太酷了!研究人员找到了将暖通空调管道用于无线监控技术的方法

北卡罗莱纳州立大学的一名教授组成的团队进行了一项新研究，他们发现了一种实现无线监控技术的方法——通过接入建筑物的供暖、通风和空调管道，该技术的用途从气候控制到健康和安全应用。该发现可以为建筑商和建筑管理人员节省大量的时间和成本，因为该系统可以安装到位，而无需在整个建筑中安装电线。

争论的焦点是无线射频识别(RFID)标签，这种标签可以配备传感器，使其能够将信息(如温度)传输回读卡器。RFID系统使用集中读取器从配备无线电天线的相对较小、重量较轻的标签中收集数据。在RFID系统中，电子阅读器以特定的频率广播无线电波。当RFID标签接收到传输信号时，它会从传输信号中吸收能量，从而通过反射波的方式对读取器做出响应。

这项技术还可能在健康和安全监测方面有重大应用。该研究论文的合著者、北卡罗来纳州立大学电气与计算机工程系教授丹·斯坦西尔博士说:“这将适用于任何你可以创建电子传感器的东西。”这项新研究为RFID标签烟雾探测器、一氧化碳监测器或可以检测化学、生物或放射性物质的传感器打开了大门。

研究人员专注于超高频(UHF)射频识别系统，该系统在北美的902-928兆赫频段运行(在世界其他地区运行各种其他带宽)。当放置在开放空间时，UHF RFID标签通常需要在读取器5-10米以内，以响应传输。然而，研究人员发现，通过接入建筑物的暖通空调系统，超高频射频识别标签可以在距离阅读器30米或更远的地方运行。

斯坦塞尔说:“因为你可以利用现有的基础设施，我认为这项技术在经济上立即可行。”“避免安装传统传感器和相关布线所涉及的劳动力，可能会超过补偿RFID标签和读取器的成本。”

例如，现有的气候控制设备将温度计放置在整个建筑中，每个温度计都通过广泛的线路与中央气候控制监视器相连。然而，你可以在整个建筑内分发带有温度传感器的RFID标签，用短天线将它们连接到建筑的HVAC管道系统。然后，这些标签将通过管道系统将温度数据无线发送给读取器。

HVAC管道系统是无线电传输的极佳管道，因为这些管道通常由空心金属管道组成。这些管道可以用来引导无线电波，防止电波分散，并帮助在更长的距离内保持强信号。研究人员在30米长的管道系统中进行了实验，发现射频识别标签在这个距离下功能良好。研究人员还不知道标签离读卡器有多远还能有效地发挥作用。

这项工作是由一组研究人员完成的，他们都是目前或以前在卡内基梅隆大学的斯坦塞尔学生:Intermec技术公司的帕维尔·尼基丁;卡耐基梅隆大学的Darmindra Arumugam和Matthew Chabalko;以及约翰霍普金斯大学应用物理实验室的本杰明·亨蒂。斯坦塞尔曾是卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)的教授，2009年8月成为北卡罗莱纳州立大学(NC State)电气与计算机工程系主任。这项研究将发表在9月号的IEEE论文集．

北卡罗来纳州立大学电气和计算机工程系是该校工程学院的一部分。

希普曼-

编辑:研究摘要如下。

使用HVAC管道的远程无源超高频射频识别系统

作者Pavel V. Nikitin, Intermec Technologies Corporation;Darmindra D. Arumugam, Matthew J. Chabalko，卡内基梅隆大学;本杰明·e·亨蒂，约翰·霍普金斯大学;Daniel D. Stancil，北卡罗莱纳州立大学。

发表: 2010年9月,IEEE论文集

文摘:本文研究了利用空心金属采暖、通风和空调(HVAC)管道作为无源超高频(UHF)射频识别(RFID)阅读器和标签之间的潜在通信通道。与自由空间传播相比，暖通管道表现为电磁波导，信号衰减更低。这种低损耗的电磁环境使人们可以大大增加无源UHF RFID系统的通信范围，并建立一个远程无源传感器网络，例如，跨越整个基础设施，如一座大型建筑。在这项工作中，理论和实验都表明，无源UHF RFID系统的读取范围可以比在自由空间环境中操作增加数倍。