根據(jù) Prudour 研究人員的 2020 年報告，到 2025 年，消費者和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場的總規(guī)模預計將達到 11.1 萬億美元。物聯(lián)網(wǎng)應用的急劇擴張已經(jīng)引發(fā)了一些與為物聯(lián)網(wǎng)設備供電的電池相關的問題——不僅在可持續(xù)性和環(huán)境保護方面，而且從可預測性和成本的角度來看。因此，工業(yè) 4.0 開發(fā)人員正在尋求實現(xiàn)無電池解決方案。這就是 UHF RFID 技術（如 RAIN RFID 聯(lián)盟所采用的方法）發(fā)揮作用的地方。

RAIN 既是一個行業(yè)聯(lián)盟，就像藍牙 SIG 和 Wi-Fi 聯(lián)盟一樣，也是一項技術。正如聯(lián)盟網(wǎng)站上所述，首字母縮略詞 RAIN（用于射頻識別）“旨在表示 UHF RFID 與云之間的鏈接，基于 RFID 的數(shù)據(jù)可以通過互聯(lián)網(wǎng)進行存儲、管理和共享。RAIN RFID 解決方案使用閱讀器來讀取和寫入帶標簽的物品、管理數(shù)據(jù)并采取行動。” 該聯(lián)盟的成員資格對任何對無源 UHF RFID 感興趣的組織開放。

當今的制造系統(tǒng)使用存儲在 RFID 標簽中的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)更靈活、更高效的定制產(chǎn)品。RFID技術在工廠車間的應用帶來了更高水平的自動化和標準化，并為現(xiàn)代供應鏈的“精益”流程做出了廣泛貢獻。與有源標簽和條形碼等成熟的識別技術相比，無源RFID標簽不需要自己的電源，也不需要視線來操作。

由于它是一項新興技術，如今很少有利益相關者能夠提供將無源 RFID 芯片轉變?yōu)?RAIN RFID 所需的智能傳感設備的解決方案。這些 IC 系列可以完全被動地測量溫度、濕度、運動、環(huán)境光、電氣連續(xù)性和材料延展性等參數(shù)，無需額外的組件，并且可以將采集的數(shù)據(jù)傳輸?shù)?5 到 10 米范圍內(nèi)的傳統(tǒng) RAIN RFID 閱讀器.

無需特殊的硬件/軟件

從芯片到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸僅需幾毫秒，并且完全符合當前的 EPC Gen2 協(xié)議。用戶的優(yōu)勢是不需要特殊的硬件或軟件來獲取和處理測量值。目前市場上的閱讀器可以捕獲和解釋芯片中的數(shù)據(jù)，并將其轉發(fā)到更高級別的系統(tǒng)。例如，在將基于芯片的標簽集成到物流應用中時，可以將資產(chǎn) ID 和 EPC 編號與傳感器數(shù)據(jù)一起捕獲。

嵌體可轉換為多種轉發(fā)器格式，從柔性標簽到硬標簽。經(jīng)典封裝版本，例如帶有集成傳感器 IC 的 QFN，即使在惡劣的環(huán)境中也適用。

用于工業(yè) 4.0 的通信技術比較（來源：Asygn）

預測性維護應用

由于無電池技術的進步以及對研發(fā)活動的更加重視，預計全球無電池 RFID 傳感器市場將以 13.3% 的復合年增長率增長，到 2030 年達到 20.99 億美元，根據(jù)普魯多的說法。

傳感器 IC 已經(jīng)在許多工業(yè)案例中使用——例如，用于檢測管道變形——在這些案例中，以前需要基于應變計的傳統(tǒng)傳感器解決方案，或者根本沒有合適的解決方案。

通常，標準應變儀需要信號調節(jié)電路、模數(shù)轉換器和通信設備來傳輸或提供數(shù)據(jù)到 PC?，F(xiàn)在，所有必要的組件都可以組合在一個芯片中，并且可以通過 UHF RFID 進行通信。既不需要電池也不需要外部傳感器。

一個廣泛的通用案例是預測性維護，它可以預測磨損或故障，使維護技術人員能夠專注于關鍵問題，并生成大量數(shù)據(jù)以構建預測模型。金屬上層建筑，例如橋梁和大型建筑物，是此類技術的絕佳候選者；工作人員可以在發(fā)生災難性故障之前進行維修，這些故障會招致處罰，需要昂貴的維修費用，或者在最壞的情況下會導致受傷。在制造時將自由功率傳感器嵌入混凝土塊中，可以實時訪問溫度或濕度等關鍵參數(shù)，使建筑商、建筑管理人員和建筑用戶能夠隨著時間的推移監(jiān)控結構，從而讓建筑人員高枕無憂。那些利益相關者。

重型工業(yè)設備制造商也熱衷于將這項技術用于檢測水力或風力發(fā)電應用中渦輪葉片過熱等應用。壓力傳感器也可用于工業(yè)氣瓶以防止爆炸或火災。另一個新興案例是將芯片集成到彈性體中，例如，允許通過嵌入輪胎的壓力傳感器測量車輛重量或負載。

除了工業(yè)應用之外，開發(fā)人員還瞄準了農(nóng)業(yè)和醫(yī)療保健領域的用例。嵌入閱讀器的無人機可以監(jiān)測溫室和開闊地的溫度、濕度和光照條件?？梢栽谔镩g追蹤配備耳標的牲畜，并監(jiān)測它們的體溫以檢測疾病。通過將 RFID 傳感器集成到假肢設備中，應變或溫度偏差可以揭示故障，以便技術人員可以通過修復或更換有缺陷的假肢來幫助患者，以免造成問題。

工業(yè)界已經(jīng)完全接受了物聯(lián)網(wǎng)?，F(xiàn)在的任務是使工業(yè) 4.0 解決方案更精簡、更高效，以最大限度地提高投資回報率，而無電池 UHF RFID 技術正在指明道路。

——Frédéric Maricourt 是 Asygn 的銷售總監(jiān)。

審核編輯 黃昊宇