RFID: Mere end identifikation - RFID fra et forskningsperspektiv Rasmus Krigslund, Petar Popovski and Gert F. Pedersen Department of Antennas, Propagation and Radio Networking Aalborg Universitet 16. marts, 2011 ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 1 / 21
Indhold Hvem er jeg RFID anno 2022 Trådløse sensorer Sensor tag Sensor eksempler Orientering Tag blokering Opsummering Referencer ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 2 / 21
Hvem er jeg? Hvem er jeg PhD studerende ved Aalborg Universitet siden 2009 Fokus på RFID lokalisering og sensorer Vejledere: Petar Popovski & Gert F. Pedersen Baggrund: 2009: M.Sc. i Trådløs Kommunikation 2007: B.Sc. i Kommunikations Systemer Erfaring: Design og analyse af RFID Systemer Relæ netværk og Kooperative netværk Design af kommunikations protokoller ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 3 / 21
RFID anno 2022 ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 4 / 21
RFID frem mod 2022 RFID anno 2022 10 12 10 10 T=867E8 BRIDGE rapport: [1] Massiv stigning i antal tags 10 8 T=144E6 R=626.85E4 Flere readere per lokation 10 6 : 10 4 R=7.63E3 L=453E3 Flere enheder tagges 10 2 L=2.75E3 Tags Locations Readers RFID anvendes i samme applikationer som i dag 2007 2012 2017 2022 ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 5 / 21
Trådløse sensorer Sensor tag Sensor eksempler ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 6 / 21
Trådløse sensorer Trådløse sensorer Sensor tag Sensor eksempler Generelle krav: Lille formfaktor Alternativ energikilde Energieffektiv Rollen for RFID Mindske idle-tid Implementere kommunikationsinterface Sensor i sig selv ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 7 / 21
Passive RFID tags som sensorer Trådløse sensorer Sensor tag Sensor eksempler Taggen er i mange tilfælde for simpel til at være sensor Sensor opgaven implementeres af miljøets påvirkning af taggen Opgaven bliver derfor: Designe egnet tag antenne Nøjes med hvad der kan aflæses ved brug af kommercielle tags Note: Energy Harvesting kan give mulighed for mere processering på selve taggen ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 8 / 21
Sensor eksempler Trådløse sensorer Sensor tag Sensor eksempler Fugtighedsmåler: [2] Label m. 2 tags: 1 reference tag + 1 tag indstøbt i fugtabsorberende materiale ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 9 / 21
Sensor eksempler Trådløse sensorer Sensor tag Sensor eksempler Fugtighedsmåler: [2] Label m. 2 tags: 1 reference tag + 1 tag indstøbt i fugtabsorberende materiale Bevægelses sensor: [3] Standard RFID chip med specialbygget antenne samt passiv bevægelses sensor. ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 9 / 21
Sensor eksempler fra MIT Trådløse sensorer Sensor tag Sensor eksempler Forskydningssensor: [4] Objektet påføres en metal plade Et reference tag detunes som følge af objektets forskydning ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 10 / 21
Sensor eksempler fra MIT Trådløse sensorer Sensor tag Sensor eksempler Forskydningssensor: [4] Objektet påføres en metal plade Et reference tag detunes som følge af objektets forskydning Tøjningssensor: Standard chip med special designet antenne ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 10 / 21
Orientering Tag blokering ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 11 / 21
Orienterings sensor y Orientering Tag blokering x z z ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 12 / 21
Orienterings sensor - Eksperimentiel dataopsamling Orientering Tag blokering Kunstige tags Diskret sæt af tag orienteringer ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 13 / 21
Orienterings sensor - Resultat 1/2 1 0.8 CMF for error in inclination Orientering Tag blokering 0.6 0.4 0.2 0 0 pi/6 pi/3 pi/2 Tags only Wooden box Cardboard w. porcelain Cardboard w. metal 1 CMF for error in rotation 0.5 0 0 pi/6 pi/3 pi/2 2pi/3 5pi/6 pi ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 14 / 21
Orienterings sensor - Resultat 2/2 1 0.8 CMF for error in inclination Orientering Tag blokering 0.6 0.4 0.2 0 0 pi/6 pi/3 pi/2 Tags only Wooden box Cardboard w. porcelain Cardboard w. metal 1 CMF for error in rotation 0.5 0 0 pi/6 pi/3 pi/2 2pi/3 5pi/6 pi ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 15 / 21
Orienterings sensor - Resultat 2/2 1 0.8 CMF for error in inclination Orientering Tag blokering 0.6 0.4 0.2 0 0 pi/6 pi/3 pi/2 Tags only Wooden box Cardboard w. porcelain Cardboard w. metal 1 CMF for error in rotation 0.5 0 0 pi/6 pi/3 pi/2 2pi/3 5pi/6 pi Robust bestemmelse af hældning, hvor rotation er mere usikker Kræver væsentlig kalibrering før brug Næste skridt: Teste metoden med rigtige tags ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 15 / 21
Blokering af tags Orientering Impinj xportal læser Tag blokering Ønsket læseområde Reol med taggede enheder ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 16 / 21
Blokering af tags - Resultat Orientering Tag blokering Readrate [1/s] 90 80 70 60 50 40 30 20 With int. (15dBm) With int. (25dBm) 10 Without int. (15dBm) Without int. (25dBm) 0 0 5 10 15 20 25 Distance to reader [m] Rækkevidden kan begrænses både med interferens og transmissionseffekt Introduceres objekter kræves større transmissionseffekt ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 17 / 21
Opsummering Referencer ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 18 / 21
Opsummering Opsummering Referencer Antallet af tags vil stige markant frem mod 2022 Men fortsat primært til identifikation muliggør bred indsamling af information Standard tags kan bidrage med mere information end dets ID Lovende resultater for bestemmelse af bl.a.: Hældning Fugtighed Bevægelse Belastning ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 19 / 21
Spørgsmål Opsummering Referencer Tak for jeres tid - Nogle spørgsmål? (rkr@es.aau.dk) ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 20 / 21
Referencer Opsummering Referencer [1] LogicaCMG, European passive RFID Market Sizing 2007-2022, BRIDGE WP13, 2007. Available from: http://www.bridge-project.eu/data/file/bridge%20wp13%20eur [2] S. Johan, X. Zeng, T. Unander, A. Koptyug, and H.-E. Nilsson, Remote Moisture Sensing utilizing Ordinary RFID Tags, IEEE Sensors, pp. 308 311, 2007. [3] C. Occhiuzzi, S. Cippitelli, and G. Marrocco, Modeling and Design and Experimentation of Wearable RFID Sensor Tag, IEEE Transactions on Antennas and Propagation, vol. 58, no. 8, pp. 2490 2498, 2010. [4] R. Bhattacharyya, C. Floerkemeier, and S. Sarma, Towards Tag Antenna Based Sensing An RFID Displacement Sensor, IEEE International Conference on RFID, pp. 95 102, April 27-28 2009. ICTNorCom RFID: Mere end identifikation 21 / 21