【摘 要】
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近年来,无线通信和智能技术得到了快速的发展,越来越多的智能产品进入了人们的日常生活,超高频射频识别（UHF RFID）标签在这其中发挥到了重要的作用。经过了多年的发展,RFID技术在信息标识方面已经有了广泛的应用场景,同时在新的信息获取和传感方面仍具有较大的工程研究价值和应用潜力。在近年来的研究中,许多工作将重点放在了拓展RFID标签功能将其作为传感器进行应用。基于此背景本文从RFID标签的天线设
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近年来,无线通信和智能技术得到了快速的发展,越来越多的智能产品进入了人们的日常生活,超高频射频识别（UHF RFID）标签在这其中发挥到了重要的作用。经过了多年的发展,RFID技术在信息标识方面已经有了广泛的应用场景,同时在新的信息获取和传感方面仍具有较大的工程研究价值和应用潜力。在近年来的研究中,许多工作将重点放在了拓展RFID标签功能将其作为传感器进行应用。基于此背景本文从RFID标签的天线设计入手围绕RFID传感进行研究,提出了磁性二值RFID传感和RFID液滴相位传感两种技术方案并进行了实验验证。首先,本文基于磁性传感原理设计并制作了一种RFID环形传感标签,其天线辐射体引入了干簧管结构,可在磁场的控制下切换工作频率和状态。仿真分析和实验结果表明该传感标签具备动作传感功能,能够在引入磁体的动态结构上获得二值状态检测功能,可以用在需要旋转和开关状态检测的多种应用场景中。其次,本文设计和提出了一种相位对液滴变化敏感的天线,实现了UHF频段的RFID高灵敏度探测标签。该工作采用了共形RFID天线结构,其工作频率和相位对贴近的液体液位变化敏感,使之适配滴速检测的场景,能够对液滴滴落形成传感。进一步通过实物的制作和测试,为后续应用系统的实现打下了基础。最后,本文实现了基于液位敏感的RFID远距离输液传感应用,在采用前述标签天线前提下通过UHF RFID读写器的数据采集和分析获得了有效的输液液滴状态监控。本系统从软件层面提出了兼容ISO18000协议的相位信息过滤算法,从RFID读写器获取到的复杂相位数据中分离出了反应液滴滴速以及输液装置状态的信息,实现了较远距离无线、无源的输液过程检测。本文所提的新型RFID传感方法利用了商用RFID读写器和标准RFID芯片通过天线的设计和算法的改进获得了以往难以得到的RFID标签相位信息,可以在医疗健康、工业检测等应用场景有广泛的应用前景。
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