對先進技術和物聯網(IoT)的日益依賴
，推動了對傳感器的需求，這些傳感器可方便地從少量到大量部署，並且提供低擴展成本和免維護。

 

技術的進步使許多不同類型設備之間的互聯成為可能。始於智能手機的互聯已經演變成溫控器
、家電、車輛和其它被稱為物聯網(IoT)shebeidelianwang。wulianwangyoutongguogezhongjiekoulaihuichuanshushujudexuduoshebeizucheng，wuxianyunjiekoushizuichangjiandejiekou。suizhehulianshebeishuliangbuduanzengchang
，duigengduoshujudexuqiuyesuizhizengchang。

 

產生數據的來源很多
，電子傳感器通常用於收集互聯設備的數據。傳感器是一種將物理或環境特性如溫度和濕度轉換成電信號的器件。

 

對數據的需求推動了不同類型傳感器市場的增長，如為係統提供工作所需數據的溫度、濕度、壓力和距離傳感器。由於物聯網以前所未有的動能處理來自不同渠道的的數據，電子傳感器將更加普及。據 Markets and Markets研究，全球傳感器市場預計將在2022年超過380億美元。從更多地點獲取更多傳感器數據的需求將推動新型傳感器的開發
，這些傳感器體積更小
、功耗和成本更低，並且易於大量和在狹小空間部署。

 

 

傳chuan統tong的de電dian子zi傳chuan感gan器qi無wu論lun設she計ji怎zen樣yang
，都dou包bao含han相xiang同tong的de功gong能neng模mo塊kuai。傳chuan感gan器qi的de核he心xin模mo塊kuai是shi實shi際ji的de感gan測ce元yuan件jian。感gan測ce元yuan件jian是shi傳chuan感gan器qi的de一yi部bu分fen，它ta對dui傳chuan感gan器qi環huan境jing作zuo出chu響xiang應ying
，並bing將jiang環huan境jing條tiao件jian轉zhuan換huan為wei電dian參can數shu。除chu了le感gan測ce元yuan件jian，傳chuan感gan器qi還hai需xu要yao電dian源yuan用yong於yu傳chuan感gan器qi內nei部bu的de電dian子zi元yuan件jian和he數shu據ju處chu理li及ji互hu聯lian電dian路lu。大da部bu分fen電dian子zi傳chuan感gan器qi包bao括kuo感gan測ce元yuan件jian、電dian源yuan模mo塊kuai和he位wei於yu每mei個ge感gan測ce節jie點dian的de數shu據ju處chu理li模mo塊kuai。隨sui著zhe需xu要yao更geng多duo的de感gan測ce數shu據ju，擴kuo展zhan到dao多duo個ge感gan測ce節jie點dian所suo需xu的de成cheng本ben成cheng為wei一yi些xie應ying用yong的de障zhang礙ai。傳chuan感gan器qi電dian源yuan和he通tong信xin模mo塊kuai所suo需xu器qi件jian的de物wu理li尺chi寸cun限xian製zhi了le小xiao尺chi寸cun傳chuan感gan器qi的de選xuan用yong，而er由you電dian池chi供gong電dian的de傳chuan感gan器qi涉she及ji維wei護hu和he環huan境jing問wen題ti，這zhe也ye限xian製zhi了le傳chuan感gan器qi在zai某mou些xie應ying用yong中zhong的de部bu署shu。傳chuan統tong的de電dian子zi傳chuan感gan器qi的de成cheng本ben和he尺chi寸cun限xian製zhi了le傳chuan感gan器qi網wang絡luo的de擴kuo展zhan或huo進jin行xing智zhi能neng感gan測ce的de多duo傳chuan感gan器qi係xi統tong或huo一yi次ci性xing傳chuan感gan器qi的de部bu署shu，阻zu礙ai了le物wu聯lian網wang的de進jin一yi步bu發fa展zhan。

 

所以需要一種替代方法
，最理想的是不用依賴笨重又昂貴的電池、微控製單元(MCU)及ji相xiang關guan電dian路lu。許xu多duo連lian接jie的de傳chuan感gan器qi大da部bu分fen時shi間jian都dou處chu於yu待dai機ji或huo睡shui眠mian模mo式shi以yi延yan長chang電dian池chi使shi用yong時shi間jian，僅jin在zai被bei喚huan醒xing與yu主zhu機ji係xi統tong交jiao換huan小xiao數shu據ju包bao期qi間jian，才cai需xu要yao電dian源yuan和he智zhi能neng。如ru果guo傳chuan感gan器qi可ke以yi暫zan時shi由you外wai部bu電dian源yuan供gong電dian，並bing且qie大da部bu分fen數shu據ju處chu理li都dou在zai外wai部bu完wan成cheng，便bian可ke實shi現xian具ju性xing價jia比bi的de傳chuan感gan器qi網wang絡luo的de擴kuo展zhan，並bing使shi多duo感gan測ce傳chuan感gan器qi或huo一yi次ci性xing傳chuan感gan器qi等deng創chuang新xin在zai經jing濟ji上shang可ke行xing。

 

有一種技術可以提供解決方案：無線無源傳感器已經可由存儲器加載，通過無線閱讀器詢問或重寫，並由閱讀器傳輸的RF場中的能量激活。傳統的RFID通信標準已得到驗證，是穩定可靠的，提供了將感測功能與傳統電子傳感器所需的電源和控製電路分開的、開發新的智能無源傳感器的強大平台。

 

智能無源傳感器 智能無源傳感器可以更大地發揮RFID技術和標準所具的潛力，以支持便利和高能效的無線數據交換。圖1顯示了智能無源傳感器的關鍵功能元件，包括天線
、刺激檢測器和傳感器塊控製IC，通過集成一個印製天線和刺激檢測回路及一個射頻IC來實現無源傳感器標簽功能。

 

智能無源傳感器使用行業標準UHF Gen 2協議進行通信
，並且可以用合適的RFID閱yue讀du器qi讀du取qu。一yi些xie固gu定ding或huo手shou持chi式shi商shang用yong閱yue讀du器qi已yi經jing通tong過guo了le標biao簽qian和he功gong能neng驗yan證zheng。安an森sen美mei半ban導dao體ti的de智zhi能neng無wu源yuan傳chuan感gan器qi生sheng態tai係xi統tong提ti供gong了le一yi種zhong電dian池chi供gong電dian的de便bian攜xie式shi閱yue讀du器qi
，內nei置zhi天tian線xian、圖形用戶接口和物聯網互聯功能
，可作為收集傳感器標簽數據的中樞。

 

當閱讀器啟動通信時，自調節傳感器ICtongguoceliangcijihuiluzhongdezukangbianhualaijianceshiduhuoyali，bingjiangzhexieshujuyijilaizipianshangwenduchuanganqideshuzihuawendushujufasonggeiyueduqi。chuanganqijiancejigecanshu，baokuojiancejuli
、運動或存在的接收信號強度（RSSI）以及溫度和濕度。每個傳感器還有一個可編程的EPC代碼作為唯一的識別標識。RFID前端自動補償環境變化，以感測濕度、壓力和其它參數。

 

圖1：智能無源傳感器將RFID技術與無源、無MCU的先進感測塊結合起來。

 

 

低di成cheng本ben或huo一yi次ci性xing無wu源yuan傳chuan感gan器qi可ke使shi大da量liang重zhong要yao的de應ying用yong受shou益yi。例li如ru，通tong過guo監jian測ce數shu據ju中zhong心xin服fu務wu器qi機ji架jia內nei或huo工gong業ye電dian源yuan開kai關guan內nei高gao功gong率lv斷duan路lu器qi連lian接jie處chu多duo個ge位wei置zhi的de溫wen度du，可ke以yi監jian控kong溫wen度du變bian化hua趨qu勢shi，快kuai速su檢jian測ce異yi常chang升sheng高gao的de溫wen度du，以yi便bian進jin行xing預yu防fang性xing維wei護hu或huo采cai取qu糾jiu正zheng措cuo施shi。智zhi能neng無wu源yuan傳chuan感gan器qi直zhi接jie連lian接jie到dao金jin屬shu外wai殼ke、器件封裝或散熱片等部件，可對所有傳感器射頻範圍內的閱讀器發出的周期性詢問作出響應。

 

圖2所示的監控策略基於智能無源傳感器和連接到雲的RFID閱讀器/收發器
，可以提供比人工測溫或熱成像等其它方法更即時
、更具性價比的保護設備的方法。

 

圖2：多個智能無源傳感器可以高性價比地監測幾個地點的溫度。

 

無源智能傳感器標簽也適用於數字農業應用，例如在牲畜監測應用中可以檢查牲畜疾病或驗證牲畜排卵周期。農民還使用RFID標(biao)簽(qian)進(jin)行(xing)動(dong)物(wu)識(shi)別(bie)和(he)跟(gen)蹤(zong)
，可(ke)注(zhu)射(she)標(biao)簽(qian)的(de)行(xing)業(ye)標(biao)準(zhun)已(yi)經(jing)確(que)立(li)。通(tong)過(guo)在(zai)設(she)備(bei)或(huo)係(xi)統(tong)方(fang)麵(mian)增(zeng)加(jia)投(tou)資(zi)，智(zhi)能(neng)無(wu)源(yuan)傳(chuan)感(gan)器(qi)幫(bang)助(zhu)進(jin)一(yi)步(bu)改(gai)善(shan)動(dong)物(wu)健(jian)康(kang)、提高養殖業產量。

 

同樣

，使用智能無源傳感器進行濕度或壓力檢測已在醫療、gongyeceshiyijiqicheshushixingheanquanxingdengfangmiandedaoyingyong。zaiyiliaolingyu，shiduchuanganqikeyibuxianyandifuzhezaiyiyuanchuangdanshanglaijiancebingrenderuzhulvhechuangweiyuliang，feiqinrushiwenduchuanganqikeyilianjiedaobingrendepifu（圖3）
，並使用附近的閱讀器無線監測。

 

圖3：無線體溫傳感器標簽快速啟用，舒適又方便。

 

更多的應用包括汽車行業中的漏水測試：在漏水測試開始前將一組智能無源傳感器快速、高效地安裝在汽車中，免除了費力的人工探測，同時簡化了數據收集和分析。

 

此ci外wai，檢jian測ce汽qi車che安an全quan帶dai狀zhuang態tai的de濕shi度du和he壓ya力li感gan測ce及ji額e外wai的de距ju離li感gan測ce，可ke以yi實shi現xian比bi傳chuan統tong的de座zuo椅yi內nei有you線xian或huo氣qi囊nang係xi統tong更geng智zhi能neng的de汽qi車che占zhan位wei檢jian測ce。智zhi能neng無wu源yuan傳chuan感gan器qi能neng區qu分fen人ren體ti和he置zhi於yu座zuo椅yi上shang的de物wu體ti，隻zhi需xu很hen少shao的de額e外wai成cheng本ben，就jiu可ke很hen容rong易yi地di將jiang感gan測ce擴kuo展zhan到dao後hou排pai乘cheng客ke座zuo椅yi和he可ke移yi動dong座zuo椅yi。

 

從家庭自動化和互聯汽車到工業控製
、質量檢測、農業、醫療、建築
、供應鏈管理等眾多應用中
，智能無源傳感器標簽還可完成許多其它的漏水檢測、占位感測和溫度或濕度水平監測。

 

 

智能無源傳感器為無處不在的感測帶來了新的選擇
，可以監測壓力、溫度、濕度或距離
，消除了體積、功(gong)耗(hao)和(he)成(cheng)本(ben)等(deng)傳(chuan)統(tong)的(de)智(zhi)能(neng)傳(chuan)感(gan)器(qi)考(kao)慮(lv)的(de)問(wen)題(ti)。設(she)備(bei)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)現(xian)在(zai)可(ke)以(yi)將(jiang)智(zhi)能(neng)係(xi)統(tong)和(he)物(wu)聯(lian)網(wang)擴(kuo)展(zhan)到(dao)過(guo)去(qu)難(nan)以(yi)接(jie)近(jin)的(de)區(qu)域(yu)和(he)應(ying)用(yong)中(zhong)

，而(er)不(bu)受(shou)尺(chi)寸(cun)的(de)限(xian)製(zhi)或(huo)價(jia)格(ge)的(de)製(zhi)約(yue)。

 

本文轉載自電子技術設計。作者：Greg Rice，安森美半導體公司