Sponsorlu İçerik: NFC IoT uygulamalarını daha uzağa itiyor

Sponsored Content: NFC pushes IoT applications further afield

Nesnelerin interneti arkasındaki teknolojiler (IoT) çevremizdeki dünyayı daha akıllı hale getiriyor. Birçok uygulamada, verileri buluttaki sunuculara sürekli olarak aktarmak için yüklenen sensör düğümleri dakika dakika bazında ortamın bir görünümünü sağlar, ancak sürekli bağlantının pratik olmadığı veya gereksiz olduğu birçok kullanım durumu vardır .

RFID

Maliyet veya boyut sınırlamalarının, sistemin sürekli olarak bir pil veya enerji toplayıcısı ile çalıştırılmasının pratik olmadığı anlamına geldiği sayısız durum vardır. Şimdi seri üretime bir örnek, bir tedarik zincirindeki ürünleri tanımlamak için kullanılan RFID etiketidir.

Günümüzde kullanılan birçok ürün etiketi, anten, RF arabirimi, güç dönüştürücü ve bellek içeren ancak dahili güç kaynağı olmayan pasif cihazlardır. RFID okuyucu tarafından üretilen elektromanyetik alan, etiketin geri mesaj göndermek için ihtiyaç duyduğu enerjiyi sağlar. RFID etiketinin ilk nesillerinde, tek bir ürünü tanımlayan bir dizi rakamı okumak için uygun olan nispeten basit bir protokol kullanıldı.

Yakın alan iletişimi (NFC) protokolünün tanıtımı, RF destekli etiketlerin kapasitesini büyük ölçüde artırdı. Sony ve Philips Electronics, 2002 yılında standart üzerinde çalışmaya başladı ve 2003 yılında ISO ve IEC tarafından standart olarak onaylanan bir protokol geliştirdi. Kısa bir süre sonra, cep telefonu üreticisi Nokia ile birlikte kısa süreli uygulamaların tanıtımını yapmak için NFC Forumunu kurdu. aralıklı kablosuz protokol.

13.56MHz frekansında çalışan etiketler, bir okuyucunun 10 cm yakınında olduğunda etkin hale gelir. Birçok pratik uygulamada, NFC özellikli etiket işlem başlamadan önce okuyucunun dış yüzeyine dokunur. Bluetooth gibi protokollerle karşılaştırıldığında, veri aktarımı nispeten düşük bir hızda gerçekleşir: yaklaşık 100kbit / s'den 400kbit / s'den biraz daha fazla. NFC ve önceki RFID protokolleri arasındaki önemli bir ayrım, şifrelenebilen daha zengin iki yönlü etkileşimleri desteklemektir.

Bir dinleme cihazından veri iletimi, endüktif kuplajdan yararlanan bir teknik olan yük modülasyonu kullanılarak elde edilebilir. Etiket gibi bir "dinleme" cihazının empedansındaki bir değişiklik, yoklama cihazının anten voltajında genlik veya faz değişikliklerine neden olur. Tam çift yönlü iletişim kullanıldığında, etiket ve okuyucu yoklama ve dinleme arasında değişir. Bununla birlikte, bu mod etiketin içinde bir güç kaynağı gerektirirken, basit yük modülasyon protokolleri pilsiz pasif etiketlerle kullanıma izin verir.

Odeme yapiliyor

NFC'nin temel uygulamalarından biri olan ödeme işleme, şifreleme desteğinden yararlandı. NFC özellikli bir cihaza okuyucunun üstünde dokunmak iki önemli koşulu karşılar. Birincisi, güvenli bir kablosuz bağlantı sağlamaktır, ancak geleneksel bir çip ve PIN terminalinin pimlerini kullanarak bağlantı yapmak için bir okuyucuya kart takma ihtiyacını ortadan kaldıran bir bağlantıdır. Buna ek olarak, başarılı bir işlem göstermek için okuyucuya bir kart veya telefona dokunma ve ardından bir bip veya ışık dokunma hareketini teşvik ederek, teknik kullanıcıya işlemi başlatmaktan tek başına sorumlu olduklarına dair güven verir.

Benzer nedenlerle, NFC, ulaşım uygulamaları için tercih edilen protokol haline geldi - gezginlere, bir okuyucunun yüzeyindeki bir ödeme kartına veya özel bir etikete dokunarak tren veya otobüse bindiklerinde ücreti kolayca ödeyebilmelerini sağlıyor.

Kişisel sağlık

Sıklıkla şifreleme desteği gerektirecek kişisel sağlık uygulamalarında, dokunma etkileşimi kullanıcıya verinin ne zaman teslim edildiğini veya alınacağını kontrol etmesini ve dahili güç kaynağı olmayan sensörleri kullanabilmeyi kolaylaştırır. Son zamanlarda ortaya çıkan ve bunu gösteren bir uygulama bir UV sensörüdür. Kozmetik şirketi L’Oreal, bir tüketici araştırması ve 2016'da geliştirdiği ve piyasaya sürdüğü gerilebilir bir cilt sensörünün, kullanıcıların güneşin UV ışınlarına daha az riskli maruz kalmaya yol açan davranışları göstermesine yardımcı olduğunu keşfetti.

2018'in başındaki Tüketici Elektroniği Fuarı'nda L’Oreal, UV maruziyetini daha uzun süreli izlemeye izin vermeyi amaçlayan bir cihazla UV Yamamı takip etti. UV Sense, UV maruziyet verilerini üç aya kadar ölçen ve saklayan ilk pilsiz elektronik sensördür. 2 mm'den daha az kalınlıkta ve bir santimetreden daha küçük çapta, sensör tek bir yapıştırıcı uygulamasıyla bir küçük resim üzerinde iki haftaya kadar süreler boyunca kolayca takılabilir.

Pilsiz sensör, kullanıcının uzun süre maruz kalmasını belirlemek için kullanıcının kullanabileceği bir uygulamaya veri aktarmak için NFC özellikli bir akıllı telefon tarafından sağlanan güçten yararlanır. Etiketin tasarımı, verilerin kişisel kalmasını ve aktarımının kullanıcının kontrolü altında olmasını sağlar. Pilsiz tasarım olarak, etiket küçük ve göze batmayan bir şekilde saklanır.

Sağlık hizmetlerinde sensörler ve NFC için başka uygulamalar da vardır. NXP Yarı İletkenlerinin NHS3152'yi tasarladığı bir uygulama, tedaviye uyumdur. NFC özellikli NHS3152, tipik olarak, bir tıbbi hap şeridinin folyo yüzeyinin altına yerleştirilen dirençli şeritler ağına arayüz oluşturur. Her hap alındıkça, cihaz folyo kırıldığında ve eylem gerçekleştiğinde dirençteki ani değişikliği not eder. Gömülü NFC arabirimini kullanarak bir okuyucuya aktarılmaya hazır eylemi kaydeder. Tasarım, küçük bir güç kaynağı ile çalışmaya izin verir ve verilerin yalnızca tıbbi gizliliğin korunmasına yardımcı olan onaylı bir okuyucu ile tarandığında aktarılmasını sağlar.

Pratik olmayan ortamlar

Tedarik zinciri ve dağıtım uygulamalarında, etiket işlevselliği ve algılama kombinasyonu, IoT çözümlerinin geleneksel sensör düğümlerinin pratik ve pahalı olacağı ortamlara dağıtımını kolaylaştırır. Gıda taşımacılığında sıcaklık ve diğer çevresel faktörlerin kontrol edilmesi için temel bir gerekliliktir. Bir kamyonun iç kısmına, bir sensör düğümü genel seviyeleri izleyebilir, ancak bu, güvence sağlamak için yeterli bir ayrıntı düzeyinde veri sağlamayabilir. Bu uygulamalardaki önemli faktör, bireysel bir sevkıyatın yemeğe uygun olduğu beyan edilecek belirli kritik sıcaklıkların üstünde veya altında tutulmasıdır.

Kamyona takılı bir ağ geçidi üzerinden bulut sunucularıyla düzenli teması sağlayan bir sensör modülünün takılması mümkün olsa da, bu tüm filonun bu modülle ve bir omurga ağıyla uyumlu hale getirilmesini gerektirir. Bununla birlikte önemli olan, konsinye verilere büyük bir ara noktaya ulaştığında ve farklı bir teslimat servisine aktarıldığında veya son müşteriye teslim edildiğinde erişilmesidir. Bu noktalarda, sevkıyatın çevresel verileri özel okuyucular kullanılarak okunabilir. Sonuç olarak, gıda taşıma ve benzeri kullanım durumları, NFC özellikli etiketler kullanılarak uygulamaya çok uygundur. Çeşitli sensörler verileri düzenli aralıklarla veya eşikler aşıldığında kaydeder; etiket bir RF ağ geçidinden geçirildiğinde veya taşınabilir bir okuyucu tarafından tarandığında her yolculuk için veritabanı indirilir.

Diğer durumlarda, çevre sensörleri depolarda veya fabrikalarda sabitlenebilir. Bu sensörlerin Bluetooth veya Zigbee aracılığıyla kalıcı bir RF bağlantısı kullanması avantajlı görünse de, kalıcı kablosuz bağlantılar, diğer cihazlardan gelen parazit veya bu konumlardaki güç kısıtlamaları nedeniyle pratik olmayabilir. Ekipman veya depo konumları, veri toplama işlemlerine ek olarak görsel kontroller gerektiriyorsa, dahili veritabanlarına erişmek için NFC kullanımı daha uygun bir çözümü temsil edebilir.

Sabit ve mobil

NFC veri iletimi ile hem sabit hem de mobil ortam algılama desteği, NXP'nin NHS3100 (resimde, üstte ve sağda) gibi cihazlar tarafından sağlanır. Bu, sıcaklık izleme ve günlük kaydı için optimize edilmiş bir IC'dir ve gömülü bir NFC arabirimi içerir. Kendi iç sıcaklık algılamasına sahiptir ve bağımsız gücün gerekli olduğu bir pile doğrudan bağlantıyı destekler.

Bu gibi cihazlar sayesinde NFC, IoT'nin sürekli bağlantının pratik olmadığı veya istenmeyen olduğu alanları doldurabilir ve dahili güç kaynaklarını kullanamayan sensör uygulamalarının etkinleştirilmesine yardımcı olabilir.