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NASA在太空站采用聲表面波標(biāo)簽清點(diǎn)物品

2007-06-05 15:18 RFID世界網(wǎng)

導(dǎo)讀：NASA在太空站采用聲表面波標(biāo)簽清點(diǎn)物品，將物品清點(diǎn)所需的時(shí)間能從原來的30分鐘減少到20秒

在國(guó)際太空站工作的宇航員往往要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間處理一些簡(jiǎn)單的日常生活事務(wù)，如換衣服、刷牙。在太空失重狀態(tài)下，衣物和個(gè)人衛(wèi)生用品，甚至包括宇航員自己都會(huì)到處漂浮，一些簡(jiǎn)單的動(dòng)作往往要花費(fèi)大量的時(shí)間來完成。

按規(guī)定，太空站的宇航員必須定期清點(diǎn)他的隨身物品，以便及時(shí)補(bǔ)充下個(gè)任務(wù)所需物資。在失重下，物品清點(diǎn)常常要花費(fèi)宇航員很多時(shí)間。他們無法像在地面，把他們個(gè)人行李袋里的物品倒到桌子上，再逐一清點(diǎn)；相反，他必須把所有物品放在其他包里，再一邊記錄它們的種類和數(shù)量，一邊將它們一個(gè)個(gè)放回行李包，這個(gè)過程一般要花費(fèi)30分鐘。



NASA國(guó)際太空站

Tim Brown是NASA一位數(shù)據(jù)集成系統(tǒng)經(jīng)理，他稱太空局起初考慮為行李袋里每件物品貼上RFID標(biāo)簽，利用RFID閱讀器快速讀取物品代替人工清點(diǎn)。NASA同時(shí)也希望RFID標(biāo)簽可以替代條形碼追蹤太空站里空余的部件和其他昂貴、重要的硬件。然而，經(jīng)過一年多測(cè)試研究，NANA發(fā)現(xiàn)如果采用無源RFID標(biāo)簽，所追蹤物品中的金屬或液體成分會(huì)對(duì)標(biāo)簽造成干擾。 而有源標(biāo)簽的成本可尺寸不適合追蹤消費(fèi)品。

最終這個(gè)項(xiàng)目被暫停，Brown 稱，直到他們?cè)囉昧薘F SAW （聲表面波標(biāo)簽）。 聲表面波標(biāo)簽以能在金屬和液體正常工作而著稱。 RF SAW 是一家位于達(dá)拉斯，采用聲表面波技術(shù)的標(biāo)簽的制造商。與硅芯片不同的是 SAW標(biāo)簽包含一個(gè)壓電晶體, 該晶體就像是硅標(biāo)簽里集成電路， 與一個(gè)天線聯(lián)系，可以接受讀寫器的RF信號(hào)并回傳信號(hào)。 聲表面波標(biāo)簽有一個(gè)變能器可以將收到RF信號(hào)轉(zhuǎn)化聲波，在壓電晶體表面?zhèn)鞑ァ?變能器將聲波信號(hào)再轉(zhuǎn)變?yōu)镽F信號(hào)后，將標(biāo)簽數(shù)據(jù)傳送給閱讀器。



聲表面波標(biāo)簽結(jié)構(gòu)

當(dāng)一個(gè)SAW標(biāo)簽制造完畢， 有許多微小金屬反射器附在到壓電晶體上。 每個(gè)標(biāo)簽的反射器排列都不一樣。 當(dāng)聲波在壓電晶體里傳播里，它會(huì)按照反射器產(chǎn)生的模式， 通過閱讀器的數(shù)字信號(hào)處理器轉(zhuǎn)換成唯一一個(gè)ID號(hào)。雖然金屬和液體還是會(huì)減緩閱讀器發(fā)射激活SAW標(biāo)簽的2.45 GHz RF信號(hào)強(qiáng)度，但標(biāo)簽里的壓電晶體消耗信號(hào)的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于集成電路， 這樣使得表面聲波標(biāo)簽可以生成比硅標(biāo)簽更強(qiáng)的反向散射信號(hào)，克服金屬和液體的減緩效應(yīng)。



聲表面波標(biāo)簽工作原理

今年秋天，NASA有一個(gè)為期6個(gè)月的航空任務(wù)。屆時(shí)，每個(gè)宇航員行李袋里制服和衛(wèi)生用品等將都貼上RF聲波標(biāo)簽。 標(biāo)簽的ID號(hào)在數(shù)據(jù)庫里代表著每件物品。在任務(wù)期間，宇航員可定時(shí)地利用閱讀器或PDA設(shè)備讀取行李袋里的物品。 閱讀器收集所讀取標(biāo)簽的ID號(hào)，并將數(shù)據(jù)下載到NANA信息系統(tǒng)里。宇航員會(huì)接著再對(duì)行李袋里物品進(jìn)行人工清點(diǎn)。 RF SAW 系統(tǒng)讀到的物品清單和人工獲取的人工清單將通過NASA衛(wèi)星通訊系統(tǒng)發(fā)送到地面。

如果秋季的這場(chǎng)測(cè)試被證明是成功的，NASA將繼續(xù)擴(kuò)大他們的測(cè)試規(guī)模，NASA希望標(biāo)簽穩(wěn)定的讀取距離和讀取率。

在空間測(cè)試中，NASA也會(huì)將RF SAW產(chǎn)品投入他們標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)部的認(rèn)證測(cè)試，看標(biāo)簽信號(hào)是否會(huì)對(duì)NASA現(xiàn)有采用的頻段或其他類型的通訊方式造成干擾。

NANA稱，如果物品清點(diǎn)所需的時(shí)間能從原來的30分鐘減少到20秒，那么宇航員就可發(fā)花更多的時(shí)間開展實(shí)驗(yàn)。

小知識(shí)： SAW標(biāo)簽可以認(rèn)作是第二代無芯RFID標(biāo)簽，是由叉指換能器和若干反射器組成，換能器的兩條總線與電子標(biāo)簽的天線相連接。RFID讀寫器的天線周期地發(fā)送高頻詢問脈沖，在電子標(biāo)簽天線的接收范圍內(nèi)，被接收到的高頻脈沖通過叉指換能器轉(zhuǎn)變成聲表面波，并在晶體表面?zhèn)鞑?。反射器組對(duì)入射表面波部分反射，并返回到叉指換能器，叉指換能器又將反射聲脈沖串轉(zhuǎn)變成高頻電脈沖串。如果將反射器組按某種特定的規(guī)律設(shè)計(jì)，使其反射信號(hào)表示規(guī)定的編碼信息，那么讀寫器接收到的反射高頻電脈沖串就帶有該物品的特定編碼，通過解調(diào)與處理，達(dá)到自動(dòng)識(shí)別的目的。因此，基于聲表面波SAW技術(shù)的RFID系統(tǒng)自身就能夠測(cè)量標(biāo)簽位置、運(yùn)行方向以及標(biāo)簽溫度等要素。此外，SAW標(biāo)簽可以經(jīng)受安全和安全相關(guān)的工序的考驗(yàn)——包括高溫、高能量X－射線或伽馬射線殺菌等。