كيف يبدو RFID مع وظيفة جهاز استشعار خاص؟

وفي الوقت الحاضر، يستخدم العديد من التجزئة والمصنّعين بطاقات RFID لتتبع المنتجات. مظهر البطاقة هو مثل الملصق مع الهوائيات و الرقائق وعندما يُعَبَّر على حليب يمكن أو يُقشر، يمكن للمتلقي أن يقرأ اسم المنتج، والوضع، والأصل المخزن في بطاقة RFID. وبالإضافة إلى ذلك، تُستخدم بطاقات " ريد " على نطاق واسع في إدارة السوقيات لمختلف المنتجات، وإدارة تدفق الترفيه، وإدارة الرياضة.

وقد ظل معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ذاتياً في طليعة البحث والتطوير في مجال التكنولوجيا التابع لمؤسسة التنمية الدولية. وفي الآونة الأخيرة، أدمج المختبر مهام أجهزة الاستشعار في بطاقة التعريفات، ووضع بطاقة تعريفية تعمل في نطاق التردد العالي جداً، وقياس تركيز الجلوكوز، والمعلومات المرسلة. وفي المستقبل، يزمع الفريق استخدام علامة RFID لتصور المواد الكيميائية والغازات في البيئة، مثل أول أكسيد الكربون.

Sai Nithin Reddy Kantareddy, a graduate student ofميكانيكيal engineering at the Massachusetts Institute of Technology, said that researchers have long been trying to expand the function of RFID, putting a sensor - capable RFID label on every place to form a huge, cheap detection network to detect carbon monoxide or ammonia without electricity. المسبح مجهز وكانتاردي شارك في تطوير هذه الوسمة الجديدة لمؤسسة RFID مع عالم البحوث راهول باتشاريا، ونائب رئيس الدراسة المفتوحة في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا وسانجاي سارما، أستاذ دانييل فورت فلوريس للهندسة الميكانيكية.

(سارما) تقول أن بطاقات (دي آر دي) هي أرخص وأدنى أدوات التواصل ومن ثم، فإن مهمة الاستشعار عن بزوغ الصمامات التي تقوم بها المؤسسة تمثل معلماً بارزاً في البحوث المتعلقة بالإنترنت. من الصعب الهروب من تدخلات متعددة المتعاطفين

وقبل ذلك، كان هناك العديد من أنواع البطاقات التي تستخدمها الوكالة الدولية للطاقة الذرية، بما في ذلك RFID النشطة التي تحمل بطاريات وأجهزة RFID سلبية بدون بطاريات. العلامة الثانية تحتوي على هوائي صغير يمكن للمستعملين قراءة المعلومات في رقاقة البطاقة من خلال القارئ ولا تتطلب البطاقات الناشطة التي تستخدمها الشبكة إمدادات خارجية من الطاقة، في حين تكتسب البطاقات السلبية التي تستخدمها الشبكة الطاقة من خلال الموجات المتناهية الصغر التي انبعثها القارئ.

وقد حاول الباحثون في الآونة الأخيرة إدماج مهام الاستشعار في العلامات السلبية التي تستخدمها الشبكة. ويشتمل توجيه هذا الجهد أساساً على تطوير هوائي يستجيب للعوامل المحددة في البيئة، ثم يرسل الهوائي بيانات إلى القارئ بترددات مختلفة أو بترددات مختلفة، مما يشير إلى اكتشاف مادة معينة.

فعلى سبيل المثال، كان فريق سارما قد صمم في السابق هوائيا من طراز RFID سينقل إشارات ذات موجات مختلفة على مستويات الرطوبة المختلفة. كما صممت بطاقات RFID التي يمكن أن تكتشف فقر الدم من خلال سفن الدم.

غير أن كانتاردي يعتقد أن هناك نقطة ضعف في هذه الهوائيات الخاصة برد الفعل، وهو تدخل متعدد التعاطف. هذا هو أن القارئ لا يتلقى فقط إشارة الاستجابة المباشرة من علامة RFID، ولكن أيضا إشارة الاستجابة المباشرة التي تصل إلى إشارة القراء متعددة التعاطف من خلال الانعكاس البيئي. وتتداخل الإشارات المتعددة المتعاطفين مع الاستقبال العادي للمعلومات، مما يؤدي إلى إنذار كاذب أو إلى عدم وجود إنذار.

تصميم جديد على الرقاقة

فريق سارما لديه طريقة أخرى لصنع مقال على الرقاقة On the market, they buy RFID frs that work in a semi-active (battery, but not active signal) and passive two modes, and then add a standard antenna to them. ثم أضافوا شريحة جديدة إلى شريحة السوق التي مكّنت الشريحة من تفعيل نمط شبه تفاعلي في إطار حافز بيئي محدد وإطلاق مجموعة من الإشارات المحددة. وتختلف هذه الإشارة عن تلك التي تُستخدم بطريقة سلبية في إطار قاعدة بيانات التنمية الدولية، التي يمكن أن تُبلغ المتلقي بصورة موثوقة بوجود مادة محددة في البيئة. وقال كاناتريدي إن هذا المخطط أكثر موثوقية من تكنولوجيا الاستشعار التي تستخدم الترددات المحتوية على هوائيات، والمستعملون غير قادرين على التدخل بسبب التأثيرات المتعددة التعاطف. وبعد ذلك، سيعمل الفريق على زيادة تحسين موثوقية البيانات المحالة والحد من احتمال وجود إنذار كاذب من خلال دراسة شكل البيانات الجديد وتعزيز قوة الإشارة المرسلة. وتؤكد شركة " باتاشيريا " أن المخطط الجديد يعالج أيضاً مشكلة رئيسية تواجه تكنولوجيا الاستشعار التي تستخدم الترددات الهوائية - أي التدخل المتبادل لعدد كبير من العلامات التي تستخدمها الشبكة في الوقت نفسه. ويمكن للمستعملين الذين ثارهم عدد كبير من العلامات السلبية القصيرة المدى أن يضعوا القارئ الآن في المسافة، ولن يخطر القراء إلا عندما يكون للبيئة مادة محددة.

مُستشعر ولعب

In the demonstration experiment, the team demonstrated a RFID glucose sensor based on a commercially available glucose sensor. وعندما يتعرض الجلوكوز للعلامة، يكون الكهرباء في جهاز الاستشعار متفاعلا كيميائيا لتوليد الكهرباء وتوفير طاقة إضافية لمحطة RFID. وبعد ذلك، تتحول بطاقة RFID من طريقة سلبية إلى طريقة شبه نشطة. وكلما أضيفت الغلوكوز كلما طالت المدة التي سيستمر فيها النموذج شبه التفاعلي.

يقول (كانتاردي) أنّه حالما يتلقى المُستخدم إشارة نشيطة، يعرف أنّ المُلصق قد وجد (غلوكو) ويمكن للمستعمل أيضاً أن يحدد محتوى الغلوكوز استناداً إلى مدة النموذج شبه التفاعلي.

وبطبيعة الحال، فإن الأداء الحالي لجهاز الكشف الجديد للغلوكوز هو أيضا أفضل من أداء جهاز الكشف الدقيق الذي لا يباع. The main goal of the team, Kantareddy says, is not to develop a glucose detector, but to show that the new RFID detector can send signals more reliably than the traditional antenna based RFID detectors.

وبالإضافة إلى ذلك، فإن جهاز الكشف الجديد عن أجهزة الاستدلال والكهرباء هو أكثر كفاءة لأنه، من جهة، عندما لا تكون المواد المستهدفة محسوسة، فإن العلامة التي تستخدمها محطة RFID تعمل بطريقة سلبية ولا تستهلك الكهرباء؛ ومن جهة أخرى، فإن المادة المستهدفة في البيئة نفسها تنتج الطاقة على اتصال مع جهاز الكشف، وبالتالي فإن عملية إرسال الإشارة ليست أكثر بكثير من البطارية. At present, the signal transmitted by the new RFID tag can be received outside 10 meters, while the existing technology can only receive 1-2 meters away.

وبعد ذلك، يخطط الفريق لتطوير كاشف أول أكسيد الكربون. وأشار السيد كانتاردي إلى أن تصميم أجهزة استشعار تابعة للمؤسسة القائمة على الهوائيات ينبغي أن يعيد تصميم هوائيات لكل مادة مستهدفة محددة. ولا يحتاج التصميم الجديد إلى تغيير الهوائي، بل يحتاج فقط إلى إضافة رقاقة الكشف من المواد المستهدفة.

ومن ثم، يمكن نشر جهاز الاستشعار الجديد التابع لمؤسسة RFID في منطقة منخفضة التكلفة وكبيرة لرصد النظم الرئيسية مثل المغليات والأنابيب الغازية.