Szponzorált tartalom: Az NFC tovább hajtja az IoT alkalmazásokat

A tárgyak internete mögött álló technológiák intelligensebbé teszik a körülöttünk lévő világot. Számos megvalósításban az érzékelő csomópontok, amelyeket az adatok folyamatos továbbítására a felhő kiszolgálóira továbbítanak, percről percre képet adnak a környezetről, ám számos felhasználási eset van abban az esetben, ha a folyamatos csatlakoztatás vagy nem praktikus, vagy szükségtelen .

RFID

Számos olyan helyzet fordul elő, amikor a költség- vagy méretkorlátozások nem gyakorlati megvalósítást igényelnek, ha a rendszert folyamatosan működtetik akkumulátoron vagy energiatakarítón keresztül. A példa a tömeggyártásban az RFID-címke, amelyet az ellátási láncban található termékek azonosítására használnak.

Sok manapság használt termékcímke passzív eszközök, amelyek tartalmaznak antennát, RF interfészt, hálózati konvertert és memóriát, de nincs belső áramforrás. Az RFID-olvasó által generált elektromágneses mező biztosítja a címke által az üzenet visszajuttatásához szükséges energiát. Az RFID-címkék első generációi viszonylag egyszerű protokollt alkalmaztak, amely alkalmas volt az egy terméket azonosító számjegyek olvasására.

A közeli kommunikációs (NFC) protokoll bevezetése jelentősen kibővítette az RF-alapú címkék képességét. A Sony és a Philips Electronics 2002-ben kezdte meg a szabvány kidolgozását, kidolgozva egy olyan protokollt, amelyet 2003-ban az ISO és az IEC hagyott jóvá. Röviddel ezután a Nokia mobiltelefonkészülékkel együtt az NFC fórumot alakították ki, hogy elősegítsék a rövid távú alkalmazások alkalmazását. -tartományú vezeték nélküli protokoll.

A 13,56MHz frekvencián működő címkék akkor válnak aktívvá, amikor az olvasótól 10 cm-en belül helyezkednek el. Számos gyakorlati alkalmazásban az NFC-kompatibilis címke a tranzakció kezdete előtt megérinti az olvasó külső felületét. Összehasonlítva olyan protokollokkal, mint a Bluetooth, az adatátvitel viszonylag alacsony sebességgel zajlik: kb. 100 kbit / s-ról kicsit több mint 400 kbit / s-ra. Az NFC és a korábbi RFID protokollok közötti fontos különbség a gazdagabb, kétirányú, titkosítható interakciók támogatása.

Az adatátvitel hallgatókészülékről terhelésmodulációval érhető el, amely technika kihasználja az induktív kapcsolást. Egy olyan „hallgató” eszköz, mint például a címke impedanciájának változása amplitúdó vagy fázisváltozásokat okoz a szavazó eszköz antenna feszültségében. Ha teljes kétirányú kommunikációt alkalmaznak, a címke és az olvasó váltakozik a lekérdezés és a hallgatás között. Ez az üzemmód azonban energiafogyasztást igényel a címkén belül, míg az egyszerű terhelés-modulációs protokollok lehetővé teszik az akkumulátor nélküli passzív címkék használatát.

Fizetés feldolgozása

A fizetésfeldolgozás, amely az NFC egyik legfontosabb korai alkalmazása, kihasználta a titkosítási támogatást. Az NFC-kompatibilis eszköz megérintése az olvasó tetején két fontos feltételt teljesít. Az egyik egy biztonságos vezeték nélküli kapcsolat biztosítása, de az egyik elkerüli a kártya beillesztésének szükségességét az olvasóba annak érdekében, hogy a kapcsolatot egy hagyományos chip-and-PIN terminál csapjai segítségével hozzák létre. Ezenkívül azáltal, hogy elősegíti a kártya vagy telefon megérintésének gesztusát, amelyet egy olvasó, majd egy sípolás vagy világítás követ, hogy megmutassa a sikeres tranzakciót, a technika biztosítja a felhasználót abban, hogy egyedül a felelős az ügylet kezdeményezéséért.

Hasonló okokból az NFC a szállítási alkalmazások választott protokolljává vált - az utazók számára egyszerűvé vált a viteldíj fizetése, amikor felszállnak egy vonatra vagy buszra, egyszerűen megérintve egy fizetési kártyát vagy egy külön címkét az olvasó felületére.

Personal-egészségügyi

Személyes egészségügyi alkalmazásokban, amelyek gyakran titkosítási támogatást is igényelnek, az érintéses interakció biztosítja a felhasználó számára, hogy ellenőrizze az adatok átadását vagy visszakeresését, valamint kényelmet biztosítson olyan érzékelők számára, amelyeknek nincs belső áramforrása. A közelmúltban megjelent alkalmazás, amely ezt bizonyítja, egy UV-érzékelő. A L'Oreal kozmetikai társaság egy fogyasztói tanulmány és visszajelzés után felfedezte, hogy egy 2016. évben kifejlesztett és kiadott, nyújtható bőrérzékelője segített a felhasználóknak demonstrálni olyan viselkedést, amely kevésbé kockázatos volt a nap ultraibolya sugárzásának kitéve.

A 2018 elején levő Consumer Electronics Show-n a L’Oreal követte a My UV Patch-et egy olyan eszközzel, amely lehetővé teszi az UV expozíció hosszabb távú ellenőrzését. Az UV Sense volt az első akkumulátor nélküli elektronikus érzékelő, amely akár három hónapig is mérheti és tárolta az UV expozíciós adatokat. Kevesebb, mint 2 mm vastag és centiméter átmérőjű érzékelőt könnyen viselhet legfeljebb két hétig egy miniatűrön egyetlen ragasztóval felhordva.

Az akkumulátor nélküli érzékelő kihasználja az NFC-kompatibilis okostelefon által biztosított energiát, hogy adatokat továbbítson egy olyan alkalmazásra, amelyet a viselője használhat hosszú időn keresztül történő expozíciójának meghatározására. A címke kialakítása biztosítja, hogy az adatok személyesek maradjanak, és továbbítása a felhasználó ellenőrzése alatt áll. Az elem nélküli elemként a címke kicsi és figyelmen kívül hagyva.

Az egészségügyben vannak más alkalmazások az érzékelők és az NFC számára is. Az alkalmazás, amelyre az NXP Semiconductors az NHS3152-et tervezte, a terápiás betartás. Az NFC-kompatibilis NHS3152 interfészek kapcsolódnak az ellenálló szalagok hálózatához, amelyeket általában a gyógyszertabletták csíkjának fóliafelülete alatt helyeznek el. Az egyes tabletták bevételekor a készülék észleli az ellenállás hirtelen változását, amikor a fólia megtört és amikor a művelet megtörtént. A beágyazott NFC interfész segítségével rögzíti a műveletet az olvasó számára történő továbbításra. A kialakítás lehetővé teszi egy kis áramforrás használatát, és biztosítja az adatok átvitelét csak jóváhagyott olvasóval történő beolvasáskor, ami elősegíti az orvosi titoktartást.

Praktikus környezet

Az ellátási lánc és a disztribúciós alkalmazásokban a címkézés funkcionalitásának és érzékelésének kombinációja megkönnyíti az IoT megoldások telepítését olyan környezetben, ahol a hagyományos érzékelő csomópontok nem gyakorlatiak és költségesek. Az élelmiszerek szállításában alapvető követelmény a hőmérséklet és más környezeti tényezők ellenőrzése. A teherautó belsejét fel lehet szerelni olyan érzékelő csomóponttal, amely figyeli az általános szinteket, de előfordulhat, hogy ez nem szolgáltat elegendő részletességű adatot a bizonyosság biztosítása érdekében. Ezekben az alkalmazásokban fontos tényező, hogy az egyes szállítmányokat bizonyos kritikus hőmérsékletek felett vagy alatt tartsák, hogy étkezésre alkalmasak legyenek.

Annak ellenére, hogy be lehet szerelni egy érzékelő modult, amely rendszeres kapcsolatot tart fenn a felhőkiszolgálókkal, bár a teherautóra szerelt átjárón keresztül van, ez megköveteli, hogy a teljes flotta kompatibilis legyen az adott modullal és a gerinchálózattal. Fontos azonban az, hogy a szállítmány adataihoz való hozzáférés akkor érkezzen meg, amikor egy fő fordulópont elérésre kerül, és egy másik kézbesítési szolgáltatóra továbbítják, vagy a végfelhasználóhoz továbbítják. Ezen a ponton lehet a szállítmány környezeti adatait kiolvasni dedikált olvasók segítségével. Ennek eredményeként az élelmiszer-szállítás és a hasonló felhasználási esetek rendkívül alkalmasak az NFC-kompatibilis címkék felhasználásával történő megvalósításra. A különféle érzékelők rendszeres időközönként vagy a küszöbérték túllépésekor rögzítik az adatokat; akkor az egyes útvonalakhoz tartozó adatbázis letöltésre kerül, amikor a címkét egy RF átjárón továbbítják, vagy egy hordozható olvasó beolvassa.

Más esetekben a környezeti érzékelők rögzíthetők a raktárakban vagy gyárakban. Noha ezeknek az érzékelőknek előnyösnek tűnhet egy állandó RF kapcsolat használata Bluetooth vagy Zigbee kapcsolaton keresztül, a tartós vezeték nélküli kapcsolatok gyakorlatilag kivitelezhetetlenek más készülékek általi zavarok vagy az ottani áramkorlátozások miatt. Ha a felszerelés vagy a raktár helyszíne az adatfelvétel mellett szemrevételezést is igényel, az NFC használata a belső adatbázisuk eléréséhez megfelelőbb megoldást jelenthet.

Rögzített és mobil

Az NFC adatátvitelével a rögzített és a mobil környezeti érzékelés támogatását olyan eszközök biztosítják, mint például az NXP NHS3100 (a képen, felül és jobbra). Ez a hőmérséklet figyelésére és naplózására optimalizált IC, és beépített NFC interfésszel rendelkezik. Megvan a saját belső hőmérséklet-érzékelője, és támogatja az akkumulátorhoz való közvetlen csatlakoztatást, ahol független energiaellátásra van szükség.

Az ilyen eszközöknek köszönhetően az NFC kitölti azokat az IoT területeket, ahol az állandó kapcsolat nem praktikus vagy nem kívánatos, és lehetővé teszi az érzékelő alkalmazások lehetővé tételét, amelyek nem használnak belső áramforrásokat.

Ross Murgatroyd, a Farnell vezető globális termékmenedzsere