“我们希望能独立采用传感器,”Hafermalz 称,指他和 Hong将封装在容器里的 RFID标签安装在气墙上,当居住所充气后,标签与传感器相连,其它标签在生产居住所时就被嵌入在里面。
NASA 约翰逊航天中心希望能自动监测居住所的情况,无需呼叫麦克默多站研究人员的支持。“麦克默多站的工作人员各有任务在身,我们希望将他们的支持降到最低,”Hafermalz称,“所以,我们需要的设备必须免维护。” 所有这些需求都指向了RFID技术。
研究人员建立了两套RFID系统。一套他们采用了电池供电标签(使用 RuBee无线协议)通过长波磁信号来发送或接收数据。RuBee标签的发送频率是131 kHz。Hong 和 Hafermalz安装了在居住所内安装了一个环形天线来接 40个标签(与室内温度传感器相连)的发射信号。
为节省电池寿命,标签每隔 15分钟才将获取到温度数据发送给阅读器天线。阅读器与笔记本电脑相连,后者接着通过通讯卫星将信息送回给美国,先送到NASA 丹佛办公室,接着再传送到约翰逊航空中心。系统采用Visible Assets硬件,包括标签、天线和RFID阅读器,及翻译阅读器数据的软件。
另一套独立的系统大约有8个 434 MHz无源 Honeywell RFID标签,标签采用专利的空中接口协议。嵌在气墙里的标签与测量温度和空气压力的传感器相连。一支专门收集标签数据的阅读器天线与一台多工器通讯,多工器与笔记本电脑相连,以每分钟5次的速率向单台阅读器发送数据。
通过采用多工器,研究人员避免了单台阅读器接收多个标签数据引起的反向散射。Honeywell软件可识别天线和标签数量、编译传感器数据。Hafermalz称,这两套系统的应用使研究人员可实时查看南极洲居住所的数据,延迟不过几秒。现在,帝国理工学院的科学家们找到了符合要求的材料。他们对日本住友化学公司合成的、与蓝光塑料PFO密切关联的塑料进行了研究,通过轻微改变该塑料的化学结构生产出一种新型材料,可以比原材料多传递200倍的电荷却不会损耗它的发光效能,同时也提高了激光的产生能力。
该研究小组带头人,帝国理工学院物理系多纳尔•布拉德利教授说:“这是一次真正的突破。此前的研究大多是为电子设备和光电子设备设计聚合物,只涉及到加强材料的一种特质。然而,结果并不理想,因为当人们尝试去提高塑料半导体的发光性能时,导电性能会受到损害,而提高导电性能就会影响其发光性能。”
研究小组成员保罗•斯塔夫里诺补充说,对PFO结构的修改则使研究人员成功地协调了这两个先前水火不容的特性,这意味着塑料发光二极管将成为现实。
塑料激光二极管的优势并不仅仅在于它的生产成本低廉以及其易整合的特性,它将比目前的激光二极管拥有更多优点。目前可用的激光二极管不能涵盖所有的可见光谱,这限制了显示器和分光镜的应用,而应用于波导和光学纤维的标准塑料则可以覆盖全部波长。这种新型塑料激光二极管也能够产生从近紫外到近红外的更广泛的波长。 |