RFID ja etäanturit –
sovelluksia ja uutta teknologiaa
Kaarle Jaakkola
13.4.2011
VTT Technical Research Centre of Finland
25/05/2011
2
RFID
Anturi-RFID
massasovellukset
• UHF-passiivi
• HF-passiivi
• NFC
erikoissovellukset
MMID
Haastavat ympäristöt
Semipassiivi (BAP)
25/05/2011
RFID-tageja erikoissovelluksiin
RFID-ratkaisuja voidaan räätälöidä erilaisiin
sovelluksiin ja toimintaympäristöihin:
Optimaalinen toiminta vaikeissa
olosuhteissa
Edullinen valmistustekniikka
Uusia ominaisuuksia:
monitaajuustoiminta, turvaominaisuudet,
biohajoavuus, miniatyrisointi jne.
3
25/05/2011
4
Lisäarvoa tuotteisiin integroiduilla RFID-tageilla
Motivaatio
RFID integroituna osaksi muovituotetta
Osien integrointi esim. ruiskuvalun
yhteydessä
Hyödyt
Kustannustehokas, kestää tuotteen eliniän
Tagi suojassa kosteudelta, kemikaaleilta,
kulumiselta, iskuilta...
Tagi ei vaikuta tuotteen ulkoasuun
Käyttö
Käyttö läpi tuotteen eliniän: tuotetieto,
logistiikka, asiakaspalvelu, takuu,
kierrätys...
Varkauksien torjunta
Aitoustodistus
25/05/2011
5
Selluprosessiin soveltuva biohajoava tagi
Biohajoavasta keinopuumateriaalista valmistettu UHF-tagi mahdollistaa tukkien
merkitsemisen jo kaadettaessa ja näiden seuraamisen läpi puun arvoketjun
Tagi kiinnitetään joko harvesteriin integroidulla automaattiaplikaattorilla tai
manuaalityökalulla
Tavoitteena puumateriaalin seuraaminen ja ohjaaminen metsästä
loppuasiakkaalle asti
www.indisputablekey.com
25/05/2011
6
Miniatyrisoidut alustaepäherkät tagit
Edulliset tarratagit eivät sähköisen toimintansa vuoksi sovellu kiinnitettäviksi
metallikappaleisiin
Tagiantennin koon pienentyessä sen toiminta sätelijänä heikkenee ja
lukuetäisyys pienenee nopeasti
Tagin pienen koon ja sähköisen suorituskyvyn yhdistäminen edellyttää
innovatiivisia antennirakenteita ja sähköisesti hyvälaatuisia materiaaleja
Esim. 9 * 9 * 3 mm tagilla
saavutetaan metallipinnalta noin 3
m lukuetäisyys
Voidaan myös kätkeä rakenteisiin
Kompleksisemman
valmistustekniikan vuoksi selvästi
tarratageja kalliimpia valmistaa
25/05/2011
7
RFID-paikannus – perhosseurantasovellus
Tutkimushankkeessa (Helsingin yliopisto / VTT) seurataan yksilöityjä
perhosia 10 m * 15 m testihuoneessa
Perhosten selkään on liimattu kevyt (10 mg) passiivi-UHF-tagi
Jokaisen perhosen lentorata voidaan rekonstruoida mittausdatasta
Localization error in one cell
Principle of positioning
25/05/2011
8
RFID-pohjaiset etäanturit
Teknologiaa kehitetty useissa tutkimushankkeissa
Keskeisenä ongelmana anturointitarpeiden moninaisuus
Markkinoilla muutamia integroituja lämpötila-anturipiirejä
Markkinoilla muutamia I2C-väyläliitännällä varustettuja piirejä, jotka
mahdollistavat etäanturisovellukset, esim.
Productivity Engineering PE3001
TegoChip
Anturitoteutukset suosivat
semipassiiviteknologiaa
tehonkulutus
dataloggeriominaisuus
25/05/2011
Moniprotokolla-anturitagi
9
25/05/2011
Kehitettyjä etäantureita
25.4
ºC
10
25/05/2011
11
Passiivinen UHF RFID –lämpötila- ja kosteusanturi
Upotetaan esim. betonivaluun
valun kuivumisen
monitoroimiseksi
n. 0.5 m lukuetäisyys
Kapasitiivinen kosteus- ja
resistiivinen lämpötilamittaus
Pitkän aikavälin toiminta
demonstroidaan kiinteissä
rakenteissa vuoden 2011
aikana.
25/05/2011
12
MMID – IDENTIFICATION AT MM WAVES
Piiteknologian kehittyminen mahdollistaa yhä korkempien
taajuuksien hyödyntämisen kaikissa sovelluksissa
Nykyiset RFID-järjestelmät toimivat taajuuksilla 100 kHz…2.4 GHz.
Siirtyminen taajuudessa ylöspäin millimetriaaltoalueelle (esim. 60
GHz) mahdollistaa uusia ominaisuuksia:
Tagien paikantaminen suuntaavilla lukija-antenneilla
Erittäin pienikokoiset tagit
Nopea lyhyen kantaman datasiirto
Hyötyjä:
Lyhyt aallonpituus mahdollistaa pienet antennit, esim. vain 1cm 2
Takaisinsirontakommunikaation myötä tagin komponentit edullisia ja
yksinkertaisia
Teknologia integroitavissa mm-aaltotutkan kanssa (esim.
ajoneuvotutkat)
25/05/2011
13
MMID-sovelluksia
Ajoneuvotutkaan integroitu ID
MMID-lukija
ja -tagi
MMID-lukija
ja -tagi
Nopea datan lataus, esim. video
MMID
reader
Lokalisoitu ID
ja mittaus
MMID
-lukija
MMID-tagi
anturilla
MMID-tagi
massamuistilla
25/05/2011
VTT creates business from
technology
14