नया एकीकृत एनएफसी टैग / सेंसर उपकरण: कितनी कम लागत / कम पावर आरएफ प्रौद्योगिकी नए अनुप्रयोगों को सक्षम बनाता है

- May 09, 2018-

मधुमेह एक कमजोर बीमारी है। दुनिया में लगभग 366 मिलियन लोग हैं। इसके वर्तमान उपचार में रोगी को नियमित रक्त ग्लूकोज माप और त्वचा के पंचर के माध्यम से रक्त खींचने की आवश्यकता होती है। यह एक दर्दनाक प्रक्रिया है जो खुद को दोहराती है और रोगी के दर्द में मदद करती है।

फिर, क्या होगा यदि यह साबित करता है कि रेडियो फ्रीक्वेंसी तकनीक रक्त ड्रॉ की आवश्यकता को खत्म कर सकती है? पास फील्ड कम्युनिकेशन (एनएफसी) एक रेडियो आवृत्ति प्रोटोकॉल है जो निकट या संपर्क (10 सेमी अलग) उपकरणों के बीच डेटा का आदान-प्रदान करने के लिए उपयोग किया जाता है। स्मार्टफोन और टैबलेट पर एंड्रॉइड ऑपरेटिंग सिस्टम के समर्थन के कारण, अब इसे व्यापक रूप से अपनाया गया है।

उदाहरण के लिए, चिकित्सा उपकरण निर्माता मधुमेह रोगी की त्वचा के तहत एक लघु एनएफसी प्रकार रक्त ग्लूकोज सेंसर के तत्काल प्रत्यारोपण की संभावना का अध्ययन कर रहे हैं। एक समर्पित एप्लिकेशन के बगल में एक इम्प्लांट चलाने वाले एंड्रॉइड फोन या टैबलेट को बस किसी भी समय सेंसर को पढ़ा जा सकता है।

होस्ट डिवाइस स्वचालित रूप से रोगी के डॉक्टर को रीडिंग अपलोड कर सकता है। रोगी को नियमित रूप से पढ़ने के लिए याद दिलाने के लिए प्रोग्राम किया जा सकता है और यदि रोगी निर्धारित पठन नहीं लेता है तो चिकित्सा कर्मचारियों को याद दिलाएं।

इस एप्लिकेशन के लिए एक एनएफसी-सक्षम सेंसर आदर्श है क्योंकि:

इसे बाहरी पावर स्रोत की आवश्यकता नहीं है क्योंकि सेंसर इंटरफेस एनएफसी रीडर इनपुट से आरएफ उत्सर्जन से प्राप्त ऊर्जा पर काम करता है।

यह तेज़ और सुविधाजनक है क्योंकि सेंसर मेजबान डिवाइस पर तुरंत और स्वचालित रूप से होते हैं।

यह छोटा है

यह सस्ता है

इम्प्लांटेबल ब्लड ग्लूकोज मापन का यह उदाहरण इस नए प्रकार के एनएफसी-सक्षम सेंसर का वादा दिखाता है - लेकिन वास्तव में, इस डिवाइस प्रकार का उपयोग कई बाजार खंडों में सैकड़ों अनुप्रयोगों में किया जा सकता है।

एक एनएफसी-सक्षम सेंसर की वास्तुकला

एक एनएफसी-सक्षम सेंसर एक आरएफआईडी टैग है जिसमें एक सेंसर इंटरफ़ेस होता है (सेंसर के इनपुट सिग्नल को समायोजित और डिजिटाइज करने के लिए उपयोग किया जाता है)। अन्य आरएफआईडी टैग की तरह, इसमें एक अद्वितीय आईडी है जो उपयोगकर्ता को ऑब्जेक्ट की उत्पत्ति को सत्यापित करने की अनुमति देती है। हालांकि, यह यह भी सत्यापित कर सकता है कि विषय पर्यावरणीय परिस्थितियों से अवगत कराया गया है (चित्रा 1 देखें) या अन्य प्रकार के माप प्रदान करें, जैसे प्रत्यारोपित सेंसर के बॉयोमीट्रिक डेटा।

टैग में सेंसर द्वारा अधिग्रहित डेटा जोड़ने से संचार की मूल विधि नहीं बदली जाती है: जब टैग आरएफआईडी रीडर के पास है या समर्पित एप्लिकेशन के एनएफसी फ़ंक्शन वाला फ़ोन है, तो अद्वितीय आईडी और सेंसर डेटा पढ़ा जा सकता है।

बेशक, वायरलेस सेंसिंग को लागू करने के अन्य तरीके हैं। सेंसर को ऑब्जेक्ट से कनेक्ट करना आज आसान है और इसे स्मार्ट सेंसर और रीडर के बीच वायरलेस संचार स्थापित करने के लिए माइक्रोकंट्रोलर और आरएफ ट्रांसीवर से कनेक्ट करना आसान है।

एनएफसी-सक्षम सेंसर के साथ इस फ़ंक्शन को कार्यान्वित करना एक सरल सिस्टम डिज़ाइन प्रदान करता है और अधिक लचीली पावर प्रबंधन विधि प्रदान करता है। वास्तव में, एनएफसी अपेक्षाकृत कम डेटा दरों और शॉर्ट-रेंज अनुप्रयोगों के लिए एक बहुत ही आकर्षक तकनीक है:

एनएफसी दो उपकरणों के बीच अंतर्ज्ञानी, सरल बातचीत करता है क्योंकि उन्हें केवल एक-दूसरे को छूने की आवश्यकता होती है।

एक एनएफसी लिंक की स्थापना केवल एक छोटा सा हिस्सा की आवश्यकता होती है, जबकि अन्य प्रणालियों में आमतौर पर कुछ सेकंड लगते हैं।

एनएफसी में कम बिजली की आवश्यकता है, बहुत लंबे बैटरी जीवन का समर्थन करता है और पूरी तरह से बैटरी कम है।

एनएफसी अनुप्रयोगों की सिस्टम लागत कम है क्योंकि तकनीक वायरलेस सेंसिंग के लिए उपयोग की जाने वाली प्रतिस्पर्धी तकनीकों की तुलना में अधिक जटिल नहीं है, जैसे कि ज़िगबी या ब्लूटूथ कम ऊर्जा।

चूंकि एनएफसी निकट क्षेत्र के माध्यम से मिलकर बनता है, इसलिए इसे छिपी नहीं जा सकती और हस्तक्षेप नहीं किया जाएगा

एनएफसी सिस्टम मौजूदा बुनियादी ढांचे पर भरोसा कर सकते हैं-आमतौर पर, सिस्टम कार्यान्वयन केवल मेजबान उपकरणों के लिए अनुप्रयोग बनाने की आवश्यकता है।

पूरी तरह से निष्क्रिय (निष्क्रिय) मोड में, एनएफसी-सक्षम सेंसर आने वाले आरएफ विकिरण (पाठक से) पावर सेंसर इंटरफ़ेस और आरएफ संचरण से ऊर्जा प्राप्त करता है। अर्ध-निष्क्रिय (बैटरी-समर्थित) मोड में, एनएफसी-सक्षम सेंसर उन अनुप्रयोगों में स्वतंत्र रूप से काम कर सकते हैं जिनके लिए स्वायत्त और दीर्घकालिक निगरानी की आवश्यकता होती है। या, यह सेंसर के लिए उपयोगकर्ता द्वारा नियंत्रित ऑन-बोर्ड पावर प्रदान कर सकता है।

संवेदी मार्कर के जीवन में ऑपरेशन के दो तरीके शामिल हो सकते हैं: बैटरी समाप्त होने तक सेमी-निष्क्रिय, और फिर निष्क्रिय मोड। (डेटा गैर-अस्थिर स्मृति में संग्रहीत होता है और डिवाइस चालू नहीं होने पर आरक्षित होता है।)

पूर्ण निष्क्रिय मोड ऑपरेशन

आरएफआईडी प्रणाली के संचालन के लिए एक बुनियादी सिद्धांत यह है कि टैग सभी ऊर्जा को पाठक द्वारा उत्पादित चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता होती है। एक एनएफसी-सक्षम सेंसर में, इस कटाई की शक्ति (आमतौर पर 3.3 वी पर लगभग 4 एमए) का उपयोग बिजली सेंसर के लिए भी किया जा सकता है। यहां तक कि यदि प्राप्त ऊर्जा सेंसर के लिए अपर्याप्त है, उदाहरण के लिए, यदि टैग में एक छोटा एंटीना है, या यदि यह पाठक से लंबी दूरी है, तो संधारित्र की एक छोटी पूरक बिजली आपूर्ति माप से पहले और बाद में जोड़ा जा सकता है माप, निकालें शक्ति।

सेंसर जो पूरी तरह निष्क्रिय निष्क्रिय मोड में एनएफसी कार्यक्षमता को सक्षम करते हैं, डिजाइन इंजीनियरों को अपनी कल्पना को नई संभावनाओं के भीतर मुक्त करने की अनुमति देते हैं। टैग का जीवन चक्र सैद्धांतिक रूप से असीमित है और इसे वायर्ड कनेक्शन की आवश्यकता नहीं है। इसलिए, इन संवेदी टैग को एम्बेड किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, दीवारों और मुहरबंद उत्पादों जैसे आंतरिक संरचनाएं। यह कल्पना की जा सकती है कि बिल्डर्स पानी की आपूर्ति पाइप या अपशिष्ट जल निकासी पाइप के बगल में दीवार या मंजिल पर एक नया एनएफसी-सक्षम आर्द्रता सेंसर एम्बेड करते हैं। यह आज के लीक के शुरुआती पता लगाने में मदद करेगा जब तक कि वे गंभीर संरचनात्मक नुकसान नहीं पहुंचाते।

सेमी-निष्क्रिय मोड ऑपरेशन

अर्ध-निष्क्रिय टैग टैग और सेंसर ऑपरेशन का समर्थन करने के लिए ऑन-बोर्ड बिजली की आपूर्ति, आमतौर पर बैटरी शामिल हैं। डेटा ट्रांसमिशन पाठक द्वारा उत्सर्जित बैकस्कार्टर पावर का उपयोग करके सामान्य निष्क्रिय टैग के समान ही कार्य करता है।

उपयोगकर्ता द्वारा नियंत्रित अर्ध-निष्क्रिय संवेदी टैग अपने अधिकांश समय को आराम से बिताता है, और बैटरी से खींचा गया वर्तमान नगण्य है। सेंसर फ़ंक्शन और मापन उपयोगकर्ता द्वारा सक्रिय किए जाते हैं और आमतौर पर डिवाइस को तब उठते हैं जब आरएफ रीडर या एनएफसी डिवाइस को जगाता है।

स्वतंत्र दीर्घकालिक निगरानी अनुप्रयोगों (तथाकथित डेटा लॉगर्स) में उपयोग किए जाने वाले स्वतंत्र अर्ध-निष्क्रिय टैग बाहरी घटनाओं द्वारा सक्रिय किए जा सकते हैं या एक एकीकृत रीयल-टाइम घड़ी (आरटीसी) द्वारा ट्रिगर किए जा सकते हैं। आरटीसी या इवेंट वेक-अप का समर्थन करने के लिए इस तरह के एक आवेदन को बैटरी से लगातार 2μ की आवश्यकता होगी। एनएफसी-महसूस टैग की निगरानी के लिए यह स्थिति उन वस्तुओं पर स्थापित की जा सकती है जिन्हें परिवहन के दौरान विशेष देखभाल की आवश्यकता होती है। आपूर्ति श्रृंखला के अंत में, एक गैर-स्वीकृत शिपमेंट के दौरान अलार्म होने पर एक एनएफसी-सक्षम रीडर डिवाइस संवेदी टैग और अलर्ट की जांच करता है। इसके अलावा, सेंसर डेटा समयबद्ध मुद्रित है, विस्तृत घटना निगरानी की अनुमति देता है।

एनएफसी-सक्षम सेंसर की छवि

नया एकीकृत एनएफसी टैग / सेंसर उपकरण: कितनी कम लागत / कम पावर आरएफ प्रौद्योगिकी नए अनुप्रयोगों को सक्षम बनाता है

चित्र 1: एक एनएफसी-सक्षम सेंसर ऑब्जेक्ट की स्थिति और इसकी अनूठी आईडी पर नजर रखता है।

एनएफसी-जागरूक कार्यान्वयन सक्षम करें

इसलिए, एनएफसी-आधारित संवेदन अनुप्रयोगों में ऊर्जा कटाई क्षमताओं, सेंसर इंटरफेस, पावर मैनेजमेंट सर्किटरी, और रीयल-टाइम घड़ियों (आरटीसी) की आवश्यकता होती है। ये विशेषताएं अब एएमएस से महसूस की गई sl13a एनएफसी ट्रांसपोंडर एमसीयू पर उपलब्ध हैं (चित्र 2 देखें)। चिप एनएफसी-वी (आईएसओ 15693) मानक का अनुपालन करता है और ऑन-बोर्ड तापमान सेंसर को एकीकृत करता है।

संवेदी टैग पूरी तरह से निष्क्रिय और अर्ध-निष्क्रिय मोड में काम करते हैं; जब ऑन-चिप आरटीसी की आवश्यकता होती है, तो बैटरी का उपयोग स्वायत्त डेटा लॉगिंग का समर्थन करने के लिए किया जाता है। निष्क्रिय मोड में, पाठक या एनएफसी-सक्षम हैंडसेट टाइम स्टैंप को प्रतिस्थापित करता है, जबकि सेंसर ऑपरेशन का समर्थन करने वाली ऊर्जा पाठक के क्षेत्र से प्राप्त की जाती है।

रिकॉर्ड किए गए सेंसर डेटा ऑन-चिप ईईपीरोम में संग्रहीत किया जाता है और डेटा मैनिपुलेशन और अनधिकृत उपयोग को रोकने के लिए पासवर्ड सुरक्षित होता है।

Sla13a एनएफसी ब्लॉक आरेख एएमएस से सेंसर बनाता है

नया एकीकृत एनएफसी टैग / सेंसर उपकरण: कितनी कम लागत / कम पावर आरएफ प्रौद्योगिकी नए अनुप्रयोगों को सक्षम बनाता है

चित्रा 2: एएमएस से एनएफसी-सक्षम sl13a ब्लॉक आरेख सेंसर।

Sl13a वायरलेस डेटा ट्रांसमिशन के लिए अनुप्रयोगों और सेंसर डेटा अधिग्रहण आवश्यकताओं की एक विस्तृत श्रृंखला का समर्थन कर सकता है। इन उपायों में शामिल हैं:

शेल्फ जीवन की एक अनुस्मारक है - माल की परिवहन और भंडारण की शर्तों के तहत आपूर्ति श्रृंखला, साथ ही पर्यावरणीय परिस्थितियों की निगरानी और sl13a पर दर्ज की जा सकती है। खाद्य पदार्थ, पेय पदार्थ और दवाओं जैसे विनाशकारी सामान तापमान-निर्भर रासायनिक प्रतिक्रियाओं के अधीन हैं, जो उनके शेल्फ जीवन को निर्धारित करते हैं। कुछ संवेदी टैगों में गतिशील रूप से शेल्फ जीवन की गणना करने और देय तिथि पर अलर्ट प्रदान करने के लिए एल्गोरिदम शामिल हैं।

बिल्डिंग मॉनिटरिंग - एक sl13a और उचित एम्बेडेड सेंसर आर्किटेक्चर जैसे अंदरूनी इमारतों, पुलों और viaducts रिकॉर्डिंग स्थितियों में तापमान, आर्द्रता, दबाव, कंपन, और डेटा हस्तांतरण एक एनएफसी पाठक ट्रिगर। दवा - दवा और ब्लिस्टर पैक के साथ एकीकृत संवेदी लेबल गोलियों की खपत रिकॉर्ड और टाइम-स्टैम्प कर सकता है। यह चिकित्सकीय कर्मचारियों को यह निगरानी करने की अनुमति देता है कि क्या रोगियों ने अपने नुस्खे का पालन किया है या नहीं।

प्रक्रिया नियंत्रण - फैक्ट्री स्वचालन में, संवेदी टैग प्रक्रिया के हर चरण में प्रक्रिया और इसकी गुणवत्ता को नियंत्रित कर सकते हैं। यह तैयार उत्पाद की अंतिम गुणवत्ता आश्वासन से अधिक प्रभावी है।

रिमोट मीटरींग - डब्ल्यूएलएएन, जीएसएम, दूरस्थ स्थानों में ऑब्जेक्ट्स या वातावरण की विस्तारित ट्रैकिंग और निगरानी जैसे उपकरणों से वायरलेस कनेक्टिविटी को एकीकृत करने के लिए एस 13 ए संवेदी टैग का उपयोग करने की क्षमता।

एक परिपक्व संचार प्रोटोकॉल को कार्यान्वित करना जो सटीक और सटीक सेंसर इंटरफेस प्रदान करता है, sl13a एक ही डिवाइस में एकाधिक इलेक्ट्रॉनिक कार्यों को एकीकृत करने के लिए नई संभावनाओं को प्रदर्शित करता है। हालांकि, इस लचीली डिवाइस का व्यापक उपयोग अभी तक नहीं मिला है - सिस्टम डिजाइनर की कल्पना इस नए संवेदी आरएफआईडी टैग के संभावित उपयोग के लिए सबसे अच्छा मार्गदर्शन प्रदान करेगी।