RFID ja etäanturit sovelluksia ja uutta teknologiaa Kaarle Jaakkola 13.4.2011 VTT Technical Research Centre of Finland
2 RFID massasovellukset UHF-passiivi HF-passiivi NFC MMID erikoissovellukset Anturi-RFID Haastavat ympäristöt Semipassiivi (BAP)
3 RFID-tageja erikoissovelluksiin RFID-ratkaisuja voidaan räätälöidä erilaisiin sovelluksiin ja toimintaympäristöihin: Optimaalinen toiminta vaikeissa olosuhteissa Edullinen valmistustekniikka Uusia ominaisuuksia: monitaajuustoiminta, turvaominaisuudet, biohajoavuus, miniatyrisointi jne.
4 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 Lisäarvoa tuotteisiin integroiduilla RFID-tageilla Käyttö läpi tuotteen eliniän: tuotetieto, logistiikka, asiakaspalvelu, takuu, kierrätys... Varkauksien torjunta Aitoustodistus
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
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
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
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
9 Moniprotokolla-anturitagi
10 Kehitettyjä etäantureita 25.4 ºC
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.
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)
13 MMID-sovelluksia Ajoneuvotutkaan integroitu ID MMID-lukija ja -tagi MMID-lukija ja -tagi Lokalisoitu ID ja mittaus Nopea datan lataus, esim. video MMID -lukija MMID reader MMID-tagi massamuistilla MMID-tagi anturilla
14 VTT creates business from technology