根據(jù)市場研究機構(gòu)Prudour的研究人員在2020年的一份報告，到2025年，消費者和工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)市場總和預計將達到11.1萬億美元。物聯(lián)網(wǎng)應用的急劇擴展帶來了一些與物聯(lián)網(wǎng)設備供電電池相關(guān)的問題，這不僅僅是在可持續(xù)性和環(huán)境保護方面，而且也是在可預測性和成本方面。
因此，工業(yè)4.0開發(fā)人員希望實現(xiàn)無電池解決方案。這就是RAIN RFID聯(lián)盟采用的UHF RFID技術(shù)發(fā)揮作用的地方。
RAIN既是一個行業(yè)聯(lián)盟，類似于SIG藍牙技術(shù)聯(lián)盟和Wi-Fi聯(lián)盟，也是一種技術(shù)。正如RAIN聯(lián)盟官網(wǎng)所述，從RAdio-frequency IdentificatioN字幕縮略詞而來的RAIN聯(lián)盟“旨在連接UHF RFID和云，通過互聯(lián)網(wǎng)存儲、管理和共享基于RFID的數(shù)據(jù)。RAIN RFID解決方案使用閱讀器讀取和寫入標簽、管理數(shù)據(jù)并采取相應行動”。該聯(lián)盟歡迎任何對無源UHF RFID感興趣的組織。
如今的制造系統(tǒng)使用RFID標簽中存儲的數(shù)據(jù)來實現(xiàn)更靈活、更高效的定制產(chǎn)品。RFID技術(shù)在工廠車間的應用已促進了更高水平的自動化和標準化，并為現(xiàn)代供應鏈的“精益”流程做出了卓越的貢獻。與現(xiàn)有的有源標簽和條形碼等識別技術(shù)相比，無源RFID標簽不需要自己的電源，也不需要直視線來操作。
由于這是一項新興技術(shù)，如今很少有利益相關(guān)者能夠提供將無源RFID芯片轉(zhuǎn)變?yōu)镽AIN RFID所需的智能傳感設備的解決方案。這些IC系列可以完全無源地測量溫度、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)?至10米范圍內(nèi)的傳統(tǒng)RAIN RFID閱讀器。
從芯片到閱讀器的數(shù)據(jù)傳輸僅需幾毫秒，完全符合當前的EPC Gen2協(xié)議。對用戶而言，其優(yōu)勢在于不需要特殊的硬件或軟件來獲取和處理測量值。目前市場上可用的閱讀器可以捕獲和解碼來自芯片的數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)礁咭患壍南到y(tǒng)。例如，當將基于芯片的標簽集成到物流應用中時，資產(chǎn)ID和EPC編號可以與傳感器數(shù)據(jù)一起捕獲。
inlay可轉(zhuǎn)換為多種轉(zhuǎn)發(fā)器格式，從柔性標簽到硬標簽。集成傳感器IC的經(jīng)典封裝版本，如表面貼裝型封裝之一QFN，即使在惡劣環(huán)境中也適用。
Prudour表示，由于無電池技術(shù)的進步以及對研發(fā)活動的更加重視，全球無電池RFID傳感器市場預計將以13.3%的復合年增長率增長，到2030年將達到20.99億美元。
傳感器IC已經(jīng)在許多工業(yè)案例中得到應用。例如，在檢測管道變形時，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，標準應變計需要信號調(diào)節(jié)電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換器和通信設備來將數(shù)據(jù)傳輸?shù)絇C?，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。
此技術(shù)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，使技術(shù)維護人員能夠?qū)Ｗ⒂陉P(guān)鍵問題，并生成大量數(shù)據(jù)以構(gòu)建預測模型。像橋梁和大型建筑物這樣的金屬上層建筑，是此類技術(shù)應用的絕佳選擇；工作人員可以在災難性故障發(fā)生之前進行維修，以免招致罰款、支付昂貴的維修費用，或?qū)е氯藛T受傷。
在混凝土砌塊制造過程中，將自由功率傳感器嵌入其中，可以實時訪問溫度或濕度等關(guān)鍵參數(shù)，從而使建筑商、建筑經(jīng)理和建筑用戶等建筑的利益相關(guān)者能夠隨時監(jiān)控結(jié)構(gòu)，從而高枕無憂。
重工業(yè)設備制造商也熱衷于將該技術(shù)用于水電或風力發(fā)電應用中的渦輪葉片過熱檢測等領域。壓力傳感器還可用于工業(yè)氣瓶，以防止爆炸或火災。另一個新興應用是將芯片集成到彈性體中，例如，通過嵌入輪胎中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)療領域的應用。攜帶閱讀器的無人機可以監(jiān)測溫室和露天場地的溫度、濕度和光照條件；可以在現(xiàn)場跟蹤裝有耳標的牲畜，并監(jiān)測它們的體溫以檢測疾??；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，這樣技術(shù)人員就可以幫助患者修復或更換有缺陷的假肢，以免造成問題。
如今行業(yè)已經(jīng)完全認可了物聯(lián)網(wǎng)?，F(xiàn)今的任務是要讓工業(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(shù)則為我們指明了方向。
