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关键词： Power harmonic filters   Baseband   Antennas   Receivers   Harmonic analysis   Calibration   Radio frequency   Chipless RFID system   passive resonator   RF leakage   vector reader  

摘要： This paper presents the design and fabrication of a high-performance frequency-domain vector reader focused on improving the baseband section of the reader. First, a wideband directive filter for canceling out the strong IF harmonics and local oscillator (LO) leakages is implemented in the baseband of the reader to improve the sensitivity of the reader. Then, a modified gain-phase detector (GPD) module is implemented to find the accurate phase of the tag's received response, enabling the digital background calibration process in the reader. Later, a high featured and compact control unit is proposed for the digital section of the vector reader. To demonstrate the reading performance of the vector reader, we fabricated a modular single-antenna (SNGA) reader to detect the resonances of frequency-coded-based chipless RFID tags over the C-band (4-8 GHz). The reader uses digital and analogue calibrations to yield a high reading range of up to 60 cm while being compatible with the UWB regulations and at desirably compact geometries.

关键词： 射频识别   无线感知   手势识别   跨场景   生成对抗   领域自适应   双通道特征提取  

摘要： 射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID)由于轻量级、易部署、受同频段信号干扰少等特点,已成为非接触手势识别领域的一项关键技术。然而,由于无线信号反射、折射、散射等特性,导致不同场景下采集的同一动作的信号会有所差异。这是因为不同的场景,例如产生动作的用户不同、动作与感知平台的距离不同或者部署房间的不同,会对无线信号的传播带来不同影响。训练的识别模型在新场景下迁移性能较差,因此需要提升模型的跨场景能力。所谓的跨场景能力就是在发生上述场景变化时使模型仍能拥有较高的性能。本文从信号预处理以及分类模型构建两个方面对如何提高基于RFID的非接触手势识别的跨场景能力进行了深入研究,研究工作如下:(1)为了确保感知模型可以获得更好的性能,首先需要对收到的无线信号进行预处理,以获得更精确的信号表征。在预处理过程中,场景变化引起背景噪声分布的改变会导致手势信号的分割不准确;常见的特征表述方式的时频表达能力有限,制约了模型的学习能力。针对手势信号分割不准确的问题,本文设计了基于融合方差的分段方法进行信号分段。将不同标签收集的活动信号方差减去场景的噪声方差,对结果进行指数运算后求和,按照场景噪声的分布情况对不同标签的信号进行加权修正。等效于根据信号和噪声的变化强度,对分割的阈值做动态调整,考虑场景信息的变化来辅助分出更完整的信号。针对现有特征表述方式能力有待提升的问题,本文运用同步挤压小波变换来获得更高分辨率的时频信息。同步挤压小波变换将小波变换和经验模态分解的思想相结合,通过对原始信号计算小波系数得到瞬时频率,将其频率信息进行重组后获得更精细的时频表示。通过实验证明,本文提出的预处理方法可以很好的获得高分辨率的干净手势信号。(2)为了更好提升识别模型的跨场景能力,需要针对性的调整模型的学习内容。模型学习时,不同信息量的信号特征需要不同学习能力,不合理的参数设置会导致资源的浪费和过拟合;不加修正的对信息进行提取会导致模型学到的特征包含大量限制其跨场景能力的信息。针对不同信息量的信号特征需要不同学习能力的问题,本文通过对RFID标签反向散射信号特性进行分析,提出了不同权重的双通道特征提取算法对相位和接收信号强度(Received Signal Strength Indicator,RSSI)信息进行学习,给予包含信息更多的相位更多的学习权重,以更好的捕捉手势信号特征。针对模型学到很多特定场景信息从而影响模型跨场景能力的问题,考虑到距离变化带来的影响,将连续的距离离散化,设计了多对抗领域判别器,来消除不同场景的信息。通过实验证明,本文提出的识别模型可以最大化的利用已有的标签反向散射先验知识,来提升基于RFID的非接触手势识别的跨场景能力。为验证上述方法的有效性,本文采集了多种场景下大量的手势数据,构建了自用数据集。实验结果表明,本文提出的算法提高了基于RFID的跨场景非接触手势识别的准确性和鲁棒性,为人与智能设备之间的交互方式提供了更多的可能。

关键词： 电网公司   固定资产   内部控制   RFID   信息系统审计  

摘要： 电网行业的建设,对于党和国家事业发展有着重要的意义。2022年1月,国家能源局印发了《“十四五”现代能源体系规划》文件,部署了“十四五”期间推动构建电力系统的有关目标任务,提出要加强电力行业基础设施安全保护能力建设。强化电网公司资产的内部控制工作,可以对公司基础设施起到有效保障作用,使国有资产的安全性与完整性得以体现。 内部控制对我国企业经营活动有着重要的意义。一直以来,我国政府相关部门结合内部控制工作的现实要求,积极对内部控制规范制度进行调整,在2008年颁布的《企业内部控制基本规范》中进一步强调了企业构建科学内部控制体系的重要性,同时提出企事业单位应该结合自身管理工作的现实需求,提高对内部控制工作的重视程度。 对于电网公司而言,资产的主要组成部分为固定资产,且其固定资产有着数量繁多、结构分类复杂、较为分散又更新迅速等显著特点。电网公司固定资产的上述特性,给公司相关部门及时、准确地反映资产状况带来了许多挑战,如何做好固定资产的内部控制工作就变得尤为重要。2018年,在财政部印发的《中央行政事业单位国有资产配置管理方法》中,进一步明确了包括电网公司在内的公司固定资产管理要求,明确了资产管理与预算管理、内部控制管理相结合的管理方法。 本文运用案例分析及文献研究的方法,以D电网公司为案例公司,从公司固定资产内部控制现状出发,深度剖析公司在固定资产内部控制工作中面临的问题,并从多个角度分析了公司固定资产内部控制问题形成的原因,同时结合电网行业经营发展的现实需求,提出相应的问题应对措施。 本文共分为六个部分,第一部分简述了文章的研究背景与研究意义、国内外研究现状、研究内容及研究方法;第二部分为固定资产内部控制概念界定及理论概述;第三部分主要内容包括D电网公司的概况、公司固定资产内部控制的现状以及现状下存在的亟待解决的问题;第四部分为D电网公司固定资产内部控制存在问题的成因分析;第五部分对D电网公司固定资产内部控制现有问题提出具体的解决措施;第六部分对文章研究的结论进行了总结,同时也提出了文章主题接下来的研究方向及研究计划。 本文通过对D电网公司固定资产内部控制优化的研究,得出了以下几点结论。第一,就固定资产内部控制工作而言,公司领导层要放眼全局,从公司的内部控制环境着手,加强对人力资源的管理和对企业文化的建设,这是公司固定资产内部控制工作的基础保障;第二,固定资产内部控制工作的开展方向,应从固定资产相关风险入手,进而保障固定资产内部控制工作更有针对性地进行;第三,信息时代下,对电网公司固定资产来说,固定资产管理系统发挥着举足轻重的作用,加强对固定资产管理系统的建设和审计强度,对固定资产内部控制工作意义重大。 本文的创新点在于提出了在当今信息时代,固定资产内部控制的优化的研究过程中,要重视对信息技术的使用及对信息系统的完善工作。本文提出对于电网公司这样有着数量大、种类多且位置分散的固定资产的公司,应建设专门的资产管理系统,并运用RFID技术进行电网公司固定资产信息化建设工作。此外,要注重对固定资产相关信息系统的审计工作。 文章提出的优化策略,理论上能够较好地提升D电网公司固定资产内部控制水平,为电网行业固定资产内部控制工作的进行提供经验借鉴。在未来的学习与研究中,会更有针对地探索电网公司固定资产内部控制工作中的问题,保持对我国电网公司固定资产内部控制优秀案例的持续关注,进一步提出固定资产内部控制的优化策略,更好地服务电网公司固定资产内部控制工作,切实提高对国有资产保护的有效性。

关键词： 人脸识别   RFID   神经网络   数据增强   迁移学习  

摘要： 用户身份验证是物联网中重要的基础性安全服务之一。在当前主流的身份验证技术中,基于图像或者视频的人脸识别方法,由于其非侵入式、高安全性、低成本等特性已经在各个领域得到广泛应用,这也使得高精度的人脸识别成为当下热门的研究方向之一。然而,基于视觉或图像的人脸识别方法仍存在诸多局限性,比如容易受到伪装攻击、对光照条件敏感、存在较高的隐私泄露风险等。针对以上问题,本文立足于无线感知技术前沿,创新性地提出一种新型的人脸识别思路与方法,构建基于无线射频识别信号的人脸识别系统,提升当前人脸识别的隐私保护性、光照无关性和安全性,有效拓展人脸识别系统的应用场景。 首先,针对基于无线射频识别信号的人脸识别方法的可行性,本文通过理论分析论证了用户在识别过程中对RFID射频信号产生的独特多径效应影响,并通过实验验证了用户独特的脸部几何轮廓对接收的RFID信号形成的不同影响,这为基于无线射频识别信号进行人脸识别提供了理论及实验依据。基于上述研究,本文提出并构建了基于无线射频识别信号的人脸识别系统RFace ID。在该系统中,本文采用了卡尔曼滤波、Unwarp等数据预处理算法减小数据噪音,并通过针对性的数据增强方法,有效降低用户及环境动态因素对识别精度的影响,提升了模型识别的精度及鲁棒性。通过构建由卷积神经网络和长短期记忆网络构成的神经网络模型,进一步对用户脸部晃动过程的脸部空间特征和时序特征进行有效提取。通过在实际环境下部署该系统,并对100个用户进行识别验证,RFace ID系统实现了当距离轻微变化时,最高能实现93.1%的分类精度。 其次,为进一步提升基于无线射频识别信号的人脸识别系统的鲁棒性及可拓展性,降低人脸识别距离对识别精度的影响,实现新用户的自适应添加,本文提出并构建了RFace Net网络模型。RFace Net网络通过对抗式域适应网络实现距离无关的人脸识别,而微调网络和基于Cosine相似度计算的分类器实现了新用户的自适应添加。融合了RFace Net网络后的RFace ID系统显著提升了RFID人脸识别的鲁棒性及可拓展性。在鲁棒性方面,在基于距离的跨域识别问题上,该方法通过7个距离域实现了89.5%的识别精度;而在扩展性方面,当新用户支撑集达到7-shot时,实现了86.5%的识别精度。 本文立足于当前人脸识别的实际应用需求,研究并构建了新型的基于无线射频识别信号的人脸方法及系统,并通过构建对抗式域适应网络有效提升了系统鲁棒性及可拓展性。由于该方法有效弥补了当前人脸识别方法在隐私保护及光照敏感等环境中的不足,有效提升了人脸识别方法在该类场景中的可用性。

关键词： Paperboard   calendering   coating   plasma   thermal transfer printing   UHF RFID antenna   electrical conductivity  

摘要： The effect of surface roughness and water contact angle of commercial paperboard before and after surface modification by calendering, coating and calendering and plasma treatment on the functionality of UHF RFID antennas printed with thermal transfer aluminum ribbon was evaluated. A hydrophilic surface was created by coating or plasma treatment, which improved the wettability of the paperboard surface, the spreading of the thermoplastic tie layer and the adhesion of the conductive aluminum layer. A new paper product was created with permanent surface wettability by coating, without the need for plasma treatment before printing. The plasma treatment provided time-limited wettability, needed only during printing, and made it possible to restore the original hydrophobic surface of the paperboard. In addition to the meaning of these surface modifications, the importance and need to reduce the surface roughness was confirmed, as the higher surface roughness of the paperboard limited the effect of the plasma treatment in terms of its printability and the functionality of the printed aluminum antenna. The printability of the paperboard and the functionality of the printed antennas were evaluated using electrical conductivity. The electrical conductivities of the dipole and inductor loop of the UHF RFID antennas printed on modified paperboards varied depending on the antenna design.

关键词： 射频识别   智能传感   天线传感   水位监测  

摘要： 物联网(Internetof Things,Io T)技术在全面感知的基础上融合计算、通信和控制进而提供更多自动化服务,是实践智慧城市、智能工厂等概念的重要手段之一。超高频射频识别传感(UHF RFID)技术得益于射频能量收集(RF-EH)和无线信号同时承载信息与能量(SWIPT),不仅可以提供ID识别,更能提供无需电池的通用感知技术,其具有无源、易部署、成本低廉等特点,是海量可持续传感器的实现手段之一。本文重点研究RFID模拟传感器,即在RFID标签天线上集成传感单元,通过分析反向散射通信信号的相位和幅值等信息获取RFID天线近场的环境。由于相位和幅值等信息受天线近场环境和测试环境(读写器与标签的相对距离和角度)共同影响,如何从相位和幅值等信息中移除测试环境的干扰,建立天线近场环境因素与相位和幅值的对应关系是RFID模拟传感器需要解决的关键科学问题。本文将通过基于自调谐芯片的差分测量、基于跳频特征差异度分析和基于面向功率解耦等方法实现与测试环境无关的RFID无源传感方法,并创造性地使用RFID标签实施PVC管道阻塞监测与探测系统,主要内容如下: (1)基于自调谐芯片的多维差分RFID传感方法。该方法中RFID读写器(RWD)发送控制命令开启和关闭商用自调谐(Self-tuning)RFID芯片的自调谐功能。由于开启和关闭过程中,测量环境保持不变。通过对开启和关闭状态的链路损耗、相位进行差分(OOD)测量,可以获得功率差值和相位差值。自调谐差值为调节幅度与自调谐功能关闭时的默认值之差。理论证明功率差值、相位差值和自调谐差值是与测量环境无关的三维向量(OOD参数)。该方法的主要创新归纳为:1)OOD参数是三维向量,可以比使用一维信息的现有技术支持更多的传感状态;2)定义了功率传输效率(PTE)和标签传感器效率(TSE),其中PTE是所有传感状态下的最小功率传输系数,TSE是OOD参数的最小成对欧几里德距离。通过同时优化PTE和TSE来优化RFID天线布局,从而在不牺牲所有传感状态下的通信性能的情况下提供传感鲁棒性;3)使用商用自调谐RFID芯片实施差分测量,无需增加额外的硬件成本;4)通过水位测量实验验证了该方法的可行性。 (2)基于跳频特征差异度的RFID传感方法。由于芯片的阻抗随功率呈现非线性变化,传统的方法往往通过对标签逐一调整功率使其工作在低功率线性区域,然后假定芯片阻抗恒定的情况,建立传感状态与测量结果的一一对应关系,此时RWD获取多个RFID模拟传感器信息时效率较低。为了克服数据采集过程的低效性,本章通过应用跳频机制差分测量通信底层参数(包括RSSI、相位和自调谐值)来实现同时支持多个RFID模拟传感器的传感架构。该方法将测量设置的影响迁移到测量参数与操作频率的关系上。然后,通过离线和在线多维数据集之间的差异分析,从测量参数的模式中检索传感器信息。该方法的主要创新性为:1)通信底层参数的跳频差分结果是与测量设置无关的;2)它利用了商用RWD中的信道跳频机制,不需要额外的硬件和软件;3)它放宽了恒定芯片阻抗的假设,并有助于有效地从多个传感器标签中检索信息;4)它可以在RFID IC宽输入功率水平上运行;5)它能够获取多个传感器信息以及标签识别程序,它的数据采集过程是省时的。 (3)基于面向功率解耦的RFID传感方法。该方法构建了与测量环境无关的二维向量,将设置影响转化为自调谐RFID芯片输出和RFID芯片在多个辐射功率水平下的可用功率斜率。针对多个传感状态(天线阻抗),定义标签传感器效率(TSE)为同一芯片可用功率时自调谐值的最小成对欧几里德距离。离线训练根据最大化最小成对欧几里德距离获得离线最优芯片可用功率;在线测量时,调节RWD发射功率使得传感测量工作在离线最优芯片可用功率处,进而获得与测量环境无关的二维向量。该方法独立于测量设置并具有以下优点1)它依赖于RSSI和商用自调谐RFID芯片。与使用相位信息相比,RSSI可以通过使用低成本的RWD硬件来获得,系统成本低。2)它以最佳功率水平执行传感操作,以提高传感鲁棒性。3)它减少了对天线设计的依赖,因此适用于单一RFID标签的异构安装。4)它可以在RFID IC的全功率电平范围内工作。 (4)本文使用无源RFID标签探测(PVC)管材内部水位,依靠本文所述方法设计天线实现PVC管道阻塞监测,保护每一位居民的身体健康,尤其是降低COVID-19的废水引发的社区传播。该系统中RFID标签的无源特性适用于分散的PVC管道,可以极大地降低安装和维护成本。当发生堵塞和泄漏时,可以通过移动RFID手持终端进行的阻塞排除。PVC管道堵塞监控检测系统是与测量环境无关RFID无源传感的重要尝试,其易部署、成本低的特点有潜力实现大规模物联网设备的可持续通信。

关键词： 无线定位   RFID   合成孔径   相位差   线性优化  

摘要： 射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)是一种利用电磁感应或无线电波进行数据交换的非接触式自动化识别技术。伴随着RFID技术在供应链与物流管理等领域的广泛应用,RFID定位技术成为了近年来的研究热点。其中,基于合成孔径的RFID定位技术相较于其它定位技术,具有成本低、精度高、灵活性强等诸多优点。目前,无论是基于全息成像还是基于非线性优化的合成孔径RFID定位方法的效率都有待提高。为此,本文在已有工作的基础上,以提高定位方法的效率为诉求,为二维及三维条件下的RFID定位问题设计了高效的解决方案。本文从被动式RFID系统的反向散射通信机制出发,对相位的产生及其在信号传播过程中的变化情况进行了详细的分析,为构建基于相位差的合成孔径RFID定位模型奠定了理论基础。对于二维定位问题,利用由相位差得到的距离差将定位问题转化为双曲线方程组的求解问题。考虑到非线性的双曲线方程组难于求解,提出使用泰勒级数展开法对其作线性化近似。同时,为了提高方法的收敛性,给出了一种初始参考点的选择方法。实验结果表明,这一方法对于不同距离、不同种类的标签均有着良好的定位表现,可以实现5 cm左右的平均定位误差以及10 ms左右的平均计算时间。对于三维定位问题,针对天线作不同轨迹运动的定位问题分别设计了解决方案。天线以直线轨迹运动时,通过求解由相位差与几何关系构建的线性方程组,得到标签与高度不同的两个天线的运动轨迹之间的距离,计算出以两个距离为半径的圆的交点从而获得标签位置的解析解。天线以曲线轨迹运动时,利用相位差构建以标签位置为变量的线性方程组,对于方程组存在的另一未知参数则分两步介绍了其求解过程。两种方法的定位精度与计算效率通过仿真与基于全息成像的Tagoram法及基于非线性优化的LM法进行了对比。结果表明两种方法在表现出与其它方法相当的定位精度的同时,平均计算时间比Tagoram法降低了99.59%,比LM法降低了99.36%。

关键词： 超高频射频识别   标签天线   抗金属   圆极化   高增益  

摘要： 射频识别(Radio Frequency Identification,RFID)技术,尤其是能在低能耗下进行远场通信的超高频(Ultra-High Frequency,UHF)RFID对物联网等领域的发展至关重要。但随着应用场景的日趋复杂,传统的UHF RFID标签天线的缺陷开始显现:它们不能直接贴合于金属平面,也不能实现较高的实际增益。因此,本文设计了两款具有抗金属性的高增益标签天线,主要的研究内容与创新点如下:1、设计了一款线极化辐射的高增益抗金属标签天线。该标签天线由一个蝶形贴片天线与人工磁导体(Artificial Magnetic Conductor,AMC)结构组成。蝶形贴片天线蚀刻八条对称放置的L形缝隙,以实现阻抗匹配调节。具有同相反射特性的AMC结构有利于实现增益提升,达到高增益的目的。AMC单元引入槽隙与偏置通孔实现了单元小型化,组成2×1的AMC结构后面积与贴片天线相当,对于整体结构没有额外的面积增加。仿真结果表明,在加入AMC结构后,标签天线的实际增益提升2.6 d B。实测结果显示,在200 mm×200 mm的金属平面上,所设计的高增益抗金属标签天线能够在924 MHz处实现良好的阻抗匹配,在轴向辐射方向上达到2.5 d Bi的实际增益,并获得约15m的识别距离。2、设计了一款圆极化辐射的高增益抗金属标签天线。该标签天线由带有曲折线馈电网络的下层介质基板与蚀刻有十字槽隙的上层介质基板组成。下层介质基板轴向耦合上层以实现圆极化和高增益辐射。馈电网络使用改进型U形微带线(Modified U-shaped Microstrip Line,MUML)使得相邻馈电位置之间相差了90°的相位差,十字槽隙的不等长蚀刻利于圆极化辐射的形成。同时,建立了标签天线的等效电路模型,以更好地分析标签天线的工作原理以及阻抗特性。最终的实际测试结果表明,所设计的圆极化标签天线能够实现8 MHz(918-926 MHz)的阻抗匹配带宽以及1.3 MHz(921.6-922.9 MHz)的轴比带宽,最终在200 mm×200 mm的金属平面上能够实现2 d Bi的实际增益,最远达到22.4 m的可识别距离。

关键词： logistics dispatch   Industrial Internet of Things   RFID   green logistics vehicle routing   bald eagle search  

摘要： As environmental problems increase, green development has become an indispensable part of the modern logistics system. Therefore, to help the logistics industry achieve the green development goals of energy saving and emission reduction, we studied the green logistics vehicle routing problem. Considering that the Internet of Things (IoT) plays an essential role in logistics scheduling, we constructed a Smart-IoT-based multi-objective green logistics vehicle scheduling model. This model guarantees the accuracy of vehicle-related information in all aspects of dispatch through IoT sensor technologies such as Global Positioning System (GPS) sensors, load sensors, and radio frequency identification (RFID) sensors and considers practical dispatch constraints such as dynamic vehicle carbon emission and physical constraints on heterogeneous vehicles. Furthermore, to address problems such as the poor convergence accuracy of the traditional path planning algorithm, we designed an improved path optimization algorithm by introducing the Levy flight strategy and simulated annealing mechanism in the bald eagle search algorithm to improve the search space and convergence speed of the algorithm. Then we conducted simulation experiments based on the scheduling task of a real logistics company. We also compared the designed algorithm horizontally with cutting-edge algorithms such as the sparrow search algorithm and crow search algorithm to verify the feasibility of the designed model and algorithm. Our results provide a practical reference for helping the logistics industry achieve green development.

关键词： RFID   无线无源   谐振频率   反向散射功率   纺织应变传感器  

摘要： 基于超高频射频识别(Ultra-high frequency radio frequency identification,UHF RFID)技术的无线无源纺织应变传感器是将RFID技术与纺织材料结合,形成具有应变传感功能的设备,为军事、城市安全、农业,尤其是医疗健康领域长时无障碍监测技术提供了新方案。目前UHF RFID纺织应变传感器在结构原理验证方面取得了较大进展,有两种方法将RFID技术引入纺织应变传感器,要么RFID标签的天线和基材为应变敏感纺织材料,要么将具有应变感应功能的纺织组件集成到RFID纺织标签中。两种方法皆可解决传统有源有线应变测量设备在能耗高和便携性差上的缺陷。但是,纺织UHF RFID应变传感器是近年来的新兴传感器技术,在以下几方面还需要进一步展开研究:(1)在传感表征方面,综合考虑传感性能,优化筛选适合表征应变的射频参数;(2)在传感性能评价方面,一般仅讨论灵敏度、线性度和读取距离,初步确定传感器的可使用性,尚未深入探讨此类传感器在实际应用环境下的应变响应特性,如重复稳定性等;(3)在天线RFID应变传感器的结构及制备工艺方面,应变传感元件的几何结构参数和制备工艺对传感器的性能及应用限制的研究较少,也没有探讨在拉伸应变中芯片与天线之间的互联失效。针对以上现有技术难题,本课题选择以RFID天线混合式结构设计应变传感器(以电阻式应变敏感纱代替天线导体的一部分),避免了芯片与天线由于机械作用造成的失效问题。围绕传感器的应变响应表征参数、性能评价指标、应变敏感纱的结构参数、传感器及敏感纱的制备工艺逐一展开讨论,最终确定一种适合于柔性应用领域的全织物RFID混合天线式应变传感器的结构及制备工艺方案。具体研究内容和结论如下:(1)应用仿真技术,参数化讨论应变敏感纱特征对RFID混合天线式应变传感器的谐振频率和回波损耗(S11)最小值的影响,比较确定了天线中应变敏感纱的初始位置、长度和灵敏度范围,以及最适合的传感器响应参数。首先设计天线应变传感器的结构,以天线混合式RFID天线标签构建仿真模型。然后,以应变敏感纱的不同初始位置、长度和灵敏度为仿真参数进行数值模拟,获得RFID混合天线式应变传感器的谐振频率和回波损耗。在此基础上,计算RFID混合天线式应变传感器的灵敏度,讨论应变敏感纱结构参数对RFID混合天线式应变传感器传感性能的影响,结果显示:在传感器结构上,随着应变敏感纱的初始位置不同,RFID混合天线式应变传感器灵敏度不同,这与电流密度有关,电流密度大的位置,电阻与尺寸的变化对整体天线的端口阻抗影响大,RFID混合天线式应变传感器灵敏度大;随着敏感纱的初始长度增加,RFID混合天线式应变传感器的灵敏度总体呈现增加趋势,这与拉伸后天线的几何尺寸相关;随着应变敏感纱灵敏度越大,其RFID混合天线式应变传感器灵敏度越小,但如果应变敏感纱灵敏度过低,则RFID传感器响应可能对应变不敏感。随后,进一步讨论传感器的响应参数,基于抗干扰能力和响应灵敏度,初步确定天线的谐振频率为传感器的最佳响应参数。随后,针对仿真分析确定的应变传感器配置及结构,并且制备相应的RFID混合天线式应变传感器,测试S11最小值和谐振频率参数,并与仿真结果进行比较,验证了仿真及所设计的结构和提出的响应参数的合理性。(2)通过对应变敏感纱制备、弹性基底材料选择、互联及热压工艺的讨论,确定一种适合穿戴领域的全织物RFID混合天线式应变传感器的制备工艺方案。本章首先优化了应变敏感纱的制备方案,并且在此基础上探究制备所需灵敏度的应变敏感纱的制备工序。然后通过比较三种弹性织物与应变敏感纱的弹性性能,确定能最大程度展现应变敏感纱的拉伸应变能力和柔软性的弹性基底材料。最后,通过互联和热压工艺,按照上述仿真结果探究的RFID混合天线式的结构制备RFID混合天线式应变传感器,测试其传感响应。结果显示,优化后的应变敏感纱制备方案提升了纳米银膜层的均匀性,仅需要两次循环聚合即可制备出机电性能优异的应变敏感纱;20%氨纶含量的弹性织物与应变敏感纱弹性性能最为匹配;互联后的应变敏感纱电阻仅增加5%,拉伸20次后的互联点滑移程度仅为0.16%,具有一定的机械可靠性。热压工艺是控制应变敏感纱嵌入位置的一种简易且有效的方法,不仅有助于增强应变敏感纱的机电性能稳定性,而且不显著改变应变传感器的辐射性能。(3)采用变量标定法,构建谐振频率和反向散射功率(RSSI)与应变的关系曲线,评价RFID混合天线式应变传感器的传感性能,最终确定了最适表征应变的传感器响应参数及基本传感特性。本文首先测试传感器在0～50%应变下的RSSI和谐振频率,构建应变与RFID混合天线式应变传感器辐射性能的标定曲线,通过测试35%应变下RSSI值和谐振频率值验证该标定曲线,并选择拟合度高和稳定性好的响应参数作