用于湿度检测的无源无芯片RFID标签：综述

《IEEE Journal of Radio Frequency Identification》：Passive Chipless RFID Tags for Humidity Sensing: A Review

本文综述无源无IC RFID湿度传感器技术，分析其基于有效介电常数变化的原理，探讨贴片式与槽型谐振器的设计方法，突出槽型标签在双面可读、极化无关性和高灵敏度等优势，为物联网应用提供新方案。

　　

摘要：

本文综述了无芯片射频识别（RFID）湿度传感器标签的相关文献，包括工作原理、性能指标和应用场景。RFID湿度传感器标签由用于识别的RF谐振器以及用于湿度检测的独立谐振器和智能材料组成。这类传感器基于有效介电常数原理工作，智能材料的有效介电常数会随湿度变化而变化。这种变化通过不同的编码方法进行记录，而传感器的灵敏度则取决于标签的配置和传感材料。因此，本文重点介绍了先进的标签设计方法、RFID湿度传感器标签的设计思路以及湿度敏感材料的特性。大多数RFID湿度传感器采用频率编码技术，其编码容量取决于谐振器的数量，从而影响标签的整体尺寸。文中讨论了多种类型的谐振器（如贴片式和槽式谐振器）及其相对于线极化读取天线的排列方式。涂有湿度敏感材料的槽式标签具有双面可读性、不受极化影响、更高的数据编码容量和更好的灵敏度等优势，对于未来的物联网（IoT）应用具有重要意义。

RFID技术概述

RFID技术是人类的一项独特技术，能够实现物体识别和多种传感功能，是物联网（IoT）的重要组成部分[1]。在疫情期间，RFID技术展现了其巨大的实用价值[2]。RFID系统主要由三个部分组成：标签、读取器和中间件。其中，RFID标签因其能够反向散射携带物体信息的电磁（EM）能量而受到广泛研究。根据是否集成集成电路（IC芯片）、工作频率和供电方式的不同，RFID标签有多种类型[3],[4]。RFID系统的工作原理和分类方式已在之前的综述文章中详细阐述[5]。带芯片的RFID标签包含天线和IC，IC中存储有关物体的信息。标签天线在接收到自身激活组件（主动式RFID标签）或读取天线发出的询问信号（被动式RFID标签）后，会发送IC中的信息。带有芯片的RFID技术已经成熟，并被应用于收费站[6]、图书馆[7]、考勤系统[8]和零售店[9]等日常场景。另一方面，无芯片的被动式RFID标签由于无需IC和主动组件，成本更低且制作更简单。这种标签仅包含RF谐振器，因此被称为无芯片RFID标签。当被读取天线在指定频率下询问时，它会反向散射RF能量。无芯片RFID技术因其在跟踪与识别[10]、供应链管理[11]、可穿戴设备[12]、材料回收[13]、安全与认证[14]等领域的应用潜力而受到关注。此外，由于其传感和无线连接能力，该技术在物联网的多个领域越来越受欢迎。