WISP标签

简介：

wisp是Wireless Identification and Sensing Platform 的缩写，即无线认证感知平台。封装起来它是一个可以被标准的RFID读写器读写的被动式RFID标签，但它具有普通被动式RFID标签不具有的感知和计算能力。

wisp标签

WISP有比传统无源标签更大的存储空间、更强的计算能力和感知能力；与传统的传感器节点相比，它不需要电池，只需要在RFID读写器读写范围之内即可收集被标识对象的相关信息，当然还可以通过增加超级电容使WISP可以离线采集数据并保存，保证被标识物品的信息无遗漏读取，为无线传感器网络领域科研提供新方向。

背景：

Intel 西雅图研究中心的总工程师 Joshua Smith 及其 Intel 和华盛顿大学的科学家团队开发了一种可从稀薄空气获取能量的无源 RFID 感应器。更精确地说，这种标签可以获取周围的射频能量 - 即已有的电视、收音机和手机基站等其它源头发射的 RF 。

在实验中，小组在西雅图实验室外面的阳台上安装一个感应器标签原型。原型包括一个由打印电路板组成的能量获取器，大小约 2 英寸 *  4 英寸，与一个电视机顶天线相连（常见用于接收空中电视广播）。研究人员将天线对着 4 公里外一个以 674 - 680 MHz 播送 960kW 有效辐射功率的 电视接收塔。

WARP原型包括一个与电视机顶天线相连的能量获取器

据 Smith 称，原型无线周边射频能量（Wireless Ambient Radio Power，WARP）设备可以获取电塔发射的 RF 信号，储存的能量足够为带有 LCD 显示屏的温度计和湿度计供电。研究人员还可以调整这个原型获取周围其它来源的 RF 能量，如 FM 射频、AM 射频或手机站信号。

固定在西雅图实验室阳台的WARP设备可以为带有 LCD 显示屏的温度计和湿度计供电

但是，WARP 只是 Smith 及其团队开发的无线识别和感应平台 (WISP) 项目的一部分，这个项目开发可获取 RF 能量的无源 RFID 标签，用于支持感应应用。标签的其它同类设计包括从一台 RFID 阅读器获取周围能量，存储在一个电容里，使标签没有被读取时也可以进行数据存入，或从一台阅读器的信号中获取足够的能量来收集感应信息，并立即传送回阅读器。

结构：

WISP 标签的感应器可以测量光、温度和张力（与原始尺寸大小相比物体的变形情况）。WISP 标签还可以被用于测试保护标签数据的密码计算。

每个 WISP 包含一个微控制器，不仅可以与市场上的 EPC Gen 1 或 2 RFID 阅读器通讯，还可以控制与标签相连的感应器。据 Smith 称，绝大多数 RFID 芯片不含微控制器（至少由 20，000 个晶体管组成）。RFID 芯片含一个有限状态机，通常由较少的半导体来执行一套固定的功能（如执行 EPC 协议）。“最大的不同是，” Smith 称，“有限状态机是不可编程的，它们不运行软件。”

标签还包括一支天线和阻抗匹配元件、一个 RF 能量收获器、一个解调器从阅读器与标签的抽取信息、一个反向散射解调器来传输标签 - 阅读器的数据，及一个稳压器。

应用：

在冷链运输中，WISP 标签连同温度感应器可以被放在食品、血浆、温度敏感化合物或其它易腐败物品上。当货品处于冷藏时，固定位置的 Gen 2 RFID 阅读器可以定期读取标签。每次被读取时，标签发送它们的 ID 码和所要求的温度数据。同时，WISP 标签的一个法拉电容在阅读器每一次读取时，也会收集阅读器信号的一些 RF 能量。当标签处于读取间隔期内和不在 RFID 阅读器的读取距离时，由法拉电容存储的能量供电，标签也会定期地读取温度。这些读取数据登记在标签的内存里，并在货物到达终点时传输给阅读器。这些数据记录会立即展示货品在运输过程出现的任何可能有害的低温和高温。

WISP应用

在另一个应用情景，WISP 标签可被集成进很难到达的地区，间断性地读取标签以监测特定条件。举个例子，WISP 标签和一个内嵌式水感应标签可以被放置在房顶的瓷砖下，定期读取标签以检查漏水情况，这样在造成更大损坏之前让用户快速隔离和修复渗漏。

限制：

WARP 标签要求大天线来获取周边的 RF 信号，所以它的放置位置受到了限制。另一方面，其它 WISP 标签的原型尺寸与传统的无源 RFID 标签类似。

提高硅芯片的功率及减少芯片的制造成本可以降低 WISP 标签的成本。WISP 标签所采用持定感应器的复杂性极大影响了标签的价格。

WISP 标签可被标准的 EPC Gen 2 阅读器读取是这套系统一个极大优势，因为如果 WISP 标签只能由特定的 WISP 阅读器所读取，那么整套系统的成本会提高很多。

感应数据可以被存放在标签芯片的用户内存里，接着发往采用 EPC Gen 2 协议发送数据的阅读器。利用 Gen 2 协议，EPC 码或其它的识别码可被送到阅读器，这样在阅读器端，标签可以被识别，并与感应器数据相对应。

目前，WISP 标签读取距离达 10 英尺，然而，芯片功率的提高和集成 WISP 芯片会提高读取距离。

优势：

1.MSP430超低功耗微处理器

2.读写器距离超过3m

3.工作在EPC C1G2之上

4.灵活添加温度、光照、3D加速度、压力、液体容量等传感器

5.提供了8KB的闪存和256B的RAM

6.无源标签，但是有超级电容可以使其离开阅读器也可以工作一天左右

7.提供软硬件开源代码，便于科研和应用等等

WISP硬件逻辑图

参考资料：

WISP-home ：http://wisp.wikispaces.com/