RFID标签凭借其低功耗、低成本、易部署的优势,在物流管理、智能交通、医疗健康、动物养殖等领域有着广泛的应用,成为了发展最为迅速的物联网应用之一。经过多年的产业发展,实际RFID系统不再满足于识别和追踪物品,更是对RFID标签具备环境感知能力提出了需求,从而进一步扩展RFID系统应用范围。当前RFID感知标签的设计主要基于传统的嵌入式架构,采用处理器模块来实现传感器访问和数据处理,主要存在两个问题。其一,处理器的计算功耗远超标签的供电能力,导致标签通信距离短、性能不佳;其二,传统嵌入式开发难以应对物联网种类繁多的应用需求,定制化开发导致标签成本高昂,失去了低成本的商业优势。本文设想,下一代RFID标签应当有如下特点:第一,同时具备识别能力和感知能力;第二,能够便捷地为不同的传感器定制,以适应不同的应用需求;第三,拥有接近传统RFID标签的性能和价格。为此,本文提出了通用感知标签:移除传统架构中的处理器模块,将对传感器的总线控制上浮至RFID网关,从而简化RFID标签设计,让现有的商用阅读器能够直接控制传感器。而要实现上述设计将面临如下三大挑战。第一,射频信号如何转化为传感器可识别的总线信号。为此,本文在无处理器的条件下,采用二级积分判别器实现了射频信号到总线信号的转换,并实现了协议状态机用以将总线信号中控制传感器的指令输入到传感器。第二,如何利用RFID协议进行网关与传感器之间的高效数据交互。为此,本文提出了一种基于UHF Gen2协议的高效数据传输方案,与传统的方式相比,下行传输效率提升了93.6%,上行传输效率提升了54.5%。第三,如何控制基于RFID协议的通用感知标签,并赋予其独特的功能。为此,本文提出了一种运行在Gen2协议上层的感知控制协议,为标签提供了用于标签发现、存储控制、感知控制等功能。通过实验与分析,标签原型在无源和有源状态下,通信距离分别可达3.6米和18米;标签原型与传统RFID标签在相同环境下被发现的概率几乎一致;标签整体平均功耗约361.15微瓦,远低于传统嵌入式架构的毫瓦级功耗。