새로운 기술은 스마트폰을 RFID 판독기로 전환하여 비용을 절감하고 폐기물을 줄입니다.
이 시스템은 배터리가 필요하지 않아 지속 가능한 연결성을 보장합니다.
날짜:
2023년 2월 22일
원천:
캘리포니아 대학교 - 샌디에이고
요약:
냉장고를 열고 휴대전화에서 앱을 열면 어떤 품목이 며칠 안에 만료되는지 즉시 알 수 있다고 상상해보세요. 이것은 새로운 기술이 가능하게 할 응용 프로그램 중 하나입니다.
전체 이야기
냉장고를 열고 휴대전화에서 앱을 열면 어떤 품목이 며칠 안에 만료되는지 즉시 알 수 있다고 상상해보세요. 이것은 University of California San Diego의 엔지니어가 개발한 신기술이 가능하게 하는 애플리케이션 중 하나입니다.
이 기술은 제품 포장에 통합된 칩과 전화기의 소프트웨어 업데이트를 결합합니다. 전화기는 칩이 특정 주파수(이 경우에는 Bluetooth 또는 WiFi)에서 방출하는 신호를 기반으로 물체를 식별할 수 있게 됩니다. 산업 환경에서 소프트웨어 업데이트가 장착된 스마트폰을 RFID 판독기로 사용할 수 있습니다.
이 작업은 스마트폰에서 이미 생성된 신호를 사용하고 휴대전화가 이해할 수 있는 형식으로 다시 리디렉션하는 후방 산란 통신의 혁신을 활용합니다. 사실상 이 기술은 Wi-Fi 신호를 생성하는 데 최신 기술보다 1000 적은 전력을 사용합니다. 이러한 발전으로 온바디 센서와 같은 애플리케이션을 위해 사물 인터넷 구성 요소와 Wi-Fi 또는 Bluetooth 트랜시버와 같은 하드웨어 간의 초저전력 통신이 가능해졌습니다. 또는 자산 추적기.
대략 모래 알갱이 크기이고 제조 비용이 몇 푼 안 되는 맞춤형 칩은 전력이 거의 필요하지 않아 RF 에너지 하베스팅이라는 기술인 LTE 신호로 전적으로 전력을 공급받을 수 있습니다. 이 칩은 블루투스 전송을 WiFi 신호로 변환하고 특정 소프트웨어 업데이트를 통해 스마트폰에서 감지할 수 있습니다.
이 팀은 2023년 2월 20일 샌프란시스코에서 열리는 IEEE International Solid-State Circuits Conference에서 작업을 발표할 예정입니다.
현재 최첨단 후방 산란 변조에는 두 개의 외부 장치가 필요합니다. 하나는 신호를 전송하고 다른 하나는 신호를 수신하고 읽는 것입니다. 이 컨퍼런스 논문은 단일 모바일 장치에서 무선 통신 및 배터리 없는 작동을 가능하게 할 수 있는 최초의 후방 산란 집적 회로를 제시합니다.
"이 접근 방식은 스마트폰을 신호를 읽고 전력을 공급하는 장치로 사용하면서 RFID와 같은 방식으로 전력을 공급하고 통신을 가능하게 하는 강력하고 저렴하며 확장 가능한 방법을 가능하게 합니다." University of California San Diego의 전기 및 컴퓨터 공학과의 저자이자 교수입니다.
이 기술의 더 큰 가능성은 대신 LTE 신호에서 전력을 수확할 수 있기 때문에 배터리가 필요하지 않은 장치의 개발입니다. UC 샌디에고 전기 및 컴퓨터 공학과의 교수이자 이 논문의 선임 저자 중 한 명인 Dinesh Bharadia는 결과적으로 훨씬 저렴하고 수명이 긴 장치를 최대 수십 년까지 사용할 수 있다고 말했습니다.
"전자 폐기물, 특히 배터리는 기후 변화 이후 지구가 직면한 가장 큰 문제 중 하나입니다."라고 Bharadia는 말했습니다.
작동 방식
연구원들은 LTE 스마트폰 신호에서 전력을 수집하고 이 전력을 에너지 저장 커패시터에 버퍼링함으로써 이러한 돌파구를 달성했습니다. 이렇게 하면 Bluetooth 신호를 감지하는 수신기가 활성화되고 반사된 WiFi 신호로 수정됩니다.
소프트웨어 업데이트는 Bluetooth 신호를 보다 쉽게 WiFi 신호로 전환할 수 있는 것으로 바꾸는 비트 시퀀스입니다.
또한 대부분의 저전력 무선 통신에는 맞춤형 프로토콜이 필요하지만 연구원들이 개발한 장치는 블루투스, WiFi 및 LTE와 같은 일반적인 통신 프로토콜에 의존합니다. 스마트폰에는 블루투스 송신기와 와이파이 수신기가 모두 탑재돼 있기 때문이다.
이 장치의 범위는 1미터 - 약 1야드입니다. 배터리를 추가하면 태그의 범위가 수십 미터로 늘어나지만 비용도 증가합니다. 0.5제곱인치 크기의 이 장치는 제조 비용이 몇 센트에 불과합니다.
다음 단계
다음 단계에는 다른 연구 프로젝트에 기술을 통합하여 그 기능을 입증하는 것이 포함됩니다.
팀은 또한 신생 기업이나 업계 파트너를 통해 장치를 상용화하기를 희망합니다.
이 작업은 Grant 1923902에 따라 National Science Foundation과 UC San Diego Center for Wearable Sensors의 지원을 받았습니다.
단일 장치 RFID와 유사한 질의를 위한 LTE 수확 BLE-to-WiFi 후방 산란 칩
Shih-Jai Kuo*, Manideep Dunna*, Hongyu Lu, Akshit Agarwal, Dinesh Bharadia, Patrick Mercier, University of California San Diego 전기 및 컴퓨터 공학과
*공동 저자
출처 : https://www.sciencedaily.com/