物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用方面的一種突破性的技術(shù)

發(fā)布時間：2021-02-26

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1. 引言

TNO和Cartamundi是納米電子和數(shù)字技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)仙的研究與創(chuàng)新中心，他們宣布，他們已開發(fā)出一種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的柔性電容識別標(biāo)簽，該標(biāo)簽可與標(biāo)準(zhǔn)觸摸屏（C-touch）進(jìn)行通信。C-touch標(biāo)簽可以集成到各種紙質(zhì)和塑料類物品中，例如票證，認(rèn)證文件，支付卡，實(shí)現(xiàn)智能產(chǎn)品。只需將帶標(biāo)簽的對象放在觸摸屏上即可建立與Internet的連接，反之亦然。在imst和TNO的開放式創(chuàng)新計(jì)劃Holst Centre框架內(nèi)開發(fā)的結(jié)果已在Nature Electronics中發(fā)表。

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圖1 柔性電容識別標(biāo)簽

2. 技術(shù)特點(diǎn)
       C-touch標(biāo)簽是可以在紙和塑料產(chǎn)品中集成的薄而柔軟的芯片。它們具有可以通過任何觸摸屏進(jìn)行通信的維一標(biāo)識符，可用于物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。帶有嵌入式C-touch標(biāo)簽的智能卡或其他對象可以與全球使用的45億部手機(jī)安全地進(jìn)行交互，并且可以與現(xiàn)在集成在汽車，展位，墻壁，咖啡機(jī)和各種日常活動中的大量觸摸屏進(jìn)行交互對象。C-touch標(biāo)簽不需要為用戶增加額外的硬件和重大的重新配置或額外的成本，而是提供了一種解決方案，可以標(biāo)記數(shù)以萬億計(jì)的日常對象，以真正創(chuàng)建萬物互聯(lián)。由于通訊距離非常短，這些標(biāo)簽可提供安全性。
       到處都有電容式觸摸屏，因此具有總體兼容性；與現(xiàn)有的RFID技術(shù)（例如NFC）相比，新的C-touch標(biāo)簽不需要外部天線。纖細(xì)的天線是芯片本身的一部分，與目前的NFC標(biāo)簽相比，其標(biāo)簽要小得多。體積小巧，可以集成到日常物品中。
       因此，在所有可行的觸摸屏交互物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用使用案例中，C-touch標(biāo)簽都是可替代的選擇，但是RFID / NFC標(biāo)簽要么太大或太昂貴，要么非接觸式讀取是不利的。例如，在區(qū)分成本的棋盤游戲中，可以通過在標(biāo)準(zhǔn)移動設(shè)備上輕松維護(hù)和更新應(yīng)用程序來為支付卡提供更高的安全性，或替換難以維護(hù)和管理的硬件讀取器和訪問控制點(diǎn)，等等。

imec，TNO及其合作伙伴在《自然電子》中描述的新型C-touch標(biāo)簽基于薄膜晶體管技術(shù)，由薄膜電池或薄膜光伏電池供電，該薄膜電池或薄膜光伏電池可轉(zhuǎn)換來自觸摸屏的光。12位薄膜電容識別標(biāo)簽在0.6V電源電壓下可實(shí)現(xiàn)高達(dá)36bps的數(shù)據(jù)傳輸速率，無需修改即可與市售的觸摸屏設(shè)備兼容。柔性薄膜集成電路具有0.8cm2的片上單片天線，在600mV的電源電壓下瑾消耗38nW的功率。

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圖2 柔性電容識別標(biāo)簽示意圖

       “與標(biāo)準(zhǔn)RFID或NFC解決方案相比，我們的C-touch標(biāo)簽為大量新應(yīng)用鋪平了道路，因?yàn)榕c有限數(shù)量的NFC閱讀器相比，它利用了觸摸屏閱讀器的廣范可用性，” Kris Myny說， imec研發(fā)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人?！拔覀冋谑褂脕碜蕴O果，三星和華為等各種品牌的一系列不同的觸摸屏來測試標(biāo)簽系統(tǒng)和通信方法。”
       這些標(biāo)簽提供了將對象連接到Internet并實(shí)現(xiàn)萬物互聯(lián)的新可能性。我們的下一步將是進(jìn)一步改善標(biāo)簽的性能，啟用新功能，例如與觸摸屏進(jìn)行雙向通信，并與公司合作開發(fā)基于不同應(yīng)用領(lǐng)域中C-touch標(biāo)簽的解決方案。” imec薄膜電子部門經(jīng)理如是說。
       Cartamundi的首席技術(shù)官Steven Nietvelt說：“我們很高興能參與這個項(xiàng)目。C-touch標(biāo)簽將使我們能夠進(jìn)一步模糊數(shù)字游戲與物理游戲之間的界限，并釋放令人興奮的新消費(fèi)者體驗(yàn)。”
3. 項(xiàng)目背景

該物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目是在Holst中心的框架內(nèi)執(zhí)行的，該中心是imec和TNO的開放式創(chuàng)新計(jì)劃。它已從歐盟Horizon 2020研究與創(chuàng)新計(jì)劃（CAPID），授權(quán)協(xié)議732389，ERC項(xiàng)目FLIC，授權(quán)協(xié)議716426，并通過Interreg V計(jì)劃Flanders-荷蘭的Flexlines項(xiàng)目獲得了資助，一項(xiàng)跨境合作計(jì)劃，由歐洲區(qū)域發(fā)展基金提供資金支持，并由荷蘭諾德·布拉班特省共同資助。

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