В МТИ разработали надежные сенсоры на основе RFID-меток
Logo
Cover

Лаборатория МТИ оснастила старые RFID-метки новой функцией сенсоров. Теперь электронные наклейки, работающие на новой ультравысокой радиочастоте, могут фиксировать скачки глюкозы в организме или определять концентрацию токсичных веществ в атмосфере намного эффективнее.

91

Современные RFID-метки доступны в разных форматах, как с батареями, так и в пассивном варианте. Все они имеют крошечную антенну, которая передает сигнал считывающему устройству, и интегральную схему для хранения и обработки информации. Активные получают энергию из элемента питания, пассивные — от самого считывающего устройства.

В последнее время инженеры ищут пути превращения пассивных RFID-меток в сенсоры, способные работать продолжительное время. В основном их поиски сосредоточены вокруг антенны, то есть они пытаются сделать так, чтобы ее электрические свойства менялись в ответ на определенные внешние стимулы. В результате антенна должна отражать радиоволны обратно в считывающее устройство на другой частоте или с другой силой сигнала, чтобы показать, что сигнал был обнаружен.

Однако, как пишет MIT News, у такого способа есть недостатки. Главный — это многолучевая интерференция, когда радиоволны отражаются от множества поверхностей: стен, мебели, предметов, прежде чем попадают на антенну. Велик шанс, что из-за этого возникнут помехи и метка будет давать ложноположительный сигнал.

Инженеры МТИ пошли другим путем. Они взяли за основу обычные интегральной схемы, переключающиеся между двумя режимами питания: пассивным и полупассивным. Приспособив такой чип к антенне, они построили вокруг запоминающего устройства простую схему, позволяющую ему менять режим только при получении внешнего сигнала. Находясь в полупассивном режиме, чип посылает новый код, отличающийся от обычного. Считывающее устройство может теперь интерпретировать этот код как знак того, что сигнал получен.

В качестве демонстрации работы прототипа инженеры создали RFID-сенсор глюкозы.

Новое решение более эффективное и надежное, считают его авторы, поскольку сам акт считывания питает интегральную схему дополнительной энергией. Кроме того, повышается рабочая дистанция: вместо одного или двух метров она составляет 10 м. Это позволит снизить общее число использующихся меток.  

Иногда RFID-тегами помечают животных на фермах, но в штате Юта использовали более радикальный метод — вживили коровам под кожу датчики. По Bluetooth они передают хозяевам сведения об их маршруте, температуре тела, частоте сердцебиения, динамике движения челюстей и уровне кислорода в крови.