《電子技術(shù)應(yīng)用》
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可測濕度的電網(wǎng)設(shè)備電子標(biāo)簽研究
電子技術(shù)應(yīng)用 11期
張賀豐，林杰，王祥，王文赫，杜鵑，趙軍偉
（北京智芯微電子科技有限公司，北京 102200）
摘要： 基于電子標(biāo)簽封裝材料吸濕性對介電常數(shù)的影響和封裝材料介電常數(shù)對電子標(biāo)簽超高頻射頻性能的影響，設(shè)計(jì)并制作了可測濕度的電網(wǎng)設(shè)備電子標(biāo)簽。在標(biāo)簽設(shè)計(jì)方面選取了具有較強(qiáng)吸濕性的尼龍材質(zhì)作為封裝材料和窄帶寬的抗金屬線型作為天線結(jié)構(gòu)，在讀寫終端設(shè)計(jì)方面改進(jìn)了獲取電子標(biāo)簽激活靈敏度中心頻點(diǎn)的功能。模擬應(yīng)用濕度性能測試顯示，可測濕度的電網(wǎng)設(shè)備電子標(biāo)簽測量的相對濕度與濕度計(jì)測量的相對濕度兩者絕對差值平均是2.0%RH。該設(shè)計(jì)使電子標(biāo)簽帶有傳感器的功能，將標(biāo)識和感知合二為一，基本滿足相對濕度測量精度要求不高的應(yīng)用需求。
中圖分類號：TN303；TN609
文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A
DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.233793
引用格式： 張賀豐，林杰，王祥，等. 可測濕度的電網(wǎng)設(shè)備電子標(biāo)簽研究[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2023，49(11)：116-120.
Study of humidity-functional grid asset radio frequency tag
Zhang Hefeng，Lin Jie，Wang Xiang，Wang Wenhe，Du Juan，Zhao Junwei
(Beijing Smart-Chip Microelectronics Technology Co.， Ltd.， Beijing 102200， China)
Abstract： There were two kinds of relations applied in humidity-functional grid asset radio frequency tag: the influence of moisture-absorption nylon on tag dielectric constant, and the influence of tag dielectric constant on tag radio frequency performance. For tag design, it was used that moisture-absorption nylon on package material and narrow bandwidth design on RFID Antenna. Also, it was improved to get center frequency of tag activation sensitivity for read-write handsets. In the test of application simulation, the average absolute difference of relative humidity is 2.0%RH between humidity-functional grid asset radio frequency tag and moisture meter. In this paper, humidity-functional grid asset radio frequency tag achieved to combine sensor function into electronic tag，and nearly can meet the requirement for appropriate measurement accuracy.
Key words : electronic tag；RFID；humidity measurement；moisture-absorption；activation sensitivity；center frequency

【引言】

實(shí)物ID是電網(wǎng)設(shè)備獨(dú)一無二且貫穿終生的“身份證”號。作為實(shí)物ID的載體，電網(wǎng)設(shè)備電子標(biāo)簽采用超高頻射頻技術(shù)貫穿電網(wǎng)設(shè)備資產(chǎn)規(guī)劃計(jì)劃、采購建設(shè)、運(yùn)維檢修、退役處置等資產(chǎn)全壽命周期各階段，實(shí)現(xiàn)資產(chǎn)全壽命周期項(xiàng)目編碼、WBS編碼、物料編碼、資產(chǎn)編碼、設(shè)備編碼等信息的關(guān)聯(lián)共享，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)萬物互聯(lián)、人機(jī)交互，大力提升數(shù)據(jù)自動采集、自動獲取、靈活應(yīng)用的能力[1-11]。目前，電網(wǎng)設(shè)備電子標(biāo)簽是具有法定效力的專用標(biāo)識物，但不具備感知功能。

在感知環(huán)境方面，行業(yè)內(nèi)濕度測量方法多種多樣，其測量原理也各不相同，常見的濕度測量方法有5類，分別是動態(tài)法（雙溫法、雙壓法、分流法）、靜態(tài)法（飽和鹽法、硫酸法）、露點(diǎn)法、干濕球法和電子式傳感器法。其中動態(tài)法中的雙壓法和雙溫法是采用熱力學(xué)P、V、T平衡原理，平衡時(shí)間較長，融合現(xiàn)代測控技術(shù)，可極大提升測量精度，但是操作復(fù)雜且耗時(shí)；靜態(tài)法中的飽和鹽法是采用液、氣兩相的平衡原理，對環(huán)境溫度的穩(wěn)定要求較高，需要較長時(shí)間實(shí)現(xiàn)平衡；露點(diǎn)法是測量濕空氣達(dá)到飽和時(shí)的溫度進(jìn)而計(jì)算出相對濕度，精度較高、測量范圍寬；干濕球法是利用干濕球方程計(jì)算出相對濕度值，測量環(huán)境要求較高，簡化版的干濕球溫度計(jì)測量精度較差；電子式濕度傳感器是利用濕敏元器件采集環(huán)境相對濕度，長時(shí)間使用會產(chǎn)生老化，測量精度下降，需要定期校準(zhǔn)[12-14]。

通過以上需求分析，本文從感知環(huán)境方面著手，基于超高頻射頻技術(shù)設(shè)計(jì)了可測濕度的電網(wǎng)設(shè)備電子標(biāo)簽，并對其濕度測量功能進(jìn)行了詳細(xì)研究。在應(yīng)用現(xiàn)場，本文設(shè)計(jì)的電網(wǎng)設(shè)備電子標(biāo)簽不僅可以作為法定效力的專用標(biāo)識物，而且可以測量現(xiàn)場環(huán)境的濕度，實(shí)現(xiàn)了標(biāo)識物體和感知物體的雙重功能。在巡檢時(shí)識別資產(chǎn)信息的同時(shí)獲得現(xiàn)場應(yīng)用環(huán)境的相對濕度，極大方便了巡檢操作。


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【作者信息】

張賀豐，林杰，王祥，王文赫，杜鵑，趙軍偉

（北京智芯微電子科技有限公司，北京 102200）




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