安森美半导体最近收买了Fairchild半导体，为客户带来50年的轿车职业经历，是全球第二大非微操控器的轿车半导体供货商，供给包括用于主动驾驶和轿车功用电子化的全面计划。在轿车快速向智能化跨进的进程中，传感器尤为要害。在这一趋势下，安森美半导体推出国际上首款无源、无需额定单片机操控的智能传感器，依据RFID协议，单芯片集成能量收发功用，可检测温度、湿度、压力和间隔，创始传感器运用的新格局。
智能无源传感器的功用模块及作业原理
智能无源传感器包括三个功用模块：天线模块，依据Magnus IC的传感器模块，电源、单片机、处理模块，如图1所示。天线模块依据UHF工业规范第二版协议进行无线通讯，并搜集能量供内部处理单元运用。电源、单片机、处理模块兼容RFID生态体系部件，可用规范的RFID阅读器进行读取等作业。依据Magus IC(业界首款无源RFID传感器芯片)的传感器模块，可调整的前端主动调谐模块可经过内部电路感知阻抗改变检测环境状况，如湿度或压力，每个智能传感器都有一个独立的温度传感器来读取温度信息，芯片经过无线信号强度来检测间隔/运动/状况，每个智能传感器内部存储保存绝无仅有的ID用于进行身份辨认。终究检测精度取决于UHF RFID作业频率规模内的过采样频率。
图1：智能无源传感器功用框图
智能无源传感器依据RFID协议，传输频率规模为860至960 MHz。首要，RFID阅读器发送读取指令，一起为RFID传感器充电，当RFID芯片被充电后开端作业，读取相关的传感器信息，并经过天线反应至RFID阅读器。
智能无源传感器的优势
相较现有传感器，智能无源传感器有许多优势：现有传感器需在每个PCB上放置检测传感器、电源、操控及通讯芯片、单片机等，因而体积尺度大，本钱高，需求保护;而智能无源传感器的每个节点为被迫发现智能标签电源，单片机及数据处理都放在独立的阅读器上，无需电池，尺度小，像胶带相同薄，每个阅读器可支撑多个标签，因而本钱低，无需保护。
尽管UHF RFID辅佐电子标签也是无源标签，节点无需电池，经过TID码和电子标签代码(EPC)完成绝无仅有的ID，但被作业吸附资料外表反射会下降有用读取间隔 ，且无传感器功用;智能无源传感器无作业吸附资料外表反射，然后晋级有用读取间隔，且集成湿度、压力、间隔和温度检测等传感器功用。
智能无源传感器运用实例
一个智能无源传感器阅读器可读取上千个传感信息，所以在车上仅需求一个阅读器配以多个天线就可满意许多传感需求，如液位检测、胎压监测(TPMS)、温度检测、座椅检测、雨刮、室内空气及前大灯湿度/漏液检测等。
图2：一个阅读器满意无限车载传感器运用需求
1. 座椅检测
座椅检测是经过传感器来完成保证乘员安全的体系。常用的座椅检测体系依据分量或压力进行判别，任何物体如一袋食物杂货，也会触发安全带正告，误判率比较高。
安森美半导体新推出的智能无源传感器计划中，无线传感器标签被嵌入座椅内(湿度传感器标签嵌入椅背，压力传感器标签嵌入座垫) 。湿度标签经过人体检测元素可确认座椅上是否有人，消除物品触发安全带警示的费事，提高可靠性;压力标签经过体重检测确认乘客的体型巨细，并可将乘员坐姿反应至智能安全气囊操控单元以优化气囊开释视点来增强安全性。该计划可检测车内剩下座位数，可扩展到对后排座椅和儿童安全座椅的检测，而且多个座椅共用一个操控单元(阅读器)进行操控，嵌入式无源湿度传感器无需任何线束和接插件。
图3：座椅检测 传统计划(左) vs.智能无源计划(右)
2. 液位检测
轿车液位检测包括对燃油箱油量、机油液位、制动液液位及酸性液体液位等的检测。商场上当时的轿车液位检测体系需求衔接电线到水槽内部。
而安森美半导体的智能无源传感器可使水槽中没有任何引线及电气问题：用流体的介电常数进行液位检测，能够检测多种液体包括水、煤气、汽油、机油、溶剂酸等等 ，贴合式的湿度传感器放置在水槽的外部，传感器标签最长不超越4英寸，长间隔丈量可运用多个标签，经过检测连通管道可完成准确丈量，两个传感器分别装置在上端和下端，经过介电常数的改变进行检测(例如气体混合物)。
图4：液位检测 商场当时计划(左) vs. 智能无源传感器计划(右)
3. 雨量传感器 – 主动雨刮发动操控
当时轿车运用的雨刮操控体系依据阳光折射，易受搅扰而触发误动作。而立异的智能无源传感器运用湿度检测，可掩盖挡风玻璃更宽的区域 ，可将多个湿度传感器标签贴于挡风玻璃上不同方位，检测挡风玻璃上高介电常数的水，挡风玻璃上传感器的数量能够经过标定确认，光感能够不同的传感器进行检测。下一代产品可将天线内嵌到玻璃内部进行装置，运用两脚之间的传感器引擎检测电阻抗改变，完成仅需一个传感器的智能雨刮操控。
图5：智能雨刮
4. 区域无线温度监控
当用于区域无线温度监控时，现有的温度传感器都是有引线的、有源的，且装置方位受限制。立异的智能无源传感器能用于多个区域无线温度监控，仅有的RFID辨认码支撑主动辨认，阅读器与车内网关相连，主动空调体系可实时读取数据进行主动高精度操控，内建 -40 ℃ 至 +85 ℃ (+/- 1 ℃精度) 丈量规模，下一代产品将支撑125℃以上的温度。
5. 胎压监测体系
胎压监测体系用作实时主动监测行车过程中的轮胎气压，在呈现胎压缺乏或过高的危险预兆时及时报警，提高行车安全性和燃油经济性，延伸轮胎运用时间，削减悬挂体系的磨损。商场上当时用于胎压监测体系的多芯片传感器，被装置在每一轮圈和阀杆，运用电池供电，功耗高于250 uW，需求加快计以防止轮胎未移动时将电池耗尽，在轮胎旋转期间需从头编程以定位，本钱高于30美元。
而安森美半导体的智能无源传感器是单芯片计划，无需电池和加快度传感器，单个传感器模块功耗低于15 uW，因而不管当轮胎旋转仍是停止时都可检测轮胎压力和温度信息。智能无源传感器标签置于每一轮胎，仅有的RFID辨认码支撑主动轮胎定位，软件无需从头编程。
图6：智能无源传感器用于胎压监测体系
6. 轿车下线漏液检测
车厂在轿车出厂前会对其进行高压浸水测验：封闭轿车门窗后，从不同视点对轿车进行高压喷水，以测验轿车的密封功用及底盘是否渗水。当时市面上的计划多选用人工勘探的方法，耗时长且简单犯错，一旦检测出漏液，必须将轿车拆开至底盘以作修正。
安森美半导体的智能无源传感器用于此类运用时，典型的装备包括六到十多个传感器，每个方位分配仅有的EPC，依据车辆巨细和整车厂的详细需求，放置在特定的检测方位或水流集合点进行漏液检测，工厂工人只需手持阅读器绕车查询传感器标签，无需人工勘探。
合规性、安全性和EMI功用
安森美半导体在不同的场合/装备用阅读器、天线和9个传感器标签依据 CISPR-25 Class 3 进行测验，经过了外部区域传输测验，且在射频传输频率规模860至960 MHz的最大发射功率为33 dBm(约2 W)，遵照FCC Part 15和FCC 47CFR2:0ET(<1 W)，EMC契合CISPR-25 Class 3规范，RFID 区域频段不会穿插搅扰其它频段。
因为智能无源传感器自身没有内部动力，它经过RF反射传输，所以没有安全隐忧。阅读器方面，因为其作业在UHF RFID 频段860-960MHz，契合国际协议 ISO/IEC 18000-6C 规范，这一频段处于电磁波谱的低端，比车载音响的辐射损害更低，而体系最大输出功率 2 W (33 dbM) 和一台手机的发射功率相同大，因而没有任何安全和健康危险。
可订货的产品及套件
现在，安森美半导体可供给如下类型的智能无源传感器样品，和依据AMS RFID %&&&&&% + 8位单片机+CAN收发器的阅读器参阅规划、3至6 dBi UHF 接纳天线参阅规划，以及体系有用读取间隔仿真模型、天线放置方位优化主张、开源示例代码和根本/高档功用开发套件。
表1：可订货的智能无源传感器
结语
作为全球第二大非微操控器的轿车半导体供货商，传承50年的轿车半导体经历，安森美半导体继续推进轿车范畴的高能效立异，公司近期推出的智能无源传感器是国际上首款无源、无需额定单片机操控的智能传感器，单芯片、无操控器传感功用提高轿车智能水平，无源无线特性削减车内线束。芯片内部集成专用数据处理内核及温度、湿度、压力、间隔等传感器，其无需电池、超薄、超小体积、低本钱的特性使其可用于难于触摸的方位、空间受限的运用及需求多种传感器功用的场合，如座椅检测、液位检测、雨刮、胎压监测、整车漏液检测等，其灵敏的装置方位及可定制的尺度及功用规划助力智能轿车的开展。
