Conținut sponsorizat: NFC împinge aplicațiile IoT mai departe

Sponsored Content: NFC pushes IoT applications further afield

Tehnologiile din spatele internetului lucrurilor (IoT) fac ca lumea din jurul nostru să fie mai inteligentă. În multe implementări, nodurile de senzor care sunt instalate pentru a transmite datele în mod constant pe serverele din cloud vor oferi o vedere a mediului de la un minut la minut, dar există numeroase cazuri de utilizare în care conectivitatea continuă este practic sau inutilă .

RFID

Există numeroase situații în care limitările de costuri sau dimensiuni înseamnă că este imposibil ca sistemul să fie alimentat continuu printr-o baterie sau o mașină de recoltat energie. Un exemplu acum în producția de masă este eticheta RFID folosită pentru identificarea produselor dintr-un lanț de aprovizionare.

Multe etichete de produse utilizate astăzi sunt dispozitive pasive care conțin o antenă, interfață RF, convertor de putere și memorie, dar nu au o sursă de alimentare internă. Câmpul electromagnetic generat de cititorul RFID furnizează energia necesară etichetei pentru a trimite un mesaj înapoi. Primele generații de etichete RFID au folosit un protocol relativ simplu care a fost potrivit pentru citirea unui șir de cifre care identifică un singur produs.

Introducerea protocolului de comunicare aproape câmp (NFC) a extins foarte mult capacitatea de etichete RF. Sony și Philips Electronics au început să lucreze la standard în 2002, dezvoltând un protocol care a fost aprobat ca standard de ISO și IEC în 2003. La scurt timp, împreună cu producătorul de telefoane celulare Nokia, companiile au format Forumul NFC pentru promovarea aplicațiilor pentru scurt -un protocol wireless.

Funcționând la o frecvență de 13.56MHz, etichetele devin active atunci când se află la 10 cm de cititor. În multe aplicații practice, eticheta activată NFC atinge suprafața externă a cititorului înainte de începerea tranzacției. În comparație cu protocoalele precum Bluetooth, transferul de date are loc într-un ritm relativ scăzut: de la aproximativ 100kbit / s la puțin mai mult de 400kbit / s. O distincție importantă între NFC și protocoalele RFID anterioare este suportul pentru interacțiuni cu două sensuri mai bogate, care pot fi criptate.

Transmiterea datelor de la un dispozitiv de ascultare poate fi realizată folosind modularea sarcinii, o tehnică care profită de cuplarea inductivă. O variație a impedanței unui dispozitiv de „ascultare”, cum ar fi o etichetă, provoacă modificări de amplitudine sau de fază în tensiunea de antenă a dispozitivului de votare. Când se utilizează o comunicare bidirecțională completă, tagul și cititorul alternează între sondaj și ascultare. Cu toate acestea, acest mod necesită o sursă de alimentare în interiorul etichetei, în timp ce protocoalele simple de modulare a încărcării permit utilizarea cu etichete pasive fără baterie.

Procesarea plății

Procesarea plății, una dintre aplicațiile cheie timpurii pentru NFC, a profitat de suportul de criptare. Actul de a atinge un dispozitiv activat NFC în partea de sus a cititorului îndeplinește două condiții importante. Unul este să furnizezi o conexiune wireless sigură, dar una care să evite nevoia de a introduce o cartelă într-un cititor pentru a realiza o conexiune folosind pinii unui terminal tradițional cu cip și PIN. În plus, prin promovarea gestului de a atinge un card sau un telefon către cititor urmat de un semnal sonor sau lumină pentru a afișa o tranzacție de succes, tehnica oferă utilizatorului încrederea că este singurul responsabil pentru inițierea tranzacției.

Din motive similare, NFC a devenit protocolul de alegere pentru aplicațiile de transport - oferind călătorilor capacitatea ușoară de a plăti tariful în timp ce se îmbarcă într-un tren sau autobuz pur și simplu prin atingerea unui card de plată sau a unei etichete dedicate pe suprafața unui cititor.

Personal-sănătate

În aplicațiile de sănătate personală, care, de asemenea, vor solicita adesea suport pentru criptare, interacțiunea tactilă oferă utilizatorului posibilitatea de a controla momentul livrării sau preluării datelor, precum și comoditatea de a putea utiliza senzori care nu au sursă internă de alimentare. O aplicație apărută recent care demonstrează că este un senzor UV. Compania de produse cosmetice a descoperit, după un studiu și feedback al consumatorilor, că un senzor de piele extensibil dezvoltat și lansat în 2016 i-a ajutat pe utilizatori să demonstreze comportamente care au dus la o expunere mai puțin riscantă la razele UV ale soarelui.

La Consumer Electronics Show, la începutul anului 2018, posibilitateaOreal a urmat My UV Patch cu un dispozitiv destinat să permită monitorizarea pe termen lung a expunerii la UV. UV Sense a fost primul senzor electronic fără baterii care a măsurat și stocat datele de expunere la UV până la trei luni. Mai puțin de 2mm grosime și mai puțin de un centimetru în diametru, senzorul poate fi ușor purtat pentru perioade de până la două săptămâni pe o miniatură cu o singură aplicare de adeziv.

Senzorul fără baterii profită de puterea furnizată de un smartphone compatibil NFC pentru a transfera date într-o aplicație pe care purtătorul o poate folosi pentru a determina expunerea lor pe perioade lungi de timp. Designul etichetei asigură că datele rămân personale și transferul acestora este sub controlul utilizatorului. Ca un design fără baterie, eticheta este păstrată mică și discretă.

Există și alte aplicații pentru senzori și NFC în asistență medicală. O aplicație pentru care NXP Semiconductors a proiectat NHS3152 este respectarea terapiei. NHS3152 este compatibil cu NFC cu o rețea de benzi rezistive care, de obicei, sunt așezate sub suprafața foliei unei benzi de pastile medicinale. Pe măsură ce fiecare pastilă este luată, dispozitivul observă schimbarea bruscă a rezistenței atunci când folia este ruptă și când a avut loc acțiunea. Înregistrează acțiunea gata de transfer pentru un cititor folosind interfața sa NFC încorporată. Proiectarea permite operarea cu o sursă mică de energie și asigură transferul datelor numai atunci când este scanată cu un cititor aprobat, ceea ce ajută la păstrarea confidențialității medicale.

Medii practicabile

În aplicațiile pentru lanțul de distribuție și distribuție, combinația de funcționalitate și senzor de etichetă face mai ușoară implementarea soluțiilor IoT în medii în care nodurile de senzor convenționale ar fi imposibile și costisitoare. În transportul alimentar, o cerință esențială este controlarea temperaturii și a altor factori de mediu. Interiorul unui camion poate fi echipat cu un nod senzor monitorizează nivelurile generale, dar acest lucru nu poate furniza date la un nivel suficient de granularitate pentru a asigura asigurarea. Factorul important al acestor aplicații este acela că un lot individual este păstrat peste sau sub anumite temperaturi critice pentru a fi declarat apte să mănânce.

Deși este posibil să se potrivească unui modul senzor care menține un contact regulat cu serverele cloud, deși o poartă montată în camion, acest lucru necesită ca întreaga flotă să fie compatibilă cu acel modul și cu o rețea vertebrală. Totuși, ceea ce este important este accesarea datelor pentru expediere atunci când acestea ajung la un punct principal și sunt transferate la un serviciu de livrare diferit sau sunt livrate către clientul final. În aceste puncte, datele de mediu ale transportului pot fi citite folosind cititori dedicați. Ca urmare, transportul alimentelor și cazuri de utilizare similare sunt foarte potrivite pentru implementare folosind etichete activate NFC. Diferiții senzori înregistrează date la intervale regulate sau când sunt depășite pragurile; baza de date pentru fiecare călătorie este apoi descărcată atunci când eticheta este trecută printr-un gateway RF sau scanată de un cititor portabil.

În alte cazuri, senzorii de mediu pot fi fixați în depozite sau fabrici. Deși poate părea avantajoasă pentru acești senzori să folosească o conexiune RF permanentă prin Bluetooth sau Zigbee, conexiunile wireless persistente pot fi nepracticabile din cauza interferenței altor echipamente sau constrângeri de putere în acele locații. Dacă echipamentele sau locațiile depozitelor necesită verificări vizuale în plus față de preluarea datelor, utilizarea NFC pentru a accesa bazele lor de date interne poate reprezenta o soluție mai potrivită.

Fix și mobil

Suportul atât pentru detectarea mediului fixă cât și mobilă cu transmiterea datelor NFC este oferit de dispozitive precum NHS3100 NXP (în imagine, sus și dreapta). Acesta este un IC optimizat pentru monitorizarea temperaturii și înregistrarea și include o interfață NFC încorporată. Are propriul senzor de temperatură internă și acceptă conexiunea directă la o baterie unde este necesară o putere independentă.

Datorită dispozitivelor ca acestea, NFC poate completa zonele IoT în care conectivitatea constantă este imposibilă sau nedorită și pentru a ajuta activarea aplicațiilor de senzori care nu pot utiliza surse de alimentare interne.