片上嵌入高精度超低功耗(1微瓦)温度传感器芯片，并内置512比特可擦写非易失性数据储存单元，供存储用户信息等数据。射频芯片通讯接口支持EPC Global C1G2 v1.2通信接口协议，用户读取芯片时除了能获得普通ID号之外，同时可获取即时温度信息。测量范围可达-40至+125摄氏度，常温单点校准后误差为1度，并且在35至42摄氏度之间时误差可小于0.1度，芯片拥有良好的一致性，为全球目前可提供量产的同类芯片中量程最宽、误差最小 的产品。

基于这颗芯片，用户可设计搭配各型UHF RFID读写设备搭建无源无线温度传感系统 ，安全无污染可广泛应用于医疗、食品、药品、畜牧、电力、铁路、工业制造等行业。记者了解到，悦和科技已经推出三个代表性的电子标签产品可供用户选型，分别是：BQ30004 PCB基材抗金属测温标签 ，专门为金属等复杂环境设计，具有测温范围宽、精度高、读取距离远、方便安装的特点，适用于电网在线温度实时监测、高负荷IT设备状态监测及其他包含高温过程的产线单品追踪及品质管理;BQ30011柔性测温标签 ，适合于生鲜、冷链、疫苗监测、文博保护等各种单品级测温应用;BQ40004陶瓷抗金属测温标签 ，可方便地应用于电力、能源、橡胶硫化等特殊工艺产线，及其他包含高温过程的场景。

解决“无源测温”难题，拓展严苛行业应用

以电力行业 为例，发电厂、变电站的高压开关柜、母线接头、室外刀闸开关等重要的设备，在长期运行过程中，开关的触点和母线连接等部位因老化或接触电阻过大而发热，而这些发热部位的温度无法监测，由此最终导致事故发生。

易博士告诉记者，近年来，在电厂和变电站已发生多起开关过热事故，造成火灾和大面积的停电事故，解决开关过热问题是杜绝此类事故发生的关键，实现温度在线监测是保证高压设备安全运行的重要手段。传统的测温方式在绝缘性能、安装方式、可靠性稳定性以及实施成本上存在各种各样的问题。基于RFID的“无源测温” 技术将为用户提供一种新的选择，消除了体积、功耗和成本等传统的问题。

在工业系统 中，温度是表征设备运行正常的重要参数。随着工业用电负荷的不断增长，为了避免因设备发热而导致的突发事件，温度的自动监测已经成为工业安全生产的重要环节。运行中的电气设备通常工作在高电压和大电流状态，设备中存在的某些缺陷会导致设备部件的异常温度升高。造成温度与接触电阻值的恶性循环，最终会导致设备不能正常工作，甚至烧毁，温度过高可能会引起燃烧、爆炸甚至设备损坏或质量事故。高压电气设备，由于故障测试手段有限，特别在开关箱和封闭母线内温度超限点更不易被发现。随着温升时间的延长，温度超限处将因发热而加大氧化程度，进而可能造成烧毁母线、触头、接点毁盘、停电等重大事故。

易博士强调，悦和科技通过将“环境感知+身份标识” 集成在一颗无源芯片内，收集环境能量工作，实现了小型化和低成本的目的，将物联网动态数据采集的末端延伸到更多物体，以期达到海量动态数据采集的目的，将成为支撑起万亿物联网应用乃至大数据、云计算、人工智能的核心基础。

最值得一提的是，易博士个人是悦和芯片的研发人员，多年研发累积的射频能量收集技术、超低功耗传感器技术以及超低功耗模拟电路设计经验在这款芯片上得到了极大的发挥。新的超低功耗电路设计，解决了低成本大规模制造封测等技术难题。据悉，悦和科技的超高频无源RFID温度传感芯片已经量产，其温度测量范围、精度、误差、灵敏度等核心指标均经过第三方专业机构检测，并达到世界领先水平。

芯片、产品和应用方案并举，打造健全的技术生态体系

记者了解到，悦科科技公司现拥有多名毕业于海外知名高等院校的博士、硕士专业人才，并均曾供职于全球著名500强相关企业。公司成立以来得到浙江当地省市区三级领导关怀，多次参观调研本公司，目前是杭州市海创园重点推荐项目、杭州市雏鹰企业、杭州市高新技术企业。截至目前已申请专利38项，其中授权19项。2017年4月估值7000万获得机构Pre-A轮投资。2017年11月获得第六届中国创新创业大赛国家赛电子信息行业总决赛优胜企业奖。

“悦和科技在过去、现在、将来都将紧紧围绕着核心基础研发、设计、生产、销售各种传感器+身份识别+标准通讯协议的集成芯片，以及由此派生出应用于各个专业领域的产品和方案，使用户原有系统能够更加耳听四面、眼观八方。”易博士告诉我们。

截至目前，悦和科技已与多家企业签署战略合作协议、保密协议、产品试用协议、销售协议，其中包括中国联通、联想集团、南瑞集团、智芯微电子 等国内知名企业，以及行业内特种标签龙头企业Smartrac 和世界500强企业电装集团(Denso) 。其产品的先进理念得到客户高度评价。

如您需要了解更多的技术细节，详询：18926789761 樊倩

附：视频介绍——悦和科技的超高频无源RFID温度传感芯片产品

MIT科研人员研发出的RFID标签，使化学物质探测效率再上一个台阶

如今，很多零售商和生产商都使用 RFID（射频识别）标签追踪产品。 RFID 标签的外观像一张贴纸，内含天线和芯片。当被贴在牛奶罐或衣领上时，使用接收机就可以读取 RFID 标签中存储的产品名称、状态和产地。除此之外，RFID 标签还被广泛应用于各种产品的物流管理、娱乐场所客流管理和运动管理中。

麻省理工学院自动化标识实验室（Auto-ID Lab）长期以来一直处于 RFID 技术的研发前沿。近日，该实验室将传感器功能融入 RFID 标签，研发出一种工作在超高频（UHF）波段的 RFID 标签，能测量葡萄糖浓度，并将信息转发出来。在未来，该团队计划用该 RFID 标签来感知环境中的化学物质和气体，比如一氧化碳。

参与研究的麻省理工学院机械工程研究生 Sai Nithin Reddy Kantareddy 表示，长期以来，研究人员一直试图拓展 RFID 的功能，将具有传感能力的 RFID 标签贴在各个地方，组成巨大的廉价探测网络，用来探测一氧化碳或者氨气，而无需电池供电。

Kantareddy 与研究科学家 Rahul Bhattacharya，以及麻省理工学院开放学习副总裁兼 Daniel Fort Flowers 机械工程教授 Sanjay Sarma 共同开发了这款新型 RFID 标签。

图丨Sanjay Sarma

Sarma 表示，RFID 标签是最廉价、最低功耗的射频通信工具。因此，RFID 标签融合传感功能，是物联网研究的一项里程碑。

以天线为中心的设计难逃多径干扰

之前，RFID 标签有多种类型，包括自带电池的主动 RFID 和不带电池的被动 RFID。 两种标签都包含一个小天线，用户可以通过阅读器读取标签中微型芯片中的信息。主动 RFID 标签无需外部供能，而被动 RFID 标签通过阅读器发射的微波获取能量。

近来，研究人员一直试图在被动 RFID 标签中融入传感功能。努力的方向主要包括研发能够对环境中的特定因子做出反应的天线，然后，天线向阅读器发送不同频率或者不同信号强度的数据，表明探测到了某种物质。

例如，Sarma 团队之前设计了一款 RFID 标签用的天线，会在不同的湿度下用不同的波形传输信号。他们还设计了能通过紧贴血管感知贫血的 RFID 标签。

然而，Kantareddy 认为，这种特定反应天线有一个弱点，就是多径干扰（multipath interference）。 即阅读器接收到的不仅是来自 RFID 标签的直接应答信号，还有直接应答信号通过环境反射到达阅读器的多径信号。多径信号会干扰信息的正常接收，导致虚警或者漏警。

基于芯片的新型设计

Sarma 团队另辟蹊径，在芯片上做文章。他们在市面上采购了能在半主动（拥有电池，但不主动发射信号）和被动两种模式下工作的 RFID 芯片，然后为其加上标准天线。接着，他们在市售芯片上附加了设计的新芯片，使得芯片组只有在特定环境刺激下才激活半主动 RFID 模式，发射一组特定信号。该信号与被动 RFID 模式下的信号不同，能可靠地通知接收者环境中出现了某种特定物质。

Kantareddy 表示，这种方案比基于天线的传感 RFID 技术更加可靠，用户不易受到多径效应的干扰。接下来，团队将致力于通过研究新的数据格式和增强发射信号的功率，进一步提高发送数据的可靠性，降低误报警可能性。

Bhattacharyya 强调，新方案还解决了基于天线的 RFID 传感技术面临的一大问题——大量 RFID 标签同时发射时的相互干扰。 之前被大量短距离被动标签发出的信号搞得困惑不已的用户，现在可以把阅读器放在远处，只有当环境中确实出现特定物质时，阅读器才会发出警报。

即插即用型传感器

在演示实验中，研究团队展示了一款基于市售葡萄糖传感器打造的 RFID 葡萄糖传感器。在葡萄糖接触到标签时，传感器中的电解质发生化学反应，产生电能，给 RFID 提供额外能量。

接着，RFID 标签脱离被动模式，转换为半主动模式。滴加的葡萄糖越多，半主动模式持续的时间就越长。

Kantareddy 表示，用户一接到半主动模式的信号，就可以知道标签已经发现葡萄糖。用户还可以进一步根据半主动模式的持续时间，来测定葡萄糖含量。

当然，目前新型 RFID 葡萄糖探测器的性能还比不上市售的成熟葡萄糖探测器。Kantareddy 表示，目前团队的主要目标不是研发葡萄糖探测器，而是展示，新型 RFID 探测器可以比传统的基于天线的 RFID 探测器更可靠地发送信号。

此外，新型 RFID 探测器的效率更高，因为一方面，在没有感测到目标物质时，RFID 标签工作在被动模式，并不耗电；另一方面，环境中的目标物质本身在接触探测器时也会产生能量，因此发送信号的过程耗费电池并不多。

目前，新型 RFID 标签发射的信号可以在 10 米外接收，而现有技术只能保证 1-2 米外的接收。

接下来，团队计划研发一种一氧化碳检测器。Kantareddy 指出，基于天线的 RFID 传感器设计，对于每种特定的目标物质，都要重新设计天线。而新设计无需更换天线，只需加入目标物质的检测芯片。因此，新型 RFID 传感器可以低成本大面积部署，用来对锅炉、输气管等关键系统进行“即插即用”式的监测。

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