時(shí)至今日，RFID已成為我們生活工作中比較重要的一項(xiàng)技術(shù)，據(jù)外媒報(bào)道，麻省理工學(xué)院（MIT）的工程師正在開發(fā)一種方法，可以將不起眼的RFID標(biāo)簽變成用于物聯(lián)網(wǎng)的光敏傳感器。基于鈣鈦礦薄膜電池，目標(biāo)是制造價(jià)格低廉，可與互聯(lián)網(wǎng)連接的傳感器，這種傳感器無需電池或其他外部電源即可運(yùn)行數(shù)月甚至數(shù)年。

毫無疑問，物聯(lián)網(wǎng)（IoT）的重要性隨著 5G 的發(fā)展愈發(fā)凸顯。它利用信息傳感設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，把所有人們生活生產(chǎn)中的東西連接起來，進(jìn)行信息交互，從而實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別和管理。專家預(yù)測，到 2025 年，全球物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的數(shù)量（包括收集有關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的傳感器）可能會(huì)增加到 750 億。然而，就目前的情況來看，這些傳感器需要頻繁地更換電池，這對(duì)長期監(jiān)測來說可能是個(gè)不小的問題。

MIT 的研究人員在普通的射頻識(shí)別（RFID）標(biāo)簽上安裝了薄膜鈣鈦礦電池來作為“能量收集器”。這種電池以其潛在的低成本、靈活性和易制造而聞名，可以在明亮的陽光和較暗的室內(nèi)條件下為傳感器供電。此外，研究人員還發(fā)現(xiàn)，太陽能實(shí)際上給傳感器提供了強(qiáng)大的動(dòng)力，可以使數(shù)據(jù)傳輸?shù)木嚯x更遠(yuǎn)，并能夠?qū)⒍鄠€(gè)傳感器集成到一個(gè) RFID 標(biāo)簽上。

麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)的方法是將鈣鈦礦電池與具有多個(gè)傳感器的RFID標(biāo)簽合并在一起，這些傳感器用于監(jiān)視各種環(huán)境因素，例如溫度和濕度。這些標(biāo)簽可以印制成卷，并帶有光伏電池，甚至可以做成透明的，因此可以將它們安裝在窗戶玻璃上。他們還擁有纖巧的超高頻天線，制造成本僅為幾美分。


新的傳感器標(biāo)簽的工作原理與通常用于標(biāo)記零售商品的RFID標(biāo)簽相同。RFID標(biāo)簽本質(zhì)上是沒有電源的電子電路，但是當(dāng)它位于正在傳輸無線電信號(hào)的讀取器設(shè)備的范圍內(nèi)時(shí)，該標(biāo)簽會(huì)從反向散射效應(yīng)中吸收能量-本質(zhì)上，它是從無線電信號(hào)中獲取電能的。。然后，它傳輸存儲(chǔ)在標(biāo)簽芯片中的信息，從而使其可用于定價(jià)、盤點(diǎn)、安全、跟蹤和其他應(yīng)用。

問題在于，標(biāo)簽只能產(chǎn)生幾微瓦的功率，并且只有在閱讀器正在幾米范圍內(nèi)掃描標(biāo)簽時(shí)才能產(chǎn)生。如果要用作實(shí)用傳感器，則需要為它供電更長的時(shí)間。對(duì)于新標(biāo)簽，麻省理工學(xué)院的團(tuán)隊(duì)將鈣鈦礦夾在電極、陰極和特殊的電子傳輸層材料之間。這使工程師能夠調(diào)整每個(gè)單元，使其在不同的光照條件下能夠按需運(yùn)行。然后將它們制成每個(gè)四個(gè)電池的模塊，它們可以在直射的陽光下每個(gè)產(chǎn)生4.3伏特，并通過1.5伏特電路傳輸數(shù)據(jù)。


其他測試表明，這些電池在熒光燈下的效率最高可達(dá)21.4%，并且暴露于45分鐘的光線下最多可以充電3個(gè)小時(shí)，從而使傳感器標(biāo)簽?zāi)軌蜻B續(xù)幾天監(jiān)控室內(nèi)和室外溫度，同時(shí)連續(xù)五次連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，比傳統(tǒng)的RFID標(biāo)簽要好。這將使一個(gè)讀取器可以同時(shí)收集來自多個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)。

隨著技術(shù)的成熟，團(tuán)隊(duì)將新標(biāo)簽視為數(shù)月甚至數(shù)年監(jiān)視環(huán)境的一種方法，以防它們惡化到無法正常工作的程度。它們不僅可以用于溫度監(jiān)控，而且還可以用于貨物跟蹤、土壤監(jiān)控和能源使用監(jiān)控，因?yàn)樗鼈円呀?jīng)擴(kuò)展到可以測量濕度、壓力、振動(dòng)和污染的能力。

機(jī)械工程系博士后Ian Mathews說道：“我們使用的鈣鈦礦材料作為有效的室內(nèi)光收集器具有不可思議的潛力。我們的下一步計(jì)劃是使用印刷電子方法集成這些相同的技術(shù)，從而有可能實(shí)現(xiàn)極低成本的無線傳感器制造，”