Инженеры MIT настраивают RFID-метки для работы в качестве датчиков

Предыдущее изображение Следующее изображение

В наши дни многие розничные продавцы и производители отслеживают свою продукцию с помощью RFID или меток радиочастотной идентификации. Часто эти метки имеют форму бумажных этикеток, оснащенных простой антенной и чипом памяти. Прикрепленные к упаковке молока или воротнику куртки, RFID-метки действуют как интеллектуальные подписи, передавая радиочастотному считывателю информацию о личности, состоянии или местонахождении данного продукта.

Помимо отслеживания продуктов по всей цепочке поставок, RFID-метки используются для отслеживания всего: от фишек казино и крупного рогатого скота до посетителей парков развлечений и марафонцев.

Лаборатория Auto-ID в Массачусетском технологическом институте уже давно находится в авангарде разработки технологии RFID. Теперь инженеры этой группы перенаправляют эту технологию на новую функцию: распознавание. Они разработали новую сверхвысокочастотную (УВЧ) конфигурацию RFID-метки, которая обнаруживает скачки уровня глюкозы и передает эту информацию по беспроводной сети. В будущем команда планирует адаптировать метку для обнаружения химических веществ и газов в окружающей среде, таких как угарный газ.

«Люди ищут больше приложений, таких как датчики, чтобы получить больше пользы от существующей инфраструктуры RFID», — говорит Сай Нитин Редди Кантаредди, аспирант факультета машиностроения Массачусетского технологического института. «Представьте себе, что вы создаете тысячи недорогих датчиков RFID-меток, которые можно просто прикрепить к стенам инфраструктуры или окружающим объектам для обнаружения обычных газов, таких как угарный газ или аммиак, без необходимости использования дополнительной батареи. Вы можете развернуть их дешево, на огромной территории. сеть." Кантаредди разработал датчик совместно с Рахулом Бхаттачарья, научным сотрудником группы, и Санджаем Сармой, профессором машиностроения Фреда Форт Флауэрса и Дэниела Форт Флауэрса и вице-президентом по открытому обучению Массачусетского технологического института. Исследователи представили свою разработку на Международной конференции IEEE по RFID, а их результаты появятся в Интернете на этой неделе.

«RFID — это самый дешевый и маломощный протокол радиочастотной связи», — говорит Сарма. «Когда можно будет использовать универсальные чипы RFID для восприятия реального мира с помощью меток, истинное повсеместное зондирование может стать реальностью».

Сбивающие с толку волны

В настоящее время RFID-метки доступны в нескольких конфигурациях, включая аккумуляторные и «пассивные». Оба типа меток содержат небольшую антенну, которая связывается с удаленным считывателем путем обратного рассеяния радиочастотного сигнала, отправляя ему простой код или набор данных, которые хранятся в небольшом встроенном чипе метки. Метки с батарейным питанием включают в себя небольшую батарею, которая питает этот чип. Пассивные RFID-метки предназначены для сбора энергии от самого считывателя, который, естественно, излучает ровно столько радиоволн в пределах ограничений FCC, чтобы питать чип памяти метки и получать отраженный сигнал.

Недавно исследователи экспериментировали со способами превращения пассивных RFID-меток в датчики, которые могут работать в течение длительного времени без необходимости использования батарей или их замены. Эти усилия обычно сосредоточены на манипулировании антенной метки, создавая ее таким образом, чтобы ее электрические свойства менялись в ответ на определенные стимулы в окружающей среде. В результате антенна должна отражать радиоволны обратно к читателю с характерно другой частотой или силой сигнала, указывая на то, что определенный стимул был обнаружен.

Например, группа Сармы ранее разработала антенну RFID-метки, которая меняет способ передачи радиоволн в зависимости от содержания влаги в почве. Команда также изготовила антенну для обнаружения признаков анемии в крови, проходящей через RFID-метку.

Но Кантаредди говорит, что у таких антенно-ориентированных конструкций есть недостатки, главным из которых является «многолучевая интерференция», мешающий эффект, при котором радиоволны, даже от одного источника, такого как RFID-считыватель или антенна, могут отражаться от нескольких поверхностей.