Как выглядит RFID-метка со специальной функцией датчика?

В настоящее время многие ритейлеры и производители используют RFID (RFID) для отслеживания продуктов. Появление RFID-метка похоже на наклейку с антеннами и чипами. Когда он вставлен на молочный банк или ошейник, приемник может прочитать название продукта, статус и происхождение, хранящиеся в RFID-метке. Кроме того, RFID-метки широко используются в логистическом управлении различными продуктами, управлении развлекательным потоком и спортивном управлении.

Массачусетский технологический институт Auto-ID Lab уже давно находится в авангарде исследований и разработок в области технологий RFID. Недавно лаборатория включила функции датчиков в RFID-метку, разработав RFID-метку, работающую на UHF-диапазоне, измерив концентрацию глюкозы и передающую информацию. В будущем команда планирует использовать RFID-метку для восприятия химических веществ и газов в окружающей среде, таких как оксид углерода.

Sai Nithin Reddy Kantareddy, аспирант по машиностроению в Массачусетском технологическом институте, сказал, что исследователи уже давно пытаются расширить функцию RFID, поставив датчик - способный RFID этикетку на каждом месте, чтобы сформировать огромную, дешевую сеть обнаружения для обнаружения окиси углерода или аммиака без электричества. Бассейн работает. Kantareddy co разработал этот новый лейбл RFID с ученым-исследователем Рахулом Бхаттачарья и вице-президентом по открытому изучению в Массачусетском технологическом институте и Санджеем Сармой, профессором механической инженерии Daniel Fort Flowers.

Сарма говорит, что RFID-метки являются самыми дешевыми и самыми низкими инструментами связи RF. Таким образом, функция RFID-метка синтеза является вехой в исследовании Интернета вещей. Централизованный дизайн Антенны трудно избежать многопутных помех.

До этого было много типов RFID-меток, включая активный RFID с батареями и пассивный RFID без батарей. Два тега содержат небольшую антенну. Пользователи могут читать информацию в микрочипе тега через читателя. Активные RFID-метки не требуют внешнего энергоснабжения, в то время как пассивные RFID-метки приобретают энергию через микроволновую печь, испускаемую читателем.

Недавно исследователи пытались интегрировать функции зондирования в пассивные RFID-метки. Направление усилий в основном включает в себя разработку антенны, которая реагирует на конкретные факторы в окружающей среде, а затем антенна отправляет данные читателю на разных частотах или различных интенсивности сигнала, указывая, что определенное вещество обнаружено.

Например, команда Sarma ранее разработала антенну RFID-метка, которая будет передавать сигналы с различными формами волн на разных уровнях влажности. Они также разработали RFID-метки, которые могут обнаруживать анемию через кровеносные сосуды.

Тем не менее, Kantareddy считает, что есть слабость в этой конкретной реакционной антенне, которая представляет собой многопатовые помехи. То есть читатель получает не только сигнал прямого ответа от RFID-метка, но и сигнал прямого ответа, который достигает мультипа-сигнала читателя через экологическое отражение. Мультипатовые сигналы мешают нормальному приему информации, в результате чего возникает ложная тревога или пропущенная тревога.

Новый дизайн на основе чипа

Команда Сармы имеет другой способ сделать статью на чипе. На рынке они покупают RFID-чипы, которые работают в полуактивном (батарее, но не активном сигнале) и пассивных двух режимах, а затем добавляют к ним стандартную антенну. Затем они добавили новый чип к рынку чипа, который позволил чипсету активировать полуактивный режим RFID только под конкретным экологическим стимулом и запустить набор конкретных сигналов. Этот сигнал отличается от сигнала в пассивном режиме RFID, который может надежно информировать приемник о том, что в окружающей среде есть определенное вещество. Kantareddy сказал, что эта схема более надежна, чем технология зондирования RFID на основе антенны, и пользователи не подвержены помехам, вызванным эффектом мультипа. Затем команда будет работать над дальнейшим улучшением надежности передаваемых данных и снижением вероятности ложной сигнализации путем изучения нового формата данных и повышения мощности передающего сигнала. Bhattacharyya подчеркивает, что новая схема также решает основную проблему, с которой сталкивается технология RFID-сенсорного зондирования - взаимное вмешательство большого количества RFID-меток одновременно. Пользователи, которые были озадачены большим количеством коротких - диапазон пассивных тегов теперь могут поставить читателя на расстояние, и читатель даст сигнал тревоги только тогда, когда окружающая среда имеет определенное вещество.

Plug and play

В демонстрационном эксперименте команда продемонстрировала датчик глюкозы RFID на основе коммерчески доступного датчика глюкозы. Когда глюкоза подвергается воздействию этикетки, электролит в датчике химически реагирует на генерирование электричества и обеспечивает дополнительную энергию для RFID. Затем RFID-метка переключается с пассивного режима на полуактивный режим. Чем больше глюкозы добавляется, тем дольше будет продолжаться полуактивный режим.

Kantareddy говорит, что как только пользователь получает полуактивный сигнал режима, он знает, что этикетка нашла глюкозу. Пользователь также может дополнительно определить содержание глюкозы на основе продолжительности полуактивного режима.

Конечно, текущая производительность нового детектора глюкозы RFID также лучше, чем у зрелого детектора глюкозы, который не продается. Основная цель команды, говорит Kantareddy, заключается не в разработке детектора глюкозы, а в том, чтобы показать, что новый детектор RFID может отправлять сигналы более надежно, чем традиционные антенные детекторы RFID.

Кроме того, новый детектор RFID является более эффективным, поскольку, с одной стороны, когда целевой материал не чувствуется, RFID-метка работает в пассивном режиме и не потребляет электричество; с другой стороны, целевая субстанция в окружающей среде сама производит энергию в контакте с детектором, поэтому процесс отправки сигнала не намного больше, чем батарея. В настоящее время сигнал, передаваемый новым RFID-метком, может быть получен за пределами 10 метров, в то время как существующая технология может получить только 1-2 метра.

Затем команда планирует разработать детектор окиси углерода. Kantareddy отметил, что конструкция датчиков RFID на основе антенн должна перепроектировать антенны для каждого конкретного целевого материала. Новому дизайну не нужно менять антенну, нужно только добавить чип обнаружения целевого материала.

Поэтому новый RFID-датчик может быть развернут в низкой стоимости и большой зоне для мониторинга ключевых систем, таких как котлы и газовые трубы.