Adote设计Único para Transformar RFID em传感器自动供电

Nos últimos anos, cada vez mais varejistas e fabricantes optaram por usar RFID(射频识别芯片)对星seus产品。Muitas vezes esses RFID são基于它们礼仪的纸天线简单电子芯片memória。Quando estas etiquetas RFID são afixadas em caixas de leite ou jaquetas, elas podem ser usadas como tags inteligentes para enviar informações ao leitor de RF清醒a identidade, status ou localização do produto relevante。

Além de marcar productos em toda a cadeia de suprimentos，作为标签RFID também são amplamente utilizadas para rastrear chips de cassino e cenas de gado rancho para visitantes do parque de diversões e corredores de maratona。

O laboratório de identificação automatizado MIT(麻省理工学院)esteve na vanguarda do desenvolvimento de tecologia RFID。De acordo com relatório De consultoria De Jimmy Mills, pesquisadores do laboratório estão tentando desenvolver novas características da tecnologia RFID: Eles desenvolveram um novo传感器De etiquetas RFID超高频capaz De detectar a glicose máxima e sinais De transmissão sem fio。没有未来，一个设备planeja aperfeiçoar este传感器RFID para监测o环境堆肥气体como óxido nítrico (CO)。

As pessoas querem proproveitar mais valor das infrastructure structure As RFID existentes e expandir mais aplicações, como sensoriamento "， disse Sai Nithin Reddy Kantareddy, um estudante de pós-graduação do Instituto de Engenharia Mecânica MIT。"让我们一起来吧。礼仪传感器RFID, eles estão ligados às paredes de construção ou vários对象，sem a necessidade de uma batia extra para detectar todos os gas comuns no ambiente, como monóxido de carbono ou amônia。E criar uma enorme rede sensores a um custo muito baixo "

A equipe de pesquisa de kantaredy包括科学家Rahul Bhattacharya, e MIT Engenharia Mecânica Fred Fort Flowers e Daniel Fort Flowers教授e副总统de Aprendizagem Aberta Sanjay Sarma。

“O RFID é O protocolo de comunicação RF mais barato e mais baixo poder disponível hoje”，disse Sarma。“Quando芯片RFID de uso geral pode sentir o mundo real melhorando作为标签，então o verdadeiro sentido da ubiquidade do sensor se tornará uma realidade。”

昂达hibrida

如标签RFID estão disponíveis em uma variedade de configurações，包括indo baterias e passivas。Ambos os tipos de tags RFID contêm uma pequena antena que comunica sinais de RF com um leitor remoto, enviando dados ou código simples armazenados em em pequeno chip integrado na tag。细菌礼仪contém uma pequena bateria que alimenta o chip。礼仪RFID被动coletam energia做próprio leitor。O leitor emite ondas de rádio能量充分限制FCC para fornecer energia para chips de armazenamento e recepção de sinal refletida em礼仪RFID。

Nos últimos anos, pesquisadores começaram一个实验形式转换器礼仪RFID被动传感器长时间duração que não exigem baterias ou exigem substituição。Esses esforços são geralmente项目的原则，para a天线，de tag, que muda suededades elétricas em resposta a determinados estímulos ambientais。阿西姆，发射器estímulo é探测器，天线irá反射器rádio发射器frequências características发射器。

Por exemplo, a equipe de Sarma projetou fronormente uma天线de tag RFID que responde à umidade na terra e altera as emissões de ondas de rádio。一个装备também criou uma天线que sente贫血que flui através做RFID marcou sangue。

没有entanto, Kantareddy afirmou que este tipo projeto centrado na天线tem muitos defeitos, o主要sendo " intromissão multipath " - até ondas de rádio de uma única fonte (como um leitor de RFID ou天线)Reflectido na superfície para trazer efeitos mistos。

“依赖清醒的condições做环境，作为ondas de rádio podem ser反射，他们与对象várias vezes antes de serem反射，de volta ao rótulo。Isso pode interferir na formação de ruído”，disse Kantareddy。" Usando传感器基于它们的天线，há uma主要机会de que ele seja标识的事件。Ou um sininal negative, o que signa que resposta do sensor seja不精确的porque está sujeita a interferência do campo de rádio。Portanto, detecção足够的天线护理基地。”

Pequenas mudanças, grande sabedoria

A equipe da Sarma adotou uma nova solução: Em vez de direcionar antenas de tag, eles estão tentando melhorar suas fichas de memória。Eles comparam um chip integrado商用芯片disponível que pode alternar entre dois modos de energia: um com base no modo de energia RF, semelhante ao RFID完全被动，e o outro é um modo assistido de energia local, como usar uma batia ou capacitor externo, similarmente Para etiquetas RFID半被动。

一个设备pesquisa usou uma天线de RF padrão e作为fichas acima para公司标签RFID。Em Em passo chave, os pesquisadores criaram um电路简单Em torno do chip de memória que permite que o chip mude para o modo assistida por energia本地quando o chip sente um estímulo ambiental。Neste modo (modo passivo assistido por batia, BAP)， o芯片emite um novo código de protocolo que é diferente do código常规que emite no modo passivo。O leitor então traduz este novo código, indicando que a tag RFID detectou um sininal de interesse de estímulo ambiental。

Kantareddy disse que este sensor baseado em RFID é mais confiável do que um sensor baseado em um design de antena, porque distinguished fundamentalentre percepção e as capacidades de comunicação da tag。Em传感器基于Em天线，tanto o芯片que armazena dados e天线传输dados依赖das ondas de rádio refletidas no ambiente。E o novo设计de Kantareddy, seu芯片não依赖de ondas de rádio mistas para alcançar a percepção。

"Esperamos que a conffiabilidade dos dados possa ser melhorada" disse Kantareddy。"Enquanto estivermos em estoriado sensorial, nossa nova solução transmitirá novos códigos de protocolo aprimorados por sininal, o que nos permitirá确定性的claramente os estados sensoriais e não sensoriais do sensor "

“Esta solução é muito interessante porque também resolution o problem de sobrecarga informações causado por um grande número de tags no ambiente”，disse Bhattacharyya。“一个solução abandonou一个análise contínua do fluxo de informações através de tags passivas de curto alcance, permitindo aos leitores RFID。”“我的家乡有足够的权利去交流和处理。”

传感器即插即用

Como demonstração，一种传感器的设备，不含任何信息的RFID。elesusam eletrodos de detecção de glicose commercialmente disponíveis, que são preenchidos com氧化酶de glicose de eletrólito。Quando o eletrólito interage com a glicose, o eletrodo gera uma carga que atua como fonte de energia local ou batia。

Os pesquisadores conectaram esses eletrodos aos chips de memória e circuitos das标签RFID。Quando adicionam glicose a cada eletrodo, a carga gerada pode mudar o chip do seu modo de alimentação passiva RF para um modo de assistência de carga local。Quanto mais glicose for adicionada, maior será o chip no segundo modo de potência。

Kantareddy disse que leitores que podem sentire este novo modo de energia podem usá-lo como um sinal de que a glicose está目前没有环境。Este leitor pode determinar a quantidade de glicose medindo o tempo que o chip está no modo assistido por battia - quanto mais tempo neste modo, mainor o teor de glicose。

Embora o sensor desenvolvido pela equipe de pesquisa possa detection glicose, seu desempenho ainda é menor do que dos sensors de glicose dedicados commercialmente disponíveis。Kantareddy afirmou que seu objectivo não é desenvolver um sensor de glicose RFID, mas mostrar seus projetos em comparação com antenas baseadas em O sensor tem desempenho de detecção mais confiável。

“Usando noso projeto, os dados obtidos são mais confiáveis”，disse Kantareddy。

Além disso, seu设计é mais eficiente。Sua tag pode ser operada em modo passivo usando energia de RF próxima refletida até que um estímulo环境的兴趣apareça próximo。E este estímulo em si pode能量变化para a tag E enviar um código de alerta para o leitor。Portanto, o próprio传感器模态转换器能量辅助对芯片集成。

" Como essa tag pode obter energia tanto do RF quanto do eletrodo, sua faixa de comunicação foi muito expandida "， disse Kantareddy。“Usando este design, distância do leitor pode chegar a mais de 10 metro, muito superior。印度1米2米。Portanto, mesma área pode reduzir muito o número e o custo dos leitores。”

Em seguida, ele planeja desenvolver um传感器monóxido de carbono RFID组合seu设计com不同tipos de eletrodos。Quando o monóxido de carbono aparece, ele pode fazer a carga do sensor e poder-lo。

“Usar um设计基础天线请求程序项目uma天线específica para uma aplicação específica”，disse Kantareddy。“Com o noso design, só precisamos usar um eletrodo comercialmente disponível，即插即用，o que torna todo o conceto de design。É muito fácil de expandir。Os usuários podem implantar milhares desses sensors em casa ou no local da fábrica para monitorar caldeiras, tanques de gás ou管线。”