バッテリーレスUHFRFIDデバイスは、よりスリムな産業用IoTを約束します

IoTアプリケーションの劇的な拡大により、IoTデバイスに電力を供給するバッテリーに関連するいくつかの問題がすでに発生しています。

Prudourの研究者による2020年のレポートによると、消費者と産業のIoT市場の合計は2025年までに11.1兆米ドルに達すると予想されています。 IoTアプリケーションの劇的な拡大は、持続可能性と環境保護の観点からだけでなく、予測性とコストの観点からも、IoTデバイスに電力を供給するバッテリーに関連するいくつかの問題をすでに提起しています。したがって、インダストリー4.0の開発者は、バッテリーレスソリューションの実現を目指しています。そこで、RAIN RFIDAllianceに採用されているアプローチのようなUHFRFIDテクノロジーが登場します。

RAINは、BluetoothSIGやWi-FiAllianceによく似た業界の同盟であると同時に、テクノロジーでもあります。アライアンスのウェブサイトで説明されているように、頭字語RAIN（RADio-frequency IdentificatioNの略）は、「RFIDベースのデータをインターネット経由で保存、管理、共有できるUHFRFIDとクラウド間のリンクを表すことを目的としています。 RAIN RFIDソリューションは、リーダーを使用してタグ付きアイテムの読み取りと書き込み、データの管理、およびアクションの実行を行います。」アライアンスのメンバーシップは、パッシブUHFRFIDに関心のあるすべての組織に開かれています。

今日の製造システムは、RFIDタグに保存されているデータを使用して、より柔軟で効率的なカスタマイズされた製品を実現しています。工場フロアでのRFIDテクノロジーの適用は、はるかに高いレベルの自動化と標準化をもたらし、現代のサプライチェーンの「リーン」プロセスに大きく貢献しています。アクティブタグやバーコードなどの確立された識別技術と比較して、パッシブRFIDタグは独自の電源を必要とせず、動作するために見通し線を必要としません。

これは新しいテクノロジーであるため、パッシブRFIDチップをRAINRFIDに必要なスマートセンシングデバイスに変えるソリューションを提供できる利害関係者は今日ほとんどいません。これらのICファミリは、追加のコンポーネントを必要とせずに、温度、湿度、動き、周囲光、電気的導通、材料の可鍛性などのパラメータを完全に受動的に測定でき、取得したデータを5〜10メートルの範囲で従来のRAINRFIDリーダーに送信できます。 。

特別なHW / SWは必要ありません

チップからリーダーへのデータ転送には数ミリ秒しかかからず、現在のEPCGen2プロトコルに完全に準拠しています。ユーザーにとっての利点は、測定値を取得して処理するために特別なハードウェアやソフトウェアが必要ないことです。現在市場に出回っているリーダーは、チップからデータをキャプチャして解釈し、それをより高いレベルのシステムに転送することができます。たとえば、チップに基づくタグをロジスティクスアプリケーションに統合する場合、資産IDとEPC番号をセンサーデータと一緒にキャプチャできます。

インレイは、柔軟なラベルからハードタグまで、さまざまなトランスポンダー形式に変換できます。センサーICが統合されたQFNなどの従来のパッケージバージョンは、過酷な環境での使用にも適しています。

インダストリー4.0で使用されている通信技術の比較（出典：Asygn）

予知保全アプリケーション

バッテリーフリーRFIDセンサーの世界市場は、バッテリーフリー技術の進歩と研究開発活動の重要性のおかげで、年複利成長率13.3％で拡大し、2030年には2,099百万米ドルに達すると予想されています。 Prudourによると。

センサーICは、ひずみゲージに基づく従来のセンサーソリューションが以前から必要だった、または単に適切なソリューションがなかったパイプの歪みの検出など、多くの産業ケースですでに使用されています。

通常、標準のひずみゲージでは、データをPCに転送または提供するために、信号調整回路、アナログ-デジタルコンバータ、および通信デバイスが必要です。これで、必要なすべてのコンポーネントを1つのチップに組み合わせることができ、UHFRFIDを介した通信が可能になります。バッテリーも外部センサーも必要ありません。

幅広い一般的な使用例は予知保全です。これにより、摩耗や故障を予測し、保守技術者が重要な問題に集中し、予測モデルを構築するために大量のデータを生成できるようになります。橋や大きな建物などの金属製上部構造は、このような技術の優れた候補です。乗組員は、ペナルティが発生したり、費用のかかる修理が必要になったり、最悪の場合、怪我をしたりするような壊滅的な障害が発生する前に、修理に参加することができます。製造時にコンクリートブロックにフリーパワーセンサーを組み込むと、温度や湿度などの重要なパラメータにリアルタイムでアクセスできるようになり、建築業者、建築管理者、建築ユーザーが時間の経過とともに構造を監視できるようになり、安心感が得られます。それらの利害関係者。

重工業機器メーカーは、水力または風力発電アプリケーションでのタービンブレードの過熱の検出などのアプリケーションにもこのテクノロジーを使用することに熱心です。圧力センサーは、爆発や火災を防ぐために工業用ガスボンベにも使用できます。さらに別の新たな事例は、たとえば、タイヤに埋め込まれた圧力センサーを介して車両の重量や負荷を測定できるようにするために、エラストマーにチップを組み込むことです。

フリーパワーセンサーをコンクリートに埋め込むと、重要なパラメータにリアルタイムでアクセスできるようになり、構造を長期にわたって監視できるようになります。 （出典：Asygn）

産業用アプリケーションを超えて、開発者は農業とヘルスケアのユースケースをターゲットにしています。リーダーが組み込まれたドローンは、温室やオープンフィールドの温度、湿度、光の状態を監視できます。耳札を付けた家畜は野外で追跡でき、体温を監視して病気を検出することができます。また、RFIDセンサーを補綴物に組み込むことで、ひずみや温度のずれによって誤動作が明らかになり、技術者は問題が発生する前に欠陥のある補綴物を修理または交換することで患者を支援できます。

業界はすでにIoTを完全に受け入れています。現在の課題は、インダストリー4.0ソリューションをよりスリムで効率的にして、ROIを最大化することであり、バッテリー不要のUHFRFIDテクノロジーが道を示しています。

—FrédéricMaricourtはAsygnのセールスディレクターです。

>>この記事は、もともと姉妹サイトEEで公開されました。タイムズヨーロッパ。