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关键词： Sensors   Pressure sensors   Wireless sensor networks   Wireless communication   Temperature sensors   Dipole antennas   Robot sensing systems   Finite element analysis   pressure sensor   ultrahigh-frequency (UHF) radio frequency identification (RFID)   wireless passive sensor  

摘要： Passive wireless flexible sensors are attractive in the areas of wearable electronics, healthcare services, and smart robotics due to the advantages of simplified electrical connection, no requirement for power source, and long lifetime. In this article, a wireless passive flexible pressure sensor based on ultrahigh-frequency (UHF) radio frequency identification (RFID) technology is proposed. The sensor consists of three layers, including a flexible RFID tag, an absorptive layer of ferrite film, and a compressive separation sponge in between. As an external load applies on the sensor, the sponge layer gets compressed, and the separation distance between the RFID tag and ferrite film reduces. As a result, the strength of the backscattering signal received by an RFID reader decreases due to the increment on the absorption effect from the ferrite film. Importantly, this is the first passive UHF pressure sensor adopting a tag-sponge-ferrite film structure, providing a compact solution to wireless pressure detection in the UHF band. Theoretical simulations have been conducted to analyze the influence of the thickness of the separation layer on the strength of the backscattering signal of the sensor, from which the optimal design of the passive pressure sensor has been defined. The sensor shows a high sensitivity of -9.49 dBm/kPa in the pressure range of 1.39-2.57 kPa, and environmental stabilities (within 0.91%) to temperature changes (25 degrees C-45 degrees C) and relative humidity (RH) variations (43%RH-82%RH). Importantly, the wireless transmission distance between the sensor and the reader is more than 70 cm, which is 16.67 times higher than a single LC-based wireless pressure sensor. This facilitates to broaden the potential usages of wireless passive pressure sensors in the fields of wearable electronics. To demonstrate the utility, the sensor has been integrated with a cuff and a cushion to wirelessly monitor bandage pressures and body movements.

关键词： 无线射频识别技术(RFID)   RFID防碰撞   防伪   溯源  

摘要： 本文基于RFID(Radio Fequency Identification,无线射频识别)防伪技术,通过提取商品外观的纹理图像特征向量后,采用密码算法将防伪特征信息加密后写入RFID防伪标签中,为用户提供防伪服务。同时基于多标签并行识别算法和箱瓶码关联的设计,开发了商品快速识别设备和后台管理系统,便于记录每瓶白酒在整个销售链中的流通途径,实现白酒的防伪溯源。主要工作如下: (1)针对纹理防伪图像需占用大量存储空间,不适用于RFID标签存储的问题,研究了面向纹理图像的RFID防伪压缩算法。算法基于离散余弦变换(Discrete Cosine Transform,DCT),分别对胶帽纹理图像RGB三通道进行DCT变换后,将其中低频系数进行Sign函数运算得到各分量的特征信息,然后组成图像的特征向量并存储至数据库中,最后采用加密算法将提取的图像特征向量加密后写入RFID标签中。实验结果表明,算法具备较高的安全性和鲁棒性。 (2)针对安装在白酒瓶身上的RFID标签批量识别时产生的信号碰撞问题,提出了基于改进Fast-ICA和哈希函数的RFID多标签分组并行识别算法。首先在算法求解中加入松弛因子,提高Fast-ICA盲分离标签信号时的稳定性,其次利用三阶牛顿迭代法替代二阶求解,提高标签混叠信号的处理速度,然后利用同步累加平均降噪算法,提高观测信号信噪比,防止环境干扰导致算法无法识别标签信号,最后利用哈希函数根据标签编码将待识别标签分为若干组,实现标签组内并行组间串行识别。实验表明,算法在保证正确识别的基础上,显著提高了标签批量识别的效率。 (3)设计和实现了商品多标签快速识别系统,实现白酒在生产、流通和销售等环节信息的批量快速录入和检索功能。同时搭建了防伪溯源后台管理系统,实现白酒流通信息的录入和关键信息的统一管理,同时对白酒运输过程进行全程监控,做到白酒流通全程可追溯。

关键词： RFID技术   服装行业   数字化研发   生产管理  

摘要： 在全球数字化进程加快的背景下，无线射频识别（RFID）技术已逐步成为服装行业转型升级的重要驱动力。RFID技术通过非接触式的无线方式实现对物体的识别与数据交换，极大地提升了信息采集的效率与精确度。本文旨在深入探讨RFID技术在服装行业的应用，以助力服装行业的数字化转型，实现生产流程的高效化、智能化，并推动个性化生产与服务的发展。

关键词： 射频识别   无源感知   交叉极化   信号处理   干扰抑制  

摘要： 近年来,无源射频识别技术被广泛研究与应用,谐振频率、相位、回波损耗等参数被用作无源射频标签感知的度量依据,然而复杂多变的环境干扰与电磁波路径损耗叠加,增加了目标信号的提取难度。因此,研究无源射频标签读取过程中的干扰抑制方法具有重要意义,本文具体研究工作如下: 首先论述了射频识别技术与无源射频标签的工作原理,重点介绍了无源射频标签的组成和反向散射机制,阐述了负载敏感材料对于标签实现精确感知的重要性。通过改变标签负载敏感材料的电导率、介电常数或磁导率来影响标签的电磁特性,实现温度、湿度、pH值、气体等环境参数的感知。进一步介绍了如何通过CST Studio Suite三维电磁场仿真软件设计和分析具有极化特性的RFID标签,以提高系统的读取效率和抗干扰能力。 其次,通过CST设计了一个边长34.5 mm的方形双开口环谐振器结构的标签天线,选用碳纳米管作为负载敏感材料,对标签结构与电磁参数进行建模,使其中心谐振频率为2.4 GHz,输入阻抗虚部接近于0,实部达到50Ω,回波损耗极小。分析了模型回波损耗、电压驻波比和输入阻抗等参数,采用等效LC电路模型分析了标签与读取器之间的射频链路。为了解决标签阅读器的滤波效率﹑应用环境中的噪声和多径干扰等问题,采用变极化技术提高标签检测的鲁棒性,极化标签因具有强的抗干扰能力,更适于实际复杂测试环境。采用丝网印刷技术制作了负载碳纳米管的无源射频标签,构建了多径传播环境下的射频链路感知模型,用于验证标签的抗干扰感知性能。 进一步,为了提升射频感知信号提取的有效性,本文分析了无源射频系统中信号特征,对原始信号进行快速傅里叶变换,以便清晰地识别信号的频谱特征,考虑到多种链路特征之间的非线性关系,运用核主成分分析法进行特征信号提取,聚类准确率从75%提高到了92%,并基于支持向量机算法对非目标信号分离,宏平均精度为0.92,对正常信号和非目标信号的识别性能较为平衡,提高了射频信号质量。最后,本文讨论了如何利用变极化原理抑制反射信号环境干扰,提出改善信号传输和接收质量的射频链路优化策略,并对无源检测系统的交叉敏感性进行了对比研究。本研究为射频识别技术的场景应用提供了可靠的理论和实践依据,提升了无源射频感知的鲁棒性。

关键词： RFID技术   智能书架设计   功能设计  

摘要： 射频识别（radio frequency identifi cation, RFID）技术最初用于二战时期军事物资的追踪和管理。RFID技术通过射频信号实现对物体的识别和追踪，逐渐应用于各个领域。针对家庭书籍存放过程中可能遇到的清洁与整理等难题，文章对RFID技术及其工作原理进行论述，设计了一款基于RFID技术的多重防护家庭智能书架。该书架不仅具备定位查找、统计阅读时长等基本功能，还融合了防虫除尘、定时消毒、控温控湿功能，从而可以有效解决家庭书籍管理的难题，提高书籍的维护水平，为家庭成员提供了更为安全、便捷的阅读体验。

关键词： RFID   wristband   long-range   patch antenna   flexible  

摘要： This contribution is focused on the performance evaluation of a long-range patch-type antenna for ultra-high frequency (UHF) radiofrequency identification (RFID) wristband tags. The antenna design was presented in the IEEE International Conference on RFID Technology and Applications (RFID-TA), held on September 4-6, 2023, Aveiro, Portugal, under the title "A durable and flexible, low-cost tag antenna design for UHF RFID wearable applications". First, the theoretical and practical evaluation of the wristband tag antenna is conducted in four different scenarios. Next, the studied solution is benchmarked against a selection of the current commercial solutions. The proposed antenna design is mounted on a flexible and low-cost Teflon (PTFE) substrate, and it consists of a disconnected metal-substrate-metal layered structure. To produce a light and comfortable wearable device, the wristband design constraints limit the thickness to 1 mm and the width to 3 cm. The design is intended to be used in human identification and tracking applications while providing enough durability to endure for a prolonged period without significant antenna de-tuning. The proposed wristband is designed to operate in the FCC band (902-928 MHz) and it can reach distances over 3-5 meters, depending on the microchip sensitivity. The results of the experiments show that the performance of the proposed wristband design is comparable to current commercial solutions, while offering a different set of features. A discussion on the comparison between the current solutions and the proposed wristband antenna is provided in the text.

关键词： 物联网   智慧仓储   RFID   自动化   可视化  

摘要： 随着电子商务的蓬勃发展，仓储物流面临订单多、货品杂、时效高等挑战，物联网技术为仓储智能化升级带来新机遇。探讨了利用RFID、传感器、无线通信等技术构建智慧仓储系统，实现自动化、可视化、智能化管理，并通过优化系统架构，完善业务流程，创新管理模式，提高仓储效率，降低运营成本，为企业带来经济效益和竞争优势。

关键词： 公立医院   固定资产管理   物联网   RFID  

摘要： 随着医改的不断深入，上至国家卫健委下至市卫健委均要求医院高质量发展、精细化管理，医疗市场的竞争日益激烈。如何精细化管理医院固定资产、发挥医院固定资产最大价值、提高固定资产管理水平是目前公立医院实现可持续发展的关键，也是评价一家公立医院管理水平的重要指标。本文从分析公立医院固定资产管理的现状出发，探讨了基于物联网平台下RFID技术的公立医院固定资产管理系统设计，解决了公立医院在传统管理固定资产模式下的难题，促进了公立医院固定资产管理的无纸化发展，发挥了业财融合背景下公立医院的管理优势。