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关键词： Resonant frequency   Production   Antenna measurements   Object recognition   Manufacturing   Semiconductor device measurement   Oscilloscopes   Density-based spatial clustering of applications with noise (DBSCAN)   impedance measurement   impulse response   machine learning   near-field communication (NFC)   neural network   nondestructive   radio frequency identification (RFID)  

摘要： This article presents different methods for noninvasive validation and diagnostics of contactless devices. The radio frequency systems studied here operate at 13.56 MHz. When manufacturing these systems in volume, it is essential to separate the fully functional devices from the totally defective ones or even from those communicating but have anomalies that will lead to a significant reduction of their lifetime. This article compares two noninvasive methods, one based on impedance measurements and the other on impulse response measurements. The advantages and drawbacks of these methods are presented and compared to their use in large-scale manufacturing. In addition to the proposed methods, this article describes two decision-making methodologies based on machine learning. This article compares also both measurement methods and machine learning tools. A robustness study shows the limitations of the employed techniques

关键词： 智能跟随   UWB测距技术   RFID   讲解机器人  

摘要： 随着科技的迅速发展，智能讲解系统代替人工讲解成为一种必然。智能跟随讲解机器人使用UWB测距定位技术实现讲解机器人的跟随功能，并基于RFID射频技术对展品进行定位，当其到达展品区域时可对展品进行语音讲解介绍。实现根据游客的喜好，有针对性、可重复性地进行讲解，让游客在大型展会、博物馆等场景中获得轻松、自由的观展体验。

关键词： Wireless power transfer (WPT)   wireless energy transfer (WET)   Internet of Things (IoT)   industry 4.0   passive RFID   MIMO/MISO reader   microwave RFID transponder   RF energy harvesting   dynamic threshold cancellation techniques   power/voltage conversion efficiency   sub-threshold design  

摘要： We present a fully integrated radio frequency identifications transponder chip operating at 5.8 GHz, which is compatible with the class-1 generation-2 of the Electronic Product Code protocol (EPC-C1 G2). The tag chip including the analog front-end and the digital baseband processor, are designed in the sub-threshold regime (0.5 V) with a total supply current of less than 50 mu A. As a power scavenging unit, a single-stage differential-drive rectifier structure is designed and fabricated with standard threshold voltage (SVT) MOS elements in a commercial 65-nm CMOS process, to provide 0.8 V of rectified voltage. Measurements performed on the fabricated single-stage structure show a maximum power conversion efficiency of 69.6% for a 22 k Omega load and a sensitivity of -12.5 dBm, which corresponds to more than 1 m of reading range. The power conversion efficiency at this range is about 64%.

关键词： 无源UHF RFID   环境感知   特征向量   移动方向   液体余量监控  

摘要： 无源UHF RFID(Ultra High Frequency Radio Frequency IDentification,UHF RFID)标签的反向散射信号易随外界环境的变化而改变,又凭借其低成本、易部署、体积小、非接触以及速度快等优势,在物品级环境感知领域获得广泛关注。本文从位置信息改变以及标签附着目标状态改变两方面开展环境感知研究,主要包括以下三方面创新工作:1)标签之间遮挡以及天线方向性等因素会导致部分标签无法被成功激活,进而影响位置估计精度,对此,提出一种针对缺失特征向量估计的场景分析算法。算法首先利用信号相似性建立参考标签之间的强度欧式距离和空间欧式距离的数学模型,再结合最小二乘算法反向估计缺失特征向量,实现缺失标签信息的有效补偿,提高邻近标签筛选准确性,最终提高位置感知精度;2)针对基于测距的目标移动方向感知问题,由于单标签射频信号极易受复杂信道环境影响,提出一种基于双标签的物体移动方向感知方法。该方法通过分别分析单标签射频信号与传输距离以及双标签互耦与标签间距的对应关系,提出一种基于特定间距的双标签模式,使得在保证在线邻近的同时标签互耦影响较小,实现基于射频信号强度直接感知移动方向的目的,可应用于仓储环境下的移动方向感知,实现高效的货物进出登记;3)由于电磁波对液体环境异常敏感,可利用标签反向散射信号反向感知物品内液体余量,对此,提出一种基于射频信号的液体余量监控方法。经实验验证液体余量在下降过程对射频信号强度的影响存在明显的规律性,根据此规律设计一种包含三级预警的余量感知算法,有助于提高余量感知效率,建立更加合理完善的监控机制。

关键词： microstrip antennas   path loss model   RFID   RFID measurement   RFID multimedia system  

摘要： Radio frequency identification (RFID) is wireless multimedia applications for bookshelves experimental system to replace the barcodes media technology. The RFID propagation channel characteristics and environment effect should be known. In this study to evaluate the RFID propagation loss with wooden and metal bookshelves based on data of measurement. Experimental study evaluation of RFID multimedia system with bookshelves is using vector network analyzer (VNA) and the microstrip patch antennas of transmitter (Tx) and receiver (Rx) antennas at a frequency range from 2.4 GHz to 2.5 GHz. The results of experiment are considering the path loss, received signal strength (RSS), and comparison the path loss differences with cumulative distribution function (CDF) to evaluated, respectively. In this research work are necessary for RFID antenna design and evaluate the RFID multimedia systems. © 2023 River Publishers.

关键词： Backscatter   energy harvesting   Internet of Things (IoT)   low-power wireless   radio frequency identification (RFID)   wake-up radios  

摘要： This letter presents a backscattering chip that is powered via LTE signals and reflects an incident reverse-whitened Bluetooth low energy (BLE) tone-like advertisement packet into a reradiated singleside-band (SSB) 802.11 b WiFi packet at a configurable WiFi channel location, all toward enabling an RFID-like single-device interrogation system. The chip includes an RF energy harvester, a WiFi wake-up receiver, an intermediate frequency (IF) ring oscillator whose frequency is calibrated with a successive-approximation-register (SAR) frequencylock-loop (FLL), and a QPSK SSB backscatter modulator. Implemented in 65-nm CMOS, the chip consumes 4.5-mu W power in wake-up mode and 11 to 45 mu W power in backscatter mode, with on-chip ring oscillator frequencies ranging from 33 to 253 MHz in order to support eight different BLE-to-WiFi backscatter schemes. Wireless measurement showed that the chip can be charged to 1 V before backscattering within 1 s on a 1-mu F off-chip storage capacitor up to a 50-cm distance.

关键词： RFID   sensor   implant   knee   prosthesis  

摘要： This paper presents a novel long-term electronic implant enabled by passive UHF RFID technology to detect early signs of loosening between orthopedic knee prostheses and bones. It is composed of an AMS SL900A chip, connected to a miniaturized antenna matched to a bio-tissue environment. The implant embeds an external capacitive membrane sensor to detect force variation correlated with a loss of adhesion between the tibia component of the total knee prosthesis and the prosthesis. This stainless steel membrane sensor features high endurance and can detect the first signs of loosening from an applied compression force of 1.25 N. It corresponds to a measured capacitance change of 10fF. The overall size of the RFID implant inserted in the tibial tray is 12.65mm x 12.3mm with a thickness of 2.63 mm, including the casing. Both simulations and practical measurements validate this novel work for various simulated bio-tissue environments in the presence of metal. Besides, a theoretical study on SAR exposure confirms the compatibility with regulatory constraints. Finally, a test bench composed of a force bench, an external RFID reader, and the RFID implant inserted within the tibial component of a knee prosthesis provides proof of concept for the proposed system.

关键词： 射频识别   射频能量回收   射频识别传感器   无线测量   能量管理  

摘要： 射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)传感器因其无线能量与数据同步传输、非视距通信、柔性可粘贴、多目标识别等优点,成为了智慧农业、生物医疗、结构健康检测与环境监测等物联网应用领域备受关注的新兴技术。然而,射频能量回收效率低、能量获取与传感负载功耗不匹配在极大程度上限制了RFID传感器的读取距离、速度和负载能力。因此,如何提高射频能量回收和利用效率以扩展传感器负载能力、实现多参数测量是该领域亟待解决的关键难题。 论文围绕射频能量采集、转换和管理等方面存在问题展开研究,提出了一种具有高回收和利用效率的射频识别传感器方案,设计了平面倒F天线和差分馈电整流电路提高射频能量回收效率,提出电荷升压管理方案提高能量利用效率解决能量回收与负载功率失配问题。最后,设计了一种符合EPC C1G2标准的多参数RFID传感器原型系统对方案进行了验证。具体研究内容包括: (1)为提高射频能量回收系统的射频能量接收效率,设计了一种宽工作空间范围与高射频能量接收增益的小型化平面倒F天线。综合考虑天线方向性、天线增益和物理尺寸间平衡问题,有效提高了射频能量回收效率。 (2)为提高整流器对低功率密度射频能量的整流效率和输出电压,设计了差分馈电格莱纳赫整流器拓扑结构。通过环形器和镜像短截线实现了整流器的差分信号输入,并解决了由整流二极管功率阻抗非线性带来的阻抗匹配问题。 (3)为解决射频能量回收与负载功率失配问题、提高能量利用效率,提出了低功率射频能量的升压管理方案。通过预算分析各工作阶段能量损耗情况,实现了射频能量回收RFID传感器系统的放电逻辑控制,提高了系统负载驱动能力。 (4)为验证所提出方法的有效性,开发了集成温度、湿度和环境光传感器的RFID原型系统,从能量回收效率、工作距离和环境监测传感等方面设计了相关实验,对所提出的射频能量回收与管理方案的有效性进行了验证。 实验结果表明,所设计的射频能量回收RFID传感器标签能够有效回收射频能量并实现最高72%的射频至直流整流效率并在标签上集成了温度、湿度、光照度三种传感器。论文研究对未来无源多参数RFID传感器网络和物联网相关领域研究具有很好的参考价值。

关键词： 射频识别   室内定位   双曲线   克拉美罗界   相邻相位  

摘要： 随着“万物智联”时代的到来,人们对室内定位服务的需求日益增加,高精度的室内定位技术已成为定位领域的研究热点。超高频射频识别技术(Ultra-High Frequency Radio Frequency Identification,UHF RFID)作为物联网中“让物品开口说话”的关键技术,凭借着安全性高、稳定性强和使用寿命长等特点,近年来得到迅猛发展。与蓝牙、Wi Fi、Zig Bee等常规室内定位技术相比,基于射频识别的室内定位技术具有系统成本低、定位精度高和多目标识别等优势,已成为室内定位技术的重要研究方向。本文针对基于相位信息的RFID室内定位技术进行研究,主要内容如下: 首先,针对基于双曲线模型的定位系统如何合理选取曲线焦点问题,本文提出基于参考相位的双曲线模型定位方法。通过对基于相位差的双曲线模型定位系统误差进行理论分析,根据相位信息的分布特点和伯努利大数定理,选择相位轮廓“V”区域中的最小值作为参考相位。 其次,本文利用克拉美罗下界对基于双曲线模型的定位系统进行了理论分析。从理论上证明基于参考相位的双曲线定位模型中横坐标的克拉美罗下界小于纵坐标的克拉美罗下界,并说明了选择任何相位作为参考相位都不影响定位模型的克拉美罗下界。 最后,针对基于双曲线模型的定位系统中的天线与标签姿态变化导致的相位偏移问题,本文提出了基于相邻相位信息的定位方法。该方法提出了基于理想相位轮廓的平方修正法来拟合修正实测相位,利用修正相位的相邻相位差来消除标签姿态导致的相位偏移。

关键词： 化学类实验室   危险废液   RFID   区块链  

摘要： 化学类实验室是高校和企业科研的重要组成部分,实验室每天会产生大量危险废液,如若处理不当将会给周边生态环境和人身健康带来严重危害,因此对化学类实验室危险废液进行有效管理对实验室安全、环境保护以及减碳具有重要意义。当前化学类实验室危险废液在管理的过程中主要面临着数据易丢失、纸质记录管理工作效率低等问题,并且第三方处理公司在处置危险废液时由于危险废液的分类不明确导致处理价格昂贵。为解决以上问题本文针对化学类实验室危险废液成分复杂且难以验证的特点设计并实现了基于区块链的危险废液管理系统,主要研究工作概括如下: 1)利用射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)和智能电子秤两种物联网设备提高危险废液的管理效率。研究危险废液分类标准,并根据分类标准以及危险废液的主要信息制定合理的ID编码规则,利用RFID和智能电子秤分别对危险废液的ID和质量进行数据采集录入系统,从而提高危险废液管理的工作效率,并对两种物联网设备的录入进行校验以保证数据均为危险废液信息的自动读取而非人工录入,保证了数据来源的安全性。 2)分析危险废液的管理流程,筛选危险废液管理中的关键数据,利用区块链技术的上链原则和方式将数据上链,对关键数据进行保护,监管部门可根据危险废液ID对废液各环节数据信息进行查询,方便了监管部门的监管,保证了数据的安全。根据危险废液的管理流程设计危险废液管理系统的模型,确定系统的主要用户角色,根据不同角色的工作需求设计不同的系统页面。 3)将物联网设备、区块链技术与系统进行结合,实现了整个区块链危险废液管理系统,同时实现了危险废液的全生命周期跟踪。并通过对比使用系统前后的危险废液的处理价格,分析危险废液的处理成本可知危险废液的处理成本至少降低83%,由于综合类大学危险废液的年产量为300吨左右,处理成本可降低94%左右。通过案例分析可知,对比传统的使用纸质记录的方式,本文设计的基于区块链的化学类实验室危险废液管理系统既提高了工作效率,也避免了人工登记造成的笔误,同时提高了废液信息的安全性。