Özel sensör fonksiyonu ile RFID etiketi neye benziyor?

Günümüzde birçok perakendeci ve üretici, ürünleri takip etmek için RFID (RFID) etiketleri kullanıyor. RFID etiketinin görünümü antenler ve cips ile bir etiket gibidir. Bir süt üzerinde geçmiş olduğunda veya yakalandığında, alıcı, RFID etiketinde depolanan ürün adını, statüsünü ve kökenini okuyabilirsiniz. Ayrıca, RFID etiketleri çeşitli ürünlerin, eğlence akış yönetimi ve spor yönetiminin lojistik yönetiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Massachusetts Institute of Technology Auto-ID Lab uzun zamandır RFID teknolojisi araştırma ve geliştirmenin ön saflarında olmuştur. Son zamanlarda, laboratuvar sensör fonksiyonlarını RFID etiketine dahil etti, 242 bandında çalışan bir RFID etiketi geliştirdi, glukoz konsantrasyonunu ölçtü ve bilgileri ileri sürdü. Gelecekte, ekip, karbon monoksit gibi çevredeki kimyasalları ve gazları algılamayı planlıyor.

Sai Nithin Reddy Kantareddy, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'ndeki mekanik mühendisliği mezunu bir öğrenci, araştırmacıların uzun zamandır RFID işlevini genişletmeye çalıştığını, bir sensör koymak - büyük, ucuz bir algılama ağı oluşturmak için her yere RFID etiketi koymaya çalıştığını söyledi. Havuz güçlüdür. Kantareddy, bu yeni RFID etiketini araştırma bilim insanı Rahul Bhattacharya ile geliştirdi ve Massachusetts Institute of Technology ve Sanjay Sarma'da açık çalışma başkan yardımcısı, Daniel Fort Çiçekler mekanik mühendisliği profesörü.

Sarma, RFID etiketlerinin en ucuz ve en düşük güç RF iletişim araçları olduğunu söylüyor. Bu nedenle, RFID etiketi füzyon algılama işlevi, Nesnelerin İnterneti araştırmasında bir dönüm noktasıdır. Anten merkezi tasarım multipath müdahalesinden kaçmak zordur.

Bundan önce, aktif RFID ile piller ve pasif RFID içeren birçok RFID türü vardı. İki etiket küçük bir anten içeriyor. Kullanıcılar, etiketin mikroçipinde okuyucu aracılığıyla bilgiyi okuyabilirsiniz. Aktif RFID etiketleri dış enerji tedariki gerektirmez, pasif RFID etiketleri okuyucu tarafından yayılan mikrodalga yoluyla enerji elde eder.

Son zamanlarda, araştırmacılar algılama işlevlerini pasif RFID etiketlerine entegre etmeye çalışıyorlar. Çabanın yönü, çevredeki belirli faktörlere cevap veren bir anten geliştirmek ve sonra anten, okuyucuya farklı frekanslarda veya farklı sinyal intensasyonlarda gönderir ve belirli bir maddenin tespit edildiğini gösterir.

Örneğin, Sarma ekibi daha önce farklı nem seviyelerinde farklı dalga formları ile sinyalleri gönderen bir RFID etiketi anteni tasarladı. Ayrıca, anemiyi kan damarlarından tespit edebilecek RFID etiketleri tasarlardı.

Bununla birlikte, Kantareddy, bu özel reaksiyon anteninde bir zayıflık olduğuna inanıyor, ki bu multipath müdahalesi. Bu, okuyucu sadece RFID etiketinden doğrudan yanıt sinyali değil, aynı zamanda okuyucunun multipath sinyaline çevresel yansıma yoluyla ulaşan doğrudan yanıt sinyali alır. Multipath sinyalleri normal bilgi resepsiyonuna müdahale eder, yanlış alarma veya alarma yol açar.

çipe dayalı yeni tasarım

Sarma ekibi çip üzerinde bir makale yapmak için başka bir yolu var. Piyasada, yarı aktif bir şekilde çalışan RFID çiplerini satın alıyorlar (amatery, ancak aktif sinyal değil) ve pasif iki modda ve sonra onlara standart bir anten eklediler. Daha sonra, çiplerin sadece belirli bir çevresel uyaran altında ve belirli bir sinyal seti başlatmasını sağlayan pazara yeni bir çip eklediler. Bu sinyal, pasif RFID modundan farklıdır, bu da alıcıyı çevrede belirli bir madde olduğu konusunda güvenilir bir şekilde bilgilendirebilir. Kantareddy, bu planın antene dayanan algılama RFID teknolojisinden daha güvenilir olduğunu ve kullanıcıların multipath etkisinden kaynaklanan müdahaleye karşı hassas olmadığını söyledi. Sonraki, ekip, gönderilen verilerin güvenilirliğini daha da geliştirmek için çalışacak ve yeni veri formatını inceleyerek yanlış alarm olasılığını azaltacak ve sinyal iletmenin gücünü arttıracak. Bhattacharyya, yeni planın da anten tabanlı RFID teknolojisi ile karşı karşıya olan büyük bir sorun olduğunu vurgulamaktadır - aynı zamanda çok sayıda RFID etiketlerin karşılıklı müdahalesi. Çok sayıda kısa tarafından şaşırmış olan kullanıcılar - aralık pasif etiketler artık okuyucuyu uzaktan koyabilir ve okuyucu sadece belirli bir madde olduğunda alarm verecektir.

Plug and play sensör

Gösteri deneyinde, ekip ticari olarak mevcut bir glikoz sensörüne dayanan bir RFID glukoz sensörü sergiledi. Karbon etikete maruz kaldığı zaman, sensördeki elektrolit elektrik üretmek ve RFID için ek enerji sağlamak için kimyasal olarak tepki gösterir. Sonraki, RFID etiketi pasif moddan yarı aktif moda geçiyor. Daha fazla glikoz eklenir, yarı aktif mod son olacaktır.

Kantareddy bir kullanıcının yarı aktif bir mod sinyali aldığını söylüyor, etiketin glukoz bulduğunu biliyor. Kullanıcı ayrıca yarı aktif mod süresine dayanan glukoz içeriğini daha da belirleyebilir.

Tabii ki, yeni RFID glukoz dedektörlerinin mevcut performansı da satışta olmayan olgun şeker dedektörlerinden daha iyidir. Takımın ana hedefi, Kantareddy, bir glukoz detektörü geliştirmek değil, yeni RFID detektörünün geleneksel RFID detektörlerinden daha güvenilir bir şekilde sinyalleri gönderebileceğini gösteriyor.

Buna ek olarak, yeni RFID detektörü daha verimlidir, çünkü bir yandan, hedef materyali anlamlı olmadığı zaman, RFID etiketi pasif modda çalışır ve elektrik tüketmezler; diğer yandan, çevredeki madde hedefinin kendisi ile temasa geçtiğinde, sinyal gönderme işlemi bataryadan çok daha fazla değildir. Şu anda, yeni RFID etiketi iletilen sinyal 10 metre dışında alınabilir, ancak mevcut teknoloji sadece 1-2 metre uzaklıktadır.

Sonraki, ekip bir karbon monoksit dedektörleri geliştirmeyi planlıyor. Kantareddy, her belirli hedef materyali için antenleri yeniden tasarlaması gerektiğini belirtti. Yeni tasarım anteni değiştirmek zorunda değildir, sadece hedef materyalinin tespiti eklemek gerekir.

Bu nedenle, yeni RFID sensörü, kazanlar ve gaz boruları gibi temel sistemleri izlemek için düşük maliyetli ve büyük bir alanda kullanılabilir.