完全被動(dòng)運(yùn)作模式

　　RFID系統(tǒng)運(yùn)行的基本原理是標(biāo)簽從閱讀器的電場(chǎng)采集所需電量。在NFC傳感器中，采集到的電量，一般為電壓3.3V，電流4mA，也可以供給傳感器。即使當(dāng)采集到的電量不足以驅(qū)動(dòng)傳感器，例如標(biāo)簽的天線較小或者離閱讀器較遠(yuǎn)，也能在充電前將電量儲(chǔ)存在小型電容器里，以增加少量的輔助電源，并于測(cè)量時(shí)放電。

　　全被動(dòng)運(yùn)作模式下的NFC傳感器使設(shè)計(jì)工程師能夠盡情發(fā)揮想象力去開發(fā)新的應(yīng)用。理論上，標(biāo)簽沒有使用期限，也無需線路連接，因此這些感應(yīng)標(biāo)簽也可以嵌入墻壁結(jié)構(gòu)和密封產(chǎn)品。試想如果建筑師將新型NFC濕度傳感器嵌入房子的墻壁或地板接近自來水管或污水管的位置，我們就可以提早偵測(cè)到漏水，而不會(huì)像今天這樣，直到房屋多處被損壞時(shí)才能察覺。

　　半被動(dòng)運(yùn)作模式

　　半被動(dòng)標(biāo)簽包含能夠支持標(biāo)簽和傳感器運(yùn)作的電源（通常是電池）。它的數(shù)據(jù)傳輸方式與一般被動(dòng)標(biāo)簽一樣，采用閱讀器放射的背向散射電源（backscattered power）。

　　因?yàn)閺碾姵丶橙〉碾娏魑⑿〉娇梢院雎圆挥?jì)，所以使用者控制的半被動(dòng)感應(yīng)標(biāo)簽大多數(shù)時(shí)間處于近乎休眠的狀態(tài)。通常只有當(dāng)傳感器偵測(cè)到閱讀器射頻或NFC裝置射頻時(shí)，才會(huì)啟動(dòng)功能與測(cè)量。

　　用于長期自主監(jiān)測(cè)應(yīng)用的獨(dú)立式半被動(dòng)感應(yīng)標(biāo)簽被稱為數(shù)據(jù)記錄器（data logger）。數(shù)據(jù)記錄器可以由外部事件啟動(dòng)，或由一個(gè)整合式即時(shí)時(shí)脈（real-time clock; RTC）定期觸發(fā)回應(yīng)。這類應(yīng)用需要由電池供應(yīng)一般為2？A的連續(xù)電流支持RTC或執(zhí)行事件觸發(fā)式喚醒（event-triggered wake-up）。這種“狀態(tài)監(jiān)控”NFC感應(yīng)標(biāo)簽可以嵌入那些在運(yùn)送過程中需要特別留意的貨物。NFC閱讀器在供應(yīng)鏈的終端檢查感應(yīng)標(biāo)簽，如果運(yùn)送途中貨品出現(xiàn)狀況，感應(yīng)標(biāo)簽就會(huì)發(fā)出預(yù)警。此外，傳感器能記錄時(shí)間數(shù)據(jù)，因此能提供詳細(xì)的事件記錄。

　　NFC感測(cè)應(yīng)用

　　SL13A單芯片是符合NFC-V （ISO15693）標(biāo)準(zhǔn)的NFC感測(cè)轉(zhuǎn)發(fā)器（transponder） （圖2）， 不僅能提供NFC傳感器所需要的電量采集能力、一個(gè)傳感器接口、電源管理電路和一個(gè)RTC，還嵌入了一個(gè)溫度傳感器。

圖2：奧地利微電子SL13A NFC傳感器方塊圖

　　這個(gè)感應(yīng)標(biāo)簽可以在全被動(dòng)和半被動(dòng)模式下運(yùn)作。若要單芯片RTC觸發(fā)自主數(shù)據(jù)登錄，就需要以電池供電。在被動(dòng)模式下則由閱讀器或具備NFC功能的智能手機(jī)提供時(shí)間戳記，傳感器運(yùn)作所需的電源則是來自采集閱讀器電場(chǎng)的電量。另外，傳感器所記錄下的數(shù)據(jù)都會(huì)被儲(chǔ)存在單芯片 EEPROM上并以密碼保護(hù)，這樣可以預(yù)防數(shù)據(jù)遭竄改或非法使用。

　　SL13A可以支持多種需要傳感器采集數(shù)據(jù)和無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)膽?yīng)用，以下我們簡單提出幾個(gè)可能的應(yīng)用情境。

　　供應(yīng)鏈保存期限預(yù)警 – 商品運(yùn)送、儲(chǔ)藏狀態(tài)以及環(huán)境條件等都可以由SL13A檢測(cè)和記錄。食品、飲料和藥品等易腐品會(huì)因溫度變化而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，影響它們的保存期限。有些感應(yīng)標(biāo)簽包含動(dòng)態(tài)計(jì)算庫存生命周期的算法，能在到期時(shí)發(fā)出預(yù)警。

　　建筑物監(jiān)測(cè) - 將SL13A和適合的傳感器嵌入建筑物、橋梁和高架橋等結(jié)構(gòu)內(nèi)，可以記錄溫度、濕度、壓力與振幅等數(shù)據(jù)，然后再通過一臺(tái)NFC閱讀器傳送數(shù)據(jù)。

　　醫(yī)護(hù) - 整合配藥機(jī)和藥品包裝的感應(yīng)標(biāo)簽可以記錄服藥的時(shí)間，讓醫(yī)療人員能夠追蹤患者是否按時(shí)遵照處方服藥。

　　過程控制 - 感應(yīng)標(biāo)簽可以用來控制工廠自動(dòng)化程序中每道步驟的程序和質(zhì)量，這比成品的最終質(zhì)量保證程序更高效

　　遙測(cè) - SL13A感應(yīng)標(biāo)簽可以與具備無線連接，例如WLAN或GSM的設(shè)備整合，能追蹤和監(jiān)測(cè)遠(yuǎn)處物品或周邊環(huán)境。

　　目前市場(chǎng)中已有奧地利微電子等廠商推出功能完整的傳感器標(biāo)簽，在已經(jīng)發(fā)展成熟的通訊協(xié)議上執(zhí)行，提供精準(zhǔn)的傳感器接口，將多重電子功能整合到一顆單芯片上，這個(gè)新型傳感器標(biāo)簽的應(yīng)用充滿了無限的可能。未來的系統(tǒng)設(shè)計(jì)師究竟能讓它發(fā)揮多大的潛能？讓我們拭目以待。