Sponsorētais saturs: NFC novirza IoT lietojumprogrammas tālāk

Sponsored Content: NFC pushes IoT applications further afield

Lietas interneta (IoT) tehnoloģijas padara apkārtējo pasauli viedāku. Daudzās implementācijās sensoru mezgli, kas ir uzstādīti, lai pastāvīgi pārsūtītu datus uz mākonī esošajiem serveriem, sniegs vides skatu minūtē-minūtē, taču ir daudz gadījumu, kad nepārtraukta savienojamība ir nepraktiska vai nevajadzīga. .

RFID

Ir daudz situāciju, kad izmaksu vai lieluma ierobežojumi nozīmē, ka nepraktiski ir nepārtraukti darbināt sistēmu ar akumulatora vai enerģijas savācēja palīdzību. Tagad piemērs masveida ražošanā ir RFID birka, ko izmanto produktu identificēšanai piegādes ķēdē.

Daudzi šodien izmantotie produktu tagi ir pasīvas ierīces, kurās ir antena, RF interfeiss, strāvas pārveidotājs un atmiņa, bet nav iekšēja enerģijas avota. RFID lasītāja radītais elektromagnētiskais lauks nodrošina nepieciešamo enerģiju birkai, lai nosūtītu ziņojumu atpakaļ. Pirmās RFID tagu paaudzes izmantoja samērā vienkāršu protokolu, kas bija piemērots ciparu virknes nolasīšanai, kas identificē vienu produktu.

Tuvā lauka sakaru (NFC) protokola ieviešana ievērojami paplašināja ar RF darbināmu tagu iespējas. Sony un Philips Electronics sāka darbu pie standarta 2002. gadā, izstrādājot protokolu, kuru 2003. gadā apstiprināja par standartu ISO un IEC. Neilgi pēc tam, kopā ar mobilo telefonu ražotāju Nokia, uzņēmumi izveidoja NFC forumu, lai reklamētu īsās lietojumprogrammas. -kārtīgs bezvadu protokols.

Darbojoties ar frekvenci 13,56MHz, tagi kļūst aktīvi, kad tie atrodas 10 cm attālumā no lasītāja. Daudzās praktiskās lietojumprogrammās tags ar NFC iespējots lasītāja ārējai virsmai pirms darījuma sākšanas. Salīdzinājumā ar tādiem protokoliem kā Bluetooth, datu pārsūtīšana notiek ar salīdzinoši zemu ātrumu: no aptuveni 100kbit / s līdz nedaudz vairāk kā 400kbit / s. Svarīga atšķirība starp NFC un agrākiem RFID protokoliem ir bagātīgākas divvirzienu mijiedarbības atbalsts, ko var šifrēt.

Datu pārraidi no klausīšanās ierīces var panākt, izmantojot slodzes modulāciju - metodi, kas izmanto induktīvās savienošanas priekšrocības. “Klausīšanās” ierīces, piemēram, birkas, pretestības izmaiņas rada vēlētāja ierīces antenas sprieguma amplitūdas vai fāzes izmaiņas. Ja tiek izmantota pilnīga divvirzienu komunikācija, tags un lasītājs pāriet no aptaujas un klausīšanās. Tomēr šajā režīmā marķējumā ir nepieciešams enerģijas avots, turpretī vienkāršie slodzes modulācijas protokoli ļauj tos izmantot ar pasīviem tagiem, kuru akumulators ir mazāks.

Maksājumu noformēšana

Maksājumu apstrādē, kas ir viens no galvenajiem NFC agrīnajiem lietojumiem, tika izmantots šifrēšanas atbalsts. Pieskaroties ierīcei, kas iespējota ar NFC, lasītājam tiek izpildīti divi svarīgi nosacījumi. Viens ir nodrošināt drošu bezvadu savienojumu, taču tas neļauj ievietot karti lasītājā, lai izveidotu savienojumu, izmantojot tradicionālās mikroshēmas un PIN spailes. Turklāt, reklamējot žestu, ka lasītājam jāpieskaras kartei vai tālrunim, kam seko pīkstiens vai gaismas signāls, lai parādītu veiksmīgu darījumu, šī metode sniedz lietotājam pārliecību, ka tikai viņš pats ir atbildīgs par darījuma sākšanu.

Līdzīgu iemeslu dēļ NFC ir kļuvis par transporta līdzekļu izvēles protokolu - nodrošinot ceļotājiem vieglu iespēju samaksāt braukšanas maksu, iekāpjot vilcienā vai autobusā, vienkārši pieskaroties norēķinu kartei vai speciālai birkai uz lasītāja virsmas.

Personīgā veselība

Personīgās veselības lietojumprogrammās, kurās bieži vien tiek prasīts arī šifrēšanas atbalsts, pieskārienu mijiedarbība nodrošina lietotājam iespēju kontrolēt, kad dati tiek piegādāti vai izgūti, kā arī ērtības, kas rodas, izmantojot sensorus, kuriem nav iekšēja enerģijas avota. Nesen parādījusies lietojumprogramma, kas to parāda, ir UV sensors. Kosmētikas uzņēmums L’Oreal pēc patērētāju pētījuma un atsauksmēm atklāja, ka elastīgais ādas sensors, kuru tā izstrādāja un izlaida 2016. gadā, lietotājiem bija palīdzējis parādīt uzvedību, kuras rezultātā saules UV staru iedarbība bija mazāk riskanta.

Patērētāju elektronikas izstādē 2018. gada sākumā L’Oreal sekoja My UV Patch ar ierīci, kas paredzēta ilgtermiņa ultravioletā starojuma uzraudzībai. UV Sense bija pirmie elektroniskie sensori bez akumulatoriem, kas mērīja un glabāja datus par UV iedarbību līdz trim mēnešiem. Sensors, kura biezums ir mazāks par 2 mm, un diametrs ir mazāks par centimetru, to var viegli nēsāt uz sīktēlu līdz divām nedēļām ar vienu līmes uzklāšanu.

Sensors bez akumulatora izmanto enerģijas daudzumu, ko nodrošina viedtālrunis, kas nodrošina NFC, lai pārsūtītu datus uz lietotni, kuru lietotājs var izmantot, lai noteiktu viņu ekspozīciju ilgā laika posmā. Marķējuma dizains nodrošina, ka dati paliek personīgi, un to pārsūtīšanu kontrolē lietotājs. Tā kā dizains ir vajadzīgs bez akumulatora, tags ir mazs un neuzkrītošs.

Veselības aprūpē ir arī citi sensoru un NFC lietojumi. Lietojumprogramma, kurai NXP Semiconductors izstrādāja NHS3152, ir terapijas ievērošana. NFC3152, ar NFC iespējots interfeiss ar pretestības joslu tīklu, kas parasti atrodas zem zāļu tablešu sloksnes folijas virsmas. Kad katra tablete tiek lietota, ierīce atzīmē pēkšņas pretestības izmaiņas, kad folija ir salauzta un kad darbība ir notikusi. Tas reģistrē darbību, kas ir gatava pārsūtīšanai lasītājam, izmantojot savu iegulto NFC saskarni. Dizains ļauj darboties ar nelielu enerģijas avotu un nodrošina datu pārsūtīšanu tikai tad, kad tos skenē ar apstiprinātu lasītāju, kas palīdz saglabāt medicīnisko konfidencialitāti.

Nepraktiska vide

Piegādes ķēdes un izplatīšanas lietojumprogrammās tagu funkcionalitātes un sensoru kombinācija atvieglo IoT risinājumu ieviešanu vidēs, kur parastie sensoru mezgli būtu nepraktiski un dārgi. Pārtikas pārvadājumos galvenā prasība ir temperatūras un citu vides faktoru kontrole. Kravas automašīnas iekšpusē var būt uzstādīts sensora mezgls, kas uzrauga kopējo līmeni, taču tas var nesniegt datus pietiekami detalizētā līmenī, lai sniegtu pārliecību. Svarīgs faktors šajos pielietojumos ir tas, ka atsevišķs sūtījums tiek turēts virs vai zem noteiktas kritiskās temperatūras, lai to pasludinātu par derīgu lietošanai.

Lai gan ir iespējams uzstādīt sensoru moduli, kas uztur regulāru kontaktu ar mākoņa serveriem, kaut arī kravas automašīnā ir uzstādīti vārti, tas prasa, lai viss autoparks būtu saderīgs ar šo moduli un ar mugurkaula tīklu. Svarīgi tomēr ir piekļūt sūtījuma datiem, kad tas sasniedz galveno ceļa punktu un tiek pārsūtīts uz citu piegādes pakalpojumu vai tiek piegādāts gala klientam. Tieši šajos punktos sūtījuma vides datus var nolasīt, izmantojot īpašus lasītājus. Tā rezultātā pārtikas transportēšana un līdzīgi lietošanas gadījumi ir ļoti piemēroti ieviešanai, izmantojot tagus, kas nodrošina NFC. Dažādie sensori reģistrē datus ar regulāriem intervāliem vai tad, kad tiek pārsniegti sliekšņi; tad katra ceļojuma datu bāze tiek lejupielādēta, kad tags tiek izlaists caur RF vārteju vai skenēts ar pārnēsājamu lasītāju.

Citos gadījumos vides sensorus var nostiprināt savās vietās noliktavās vai rūpnīcās. Lai arī šiem sensoriem var šķist izdevīgi izmantot pastāvīgu RF savienojumu, izmantojot Bluetooth vai Zigbee, pastāvīgi bezvadu savienojumi var būt nepraktiski citu iekārtu traucējumu vai strāvas ierobežojumu dēļ šajās vietās. Ja aprīkojumam vai noliktavas atrašanās vietai papildus datu atlasei ir vajadzīgas arī vizuālas pārbaudes, NFC izmantošana, lai piekļūtu viņu iekšējām datu bāzēm, var būt piemērotāks risinājums.

Fiksēts un mobilais

Atbalstu gan fiksētajai, gan mobilajai vides uztveršanai ar NFC datu pārraidi nodrošina tādas ierīces kā NXP NHS3100 (attēlā, augšā un labajā pusē). Šī ir IC, kas optimizēta temperatūras uzraudzībai un reģistrēšanai, un tajā ir iestrādāts NFC interfeiss. Tam ir sava iekšējās temperatūras noteikšana, un tas atbalsta tiešu savienojumu ar akumulatoru, kur nepieciešama neatkarīga enerģija.

Pateicoties tādām ierīcēm kā NFC, var aizpildīt IoT jomas, kurās pastāvīga savienojamība nav nepraktiska vai nevēlama, un palīdzēt iespējot sensoru lietojumprogrammas, kuras nevar izmantot iekšējos enerģijas avotus.