近年來，越來越多的零售商和制造商選擇利用RFID（射頻識別芯片）來追蹤它們的產(chǎn)品。通常這些RFID都是基于一張紙質標簽外加一個簡單的天線和存儲芯片。當這些RFID標簽貼在牛奶盒或夾克上時，它們可作為智能標記，向射頻讀取器發(fā)送相關產(chǎn)品的身份、狀態(tài)或位置等信息。

除了可在整個供應鏈上標記產(chǎn)品外，RFID標簽還廣泛用于追蹤從賭場芯片和牧場牛，到游樂園游客以及馬拉松選手的各個場景。

MIT（美國麻省理工學院）的Auto-ID實驗室一直處于RFID技術開發(fā)的前沿。據(jù)麥姆斯咨詢報道，現(xiàn)在，該實驗室的研究人員正在嘗試為RFID技術開拓新的功能：感知。他們開發(fā)了一種新的超高頻（UHF）RFID標簽傳感器，能夠感知峰值葡萄糖并進行信號的無線傳輸。未來，該團隊計劃完善這款RFID傳感器，監(jiān)測環(huán)境中的化合物和氣體（例如一氧化氮CO）。

“人們希望從現(xiàn)有RFID基礎設施中挖掘更多價值，拓展更多的應用，例如傳感，” MIT 機械工程學院研究生Sai Nithin Reddy Kantareddy說，“我們可以打造成千上萬的這類很便宜的RFID標簽傳感器，把它們貼在建筑墻壁或各種物體上，無需額外的電池就能探測環(huán)境中各種常見氣體，例如一氧化碳或氨氣等。并以很低的成本打造一個巨大的傳感網(wǎng)絡。”

Kantareddy的研究團隊成員包括科學家Rahul Bhattacharya，以及MIT機械工程部Fred Fort Flowers和Daniel Fort Flowers教授兼開放學習副主席Sanjay Sarma。

“RFID是目前最便宜、功耗最低的RF通信協(xié)議，” Sarma稱，“當通用的RFID芯片能夠通過對標簽進行改進來感知真實世界，那么真正意義上的傳感無處不在將成為現(xiàn)實。”

混雜波

目前，RFID標簽有多種配置可供選擇，包括電池供電型和無源型。兩種類型的RFID標簽都包含一個小型的天線，通過反向散射RF信號和遠處的讀取器通信，向后者發(fā)送存儲在標簽中小型集成芯片上的數(shù)據(jù)或簡單代碼。電池供電型標簽包含一塊為芯片供電的小型電池。而無源RFID標簽則從讀取器本身收集能量，讀取器在FCC限定內發(fā)射能量恰到好處的無線電波，為RFID標簽中的存儲芯片以及反射信號接收提供能量。

近年來，研究人員已經(jīng)開始試驗各種方法將無源RFID標簽轉變成無需電池或無需更換的能夠長期運行的傳感器。這些努力通常主要針對標簽天線進行設計改造，使其電學性能響應某些環(huán)境刺激而變化。因而，當探測到某種刺激時，天線會以不同的特征頻率或信號強度將無線電波反射回讀取器。

例如，Sarma的團隊之前設計了一款RFID標簽天線，能夠響應泥土中的濕度，改變無線電波的發(fā)射。該團隊還制造了一款天線，能夠感知流經(jīng)RFID標簽血液的貧血狀況。

但是，Kantareddy稱這類以天線為中心的設計有很多缺陷，其中主要的是“多路干擾”——即使是來自單一源（例如一個RFID讀取器或天線）的無線電波也會在多個表面上反射，從而帶來混雜影響。

“根據(jù)環(huán)境狀況，無線電波會在反射回標簽前在墻壁和物體上多次反射，這會干擾并形成噪音，”Kantareddy 說，“采用基于天線的傳感器，有更高的幾率會得到錯誤的確定或否定信號，這意味著有可能傳感器的響應并不準確，因為它會受到無線電場的干擾。因此基于天線的傳感缺乏足夠的可靠性。”