振弦式传感器电子标签管理系统的设计与实现

振弦式传感器性能参数离散性很大,出厂时必须单独标定,并将编号写在一个套管上作为标签套在每个传感器的电缆上.在应用中,由于人为因素以及受施工环境的影响,标签很容易磨损或丢失,从而导致传感器因参数不可知而成为废品.为此,设计了一个应用系统,将传感器相关数据写入E2PROM芯片,然后置入传感器内部,形成一个电子标签,这样,即使外套标签磨损或丢失,依然可以利用手持设备从电子标签中读出传感器编号和参数,解决了应用中的一大难题.     

FAIMS气体传感器的特性研究

本文针对电晕放电离化FAIMS传感器的主要影响因素进行理论分析与实验研究。首先对离化源电晕放电过程及离子注入过程进行理论分析,找到气流与电场这两个重要因素进行实验研究与分析,观测了保持进入传感器总流量不变(2.5Ｌ/ｍｉｎ)的情况下,调节进入电晕放电区气流(0.5Ｌ/ｍｉｎ~ 2.3Ｌ/ｍｉｎ)对离子注入量和传感器检测的影响,结果表明放电区域气流量增大,离子注入数量显著增加,传感器的总体检测效率单调上升,从2.25％提升至12.5％,提升了约5.5倍,但观测到一个 新的离子峰———电晕放电中间产物离子峰,在离化区施加周期电场,调节离子从离化源注入,通过电压幅度、占空比等参数调整,在频率为1Ｈｚ,占空比为50％,幅度－50Ｖ时,测量样品的离子峰幅度比无电场状况时提高了70％,并且其优势是在于不干扰电晕区域放电及离子反应过程的情况下提高产物离子的注入与使用效率。     

电离式碳纳米管气体湿度传感器

研究了一种新颖的碳纳米管气态离化结构的碳纳米管气体湿度传感器。该传感器具有一对或多对叉指状侧壁电极结构,电极上覆盖一层多壁碳纳米管薄膜,其利用碳纳米管高长径比的尖端电场收敛作用增大局部电场,有效地增强了传感器对气体湿度的敏感性。通过搭建的气体湿度测试平台,对传感器的静态和动态气体湿度特性进行了研究,结果显示传感器对60%以上相对气体湿度表现出了较强的灵敏度。与吸附式等传统气体湿度传感器对比,该气体湿度传感器具有较快的响应速度(约为0.15 s)和回复速度(约为0.6 s),较传统湿度传感器高了一个数量级,能够用于实时并且快速的气体湿度参量标定。     

微结构气体传感器的研究现状及展望

对微结构气体传感器现有的各种结构形式和研究现状进行了综述，并对它的发展趋势进行了展望。     

差分负载式无线无源声表面波应变传感器研究

在用声表面波(SAW)传感器直接测量应变时,易受到环境温度的干扰,将不可避免地产生力温耦合效应。针对该问题,该文提出了一种新型的外接应变传感器负载,并采用了差分结构的无线无源SAW应变传感器设计方法。传感器采用双通道SAW反射型延迟线作为无线传感系统的应答器,其中一个通道外接力容性应变片作为外接负载传感器以感知应变量,另外一个通道则外接参考负载以差分抵消测试环境温度变化的影响。该文结合耦合模理论,仿真了负载容性应变传感器电容变化引起的SAW传感系统响应特性。最后通过实验验证了这种差分负载式SAW应变传感器的可行性与有效性。     

利用酞菁铅气体传感器的瞬态特性提高传感器的选择性

通过真空蒸发沉积技术在叉指状电极上制备了酞菁铅薄膜气体传感器。实验发展，酞菁铅薄膜对甲醇和丙酮这两种蒸气具有很高的灵敏度。对于甲醇蒸气，酞菁铅薄膜具有很快的响应速度，吸附和脱附时间只要2-3s，信号随即趋于稳定。对于丙酮蒸气，在吸附的初试阶段酞菁铅薄膜的响应时间与吸附甲醇蒸气时的相差不大，但酞菁铅薄膜的电阻率在经过这个快速响应变化以后并不趋向一个稳定值而是缓慢上升，最后甚至比吸附前的电阻率略高。通过电阻率-气体吸附时间响应曲线的瞬态特性分析，方便、清楚地区分了甲醇和丙酮两种液体。     

超高频RFID天线设计技术研究

在RFID系统中,一个很重要的指标就是读写距离,影响读写距离的重要参数则是读写器天线和标签天线的设计。天线设计是RFID无线射频识别系统设计的关键部分,设计出合适的天线是确保系统正常通信的前提。从近场耦合天线的理论分析着手,通过实际RFID项目中的总结,结合实际RFID系统天线设计所需主要考虑的物理参量,并根据这些参量确定设计步骤。     

2.4GHz有源RFID标签室内天线定位研究

提出了一种应用于2.4 GHz有源RFID(Radio Frequency Identification)标签室内定位探测天线,通过扫描探测和提取标签信号,精确探测RFID标签的位置。仿真结果表明:在中心频率点(2.4 GHz)S11=–14.78 d B,且H面的波束约在12o,达到窄波束的要求。经对该天线实测得:在2.4 GHz其回波损耗为–14.36 d B、H面的波束约在19o,仿真结果与实测结果比较接近,满足2.4 GHz有源RFID标签室内定位的需求。     

RFID中电子标签天线设计

本文对RFID技术中使用的标签天线进行了分析和设计,对存在的问题进行了讨论,给出的天线实例经使用效果良好,满足工程使用要求。     

Open‐Ended Two‐Strip Meander‐Line Antenna for RFID Tags

A new meander‐line antenna consisting of two open‐ended strips is proposed for a compact and broadband UHF radio frequency identification tag. An equivalent circuit model for the proposed antenna is derived and used to perform a simple and wideband impedance match to an arbitrary complex impedance of a tag chip without any additional matching network. The performance of the proposed antenna is validated by comparing calculated and measured results, which show good agreement.     

基于领带结Sierpinski分形结构的RFID标签天线

基于三角形Sierpinski微带分形贴片,提出了一种新型的小尺寸领带结RFID标签天线设计。通过仿真,给出了该分形天线的端口特性,同时给出了该领带结型Sierpinski标签天线的谐振频率、方向图以及天线效率。结果表明,采用不同维数的分形结构,可以实现多频段的工作特性,因而该天线可以很方便地应用于RFID电子标签中。     

基于射频识别的无线传感网节点设计研究

为了解决无线传感网通常运行在人不能或不便接近的环境,能源无法替代的问题,该设计采用了单片机MSP430F2370芯片和少量外围电路等来构成完整测量系统。由于其充分利用了单片机内部资源,使系统硬、软件设计达到了最小化,具有识别可靠性高、抗干扰能力强、成本低廉和体积小巧等特点。它可以识别ISO15693,ISO14443A,ISO14443B等多种协议标准的电子标签。在今后的门禁系统、生产线检测、自动收费系统、超市物流等方面有很大的应用前景。     

一种用于金属表面的RFID天线设计

提出了一种用于金属物体表面的RFID天线。该天线包含一个耦合地板和翼型辐射贴片。天线尺寸为84 mm×25 mm×4.5 mm,当圆极化阅读器天线增益为7.5 dBi,辐射功率为30 dBm时,在902~928 MHz范围内阅读距离可达10 m。标签天线在金属物体表面的实测结果显示,该标签具有较好的远距离识别性能。     

RFID Tag Antenna Coupled by Shorted Microstrip Line for Metallic Surfaces

This letter presents the design of a small and low‐profile RFID tag antenna in the UHF band that can be mounted on metallic objects. The designed tag antenna, which uses a ceramic material as a substrate, consists of a radiating patch and a microstrip line with two shorting pins for a proximity‐coupled feeding structure. Using this structure, impedance matching can be simply obtained between the antenna and tag chip without a matching network. The fractional impedance bandwidth for S₁₁<3 dB and radiation efficiency are about 1.4% and 56% at 911 MHz, respectively. The read range is approximately from 5 m to 6 m when the tag antenna is mounted on a metallic surface.     

一种UHFRFID系统宽带标签天线的设计

基于微带天线结构,设计了一款适用于整个UHF RFID系统的新型宽带标签天线。在H型贴片上开H槽,形成了两个相近的谐振点,调整H槽的位置和大小,使两个谐振点靠近耦合,从而拓展了天线带宽。通过改变贴片底部矩形槽深度和微带线长度调整天线的输入阻抗。使用软件HFSS14.0进行仿真分析。结果表明,该天线具有很好的宽频特性(766～989 MHz,回波损耗S11<10 dB),在超高频段(840～960 MHz)内具有良好的阻抗匹配特性。