融合RFID的无线湿度传感器节点设计研究

吴燕

摘要：以融合RFID 的无线传感器节点设计的具体要求为基础设计了一种融合RFID的无线湿度传感器节点系统，该系统不仅具有较高的稳定性，同时在造价方面也存在着较大的优势。首先对系统设计进行了简单的介绍，最后研究了具体的功能设计。

关键词：RFID；无线湿度传感器；节点设计

中图分类号：TP391.41 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2018）05-0087-02

在物联网当中RFID与无线传感器是最核心的两项技术，RFID的主要功能是通过射频来实现对图像信息的识别与处理，无线传感器网络则通过大量传感器的应用组成组织网络，从而实现对数据采集的量化与融合处理。RFID技术的实现需要高度依赖于读写设备，同时也存在着一定的不稳定性，无线传感器网络可以有效解决这一问题，但是RFID技术在节点标识方面则存在着较大的优势，基于此种情况，实现二者的有效融合对于物联网技术的发展具有非常重要的意义。基于此种情况本文对融合RFID的无线湿度传感器节点设计进行了全面的研究与分析，现报道如下。

1 系统设计

在本文当中所设计的无限适度传感器节点系统设计如图1中所示。该系统采用了UHF RFID技术进行湿度传感器设计，除了标签天线之外，其他设备均采用单片集成方式进行设计，通过这种设计方式不仅能提升电路整体的稳定性，同时还能在一定程度上降低整体设备的制造成本。在该系统当中标签天线的主要功能在于接受由RFID阅读器所发出的射频信号，并在匹配网络的辅助作用之下，对系统整体的资源进行整合，从而网络整体达到最佳状态。同时在该系统当中并没有配置传统RFID标签所采用的稳压电路，这主要是由于湿度传感器借口部位对于电源电压的变化并不是非常敏感，上电复位电路用于完成传感器接口电路的清零功能。传感器信号经接口电路转换为数字信号， 此信号控制調制电路经反向散射信号反射回阅读器。

在该设计当中无源标签并不需要配置单独的电源，其工作所需要的能源可以直接从阅读器所发出的无线信号的当中获得，因此，在进行该系统的设计过程当中需要注重交流—直流转换效率以及标签结构的整体性能，同时这也会对该系统的使用距离存在着较大的限制。

2 具体功能模块设计

2.1 湿度传感器设计

目前阶段关于物联网湿度传感器设计的研究已经相对较多，在本文的研究当中直接采用了现阶段较为常用的电容式湿度传感器，该传感器可以直接利用顶层的金属层来实现交叉电极的制作，同时采用了聚酰亚胺作为湿度材料，这种制作工艺不仅能够与主流湿度传感器制作工艺相匹配，同时还具备较强的可复制性，这对于设备整体的造价具有一定的积极意义。如图2中所示为本文所采用的湿度传感器的结构图。

2.2 整流电路设计

整流电路的性能一般情况下通过整流效率来进行评价，而在整流电路当中整流效率主要是由二极管正向通导电压来决定的。在本文当中为了实现对整流电路的有效控制同时满足系统正常工作电压要求，采用三级级联结构作为整流电路基本结构，同时还增加了交叉耦合结构整流器，分别如图3中所示。

2.3 传感器接口电路设计

在该系统当中传感器接口电路是实现电容值向数字信号输出的关键所在，在传统电容传感器信号处理当中往往会将电容变化值转变为电压值，将电压值转化为数字信号。虽然这种方式能够进一步方法信号分辨率，但是也会导致电路整体的复杂性被显著提升，从而严重影响整体系统功耗。基于此种情况，在本文的设计研究当中利用传感器控制振荡、数字控制振荡器以及鉴相器重新设计了一组传感器接口，具体如图4中所示。

3 结语

在本文当中笔者设计了一种融合RFID的无线湿度传感器节点，希望能够促进我国物联网技术的进一步发展。

参考文献

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