電池輔助的被動(dòng)式(Battery-Assisted, Passive，簡(jiǎn)稱(chēng)BAP) RFID標(biāo)簽所以成為技術(shù)議題之一 ，在于其相較于一般被動(dòng)式RFID標(biāo)簽而言，能在較困難的應(yīng)用環(huán)境中改善標(biāo)簽讀取的可靠度，更能符合客戶(hù)的需求，例如航空零件、工業(yè)紙卷等；而相較于主動(dòng)式RFID標(biāo)簽而言，BAP RFID標(biāo)簽的價(jià)格較為經(jīng)濟(jì)。
運(yùn)作原理
RF應(yīng)答器(transponder)通常被為天線內(nèi)部電力來(lái)源，一般被動(dòng)式應(yīng)答器內(nèi)沒(méi)有電池，而必須就無(wú)線射頻所接收到的能量來(lái)啟動(dòng)應(yīng)答器的電路系統(tǒng)(circuitry)與傳輸訊號(hào)給讀取器；主動(dòng)式應(yīng)答器內(nèi)含電池可啟動(dòng)應(yīng)答器并匯集RF能量以應(yīng)傳輸；而B(niǎo)AP RFID標(biāo)簽內(nèi)應(yīng)答器含電池，用以促使標(biāo)簽啟動(dòng)電路系統(tǒng)或感應(yīng)器(Sensor)等，藉由讀取器訊號(hào)所取得能量，來(lái)喚醒標(biāo)簽內(nèi)的晶片(Chip)并提供反向散射(backscatter)訊號(hào)。
根據(jù)BAP RFID標(biāo)簽業(yè)者指出，該標(biāo)簽?zāi)軈R集反向散射能量，借以降低應(yīng)答器在反向散射所耗能量，而一般被動(dòng)式RFID標(biāo)簽在這點(diǎn)只能利用到10%-15%。所以，前者得透過(guò)設(shè)計(jì)以延長(zhǎng)電池壽命與擴(kuò)大通訊范圍，標(biāo)簽讀取率也就更可靠。
基于這樣的原理，BAP RFID標(biāo)簽在應(yīng)用上有更多的可能：
?可搭配應(yīng)用環(huán)境在讀取距離、讀取器可靠度、記憶體空間與感應(yīng)器等，有更彈性的組合，應(yīng)用廠商的受限也可以比較少。
?訊號(hào)框架(Single infrastructure)上可應(yīng)用在不同材質(zhì)(包括金屬、高含水、盒子等)的產(chǎn)品組合，也可以應(yīng)用于完成品、制造資材、人員。
?連結(jié)于感應(yīng)網(wǎng)路、強(qiáng)化標(biāo)簽對(duì)標(biāo)簽通信、定位等新應(yīng)用。
技術(shù)議題
BAP RFID標(biāo)簽的主要元件有天線、chip與(微)電池、感應(yīng)器等。
天線設(shè)計(jì)
BAP RFID標(biāo)簽在接收器的天線設(shè)計(jì)要能兼顧敏感度與反向散射能量，才能讓標(biāo)簽的接收器有最佳的耦合效果。 下圖為廠商Intellflex在其BAP RFID標(biāo)簽天線內(nèi)demodulator與decoder中設(shè)計(jì)擴(kuò)大所接收訊號(hào)與接收敏感度，借此以取得更好反向散射效果。
圖1、廠商Intellflex之BAP RFID標(biāo)簽天線圖解
標(biāo)簽與讀取器間的空中介面管理
另外，為確保可靠的讀取率，標(biāo)簽與讀取器間的空中介面管理也是相當(dāng)重要，特別是在多個(gè)讀取器存在的應(yīng)用環(huán)境下。在封閉的應(yīng)用系統(tǒng)中固然可以以切割頻道(spilt band)來(lái)降低讀取器彼此在空中介面上的干擾，但在一般應(yīng)用環(huán)境下，則有賴(lài)調(diào)整電力等級(jí)(power leveing)或限制讀取器的傳輸(特別就向前傳輸forward transmissions)上。這些都將影響B(tài)AP RFID標(biāo)簽在天線類(lèi)型或空間介面溝通上的溝通設(shè)定。
電池壽命
BAP RFID標(biāo)簽在設(shè)計(jì)上要節(jié)省電池耗電，需搭配喚醒(Wake-up)機(jī)制、運(yùn)算、感應(yīng)器上支援等技術(shù)配合。在某些BAP RFID標(biāo)簽設(shè)計(jì)，即將應(yīng)答器的省電模組預(yù)設(shè)時(shí)點(diǎn)來(lái)控制應(yīng)答器的運(yùn)作Mode，借此來(lái)節(jié)省標(biāo)簽內(nèi)(微)電池的耗電。
另外，現(xiàn)在很多國(guó)家都有要求電池的回收措施，這也是需要予以考慮的。
印刷性電池(Printed batteries)
印刷性電池、充電電池( Rechargable batteries，如Infinite Power、Cymbet..等等)的研發(fā)，與利用RF訊號(hào)、太陽(yáng)能或動(dòng)作(motion)來(lái)儲(chǔ)存電能等，也為電池的未來(lái)增添更多技術(shù)上可行性。
某些應(yīng)答器的電池應(yīng)用軟性(printed)電子技術(shù)，既輕薄又有彈性，相較于一般的IC與天線制程，該應(yīng)答器在制程中內(nèi)嵌電池，這種RFID應(yīng)答器包括一個(gè)以上的電池、一個(gè)以上的天線與一個(gè)IC來(lái)儲(chǔ)存資訊。這些應(yīng)答器厚度小于1 mm，以本刊上期介紹的PowerR標(biāo)簽即具有這樣的特色。
圖2、廠商PowerID之PowerR標(biāo)簽厚度只有1 mm
連結(jié)感應(yīng)器時(shí)的標(biāo)簽控制
在一些特定應(yīng)用情境下，BAP RFID標(biāo)簽在IC內(nèi)嵌一個(gè)以上的感應(yīng)器，包括感應(yīng)于動(dòng)作、溫度、震動(dòng)、濕度、輻射、氣味或氣體、重量、藥品等，要能有效擷取與利用這些感應(yīng)資料在控制上要能有RF modem與足夠的記憶體空間以寫(xiě)入或?qū)懗鱿到y(tǒng)。
整個(gè)RFID系統(tǒng)中，搭配應(yīng)用所需，還可設(shè)定Time-dependent警示，例如由IC在當(dāng)?shù)販囟瘸^(guò)預(yù)設(shè)溫度范圍時(shí)即送出警示訊號(hào)給讀取器，如圖3廠商Alien與3PL Solution曾在冷鏈管理專(zhuān)案中，提供這樣的機(jī)制。
圖3、廠商Alien與3PL Solution在冷鏈管理專(zhuān)案中，溫度超過(guò)預(yù)設(shè)范圍時(shí)即送出警示
這份由IC送出的警示訊號(hào)還可附上時(shí)間戳記(stamp)，這些感應(yīng)偵測(cè)所得紀(jì)錄還可被存在記憶體中，那么即便標(biāo)簽不在讀取器通訊范圍中，這些紀(jì)錄還是可被事( Event)后追蹤，這些紀(jì)錄特別是在生鮮食品包裝、藥品供應(yīng)時(shí)，是相當(dāng)重要的。
與讀取器搭配
為了達(dá)到更好反向散射效果，某些應(yīng)答器利用IC來(lái)模組化要傳輸給讀取器的資訊，利用IC模組化應(yīng)答器天線的雷達(dá)截面積(radar cross-section，簡(jiǎn)稱(chēng)RCS)，如此一來(lái)能做反向散射的詢(xún)答射頻能量可最大化，應(yīng)答器的通訊范圍也可最大化。
另外，相關(guān)業(yè)者也正思索如何讓一般市面讀取器來(lái)讀取，最好能讓既有讀取器直接載入一軟體(firmware)即可直接讀取，以達(dá)到更經(jīng)濟(jì)配套。
其他
搭配特定應(yīng)用所需，也可能就應(yīng)答器中設(shè)有控制模組，需要接收到由讀取器送出特定命令指令來(lái)啟動(dòng)或關(guān)閉，甚至在裝置外觀上搭配LED (light- emitting diode)或LCD ( liquid crystal display LCD)，如此可便于現(xiàn)場(chǎng)人員查覺(jué)；例如當(dāng)產(chǎn)品過(guò)期或現(xiàn)場(chǎng)溫度不符時(shí)，LCD等可透過(guò)顏色的改變，讓現(xiàn)場(chǎng)人員得以目視察覺(jué)，當(dāng)場(chǎng)即可現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整。
圖4、發(fā)表于日本BAP網(wǎng)站的BAP試作機(jī)搭配LCD
未來(lái)可期
BAP RFID標(biāo)簽在一些特殊應(yīng)用情境，如資產(chǎn)或資材定位、有害廢棄物的追蹤、冷凍鏈(Cold chain)的溫控…等，能克服一般被動(dòng)式RFID標(biāo)簽所不及之處。以近日波音公司Dreamline 787航機(jī)系列維修零件看來(lái)，BAP RFID標(biāo)簽似乎可以擴(kuò)大未來(lái)RFID于航機(jī)維修零件追蹤之應(yīng)用，未來(lái)成長(zhǎng)可期。
茲就相關(guān)文獻(xiàn)所載已知BAP UHF RFID應(yīng)答器相關(guān)專(zhuān)利匯整如下，僅供參考。
表1、已知主要BAP UHF RFID應(yīng)答器相關(guān)專(zhuān)利
（文/ EPCglobal Taiwan?張錦萍）
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