RFID पर्यावरण में रसायनों और गैसों का बोध कराता है

एमआईटी ऑटो-आईडी लैब लंबे समय से आरएफआईडी प्रौद्योगिकी अनुसंधान और विकास में सबसे आगे है।

प्रयोगशाला आरएफआईडी टैग में सेंसर कार्यों को एकीकृत करती है, और एक आरएफआईडी टैग विकसित किया है जो अल्ट्रा-हाई फ्रिक्वेंसी (यूएचएफ) बैंड में काम करता है, जो ग्लूकोज एकाग्रता को माप सकता है और सूचना को अग्रेषित कर सकता है। भविष्य में, टीम कार्बन मोनोऑक्साइड जैसे वातावरण में रसायनों और गैसों को समझने के लिए RFID टैग का उपयोग करने की योजना बना रही है।

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी में मैकेनिकल इंजीनियरिंग में स्नातक छात्र साईं नितिन रेड्डी कांटारेड्डी ने कहा कि लंबे समय से, शोधकर्ता आरएफआईडी के कार्यों का विस्तार करने की कोशिश कर रहे हैं, जो विभिन्न स्थानों पर संवेदी क्षमताओं के साथ आरएफआईडी टैग संलग्न करते हैं। बैटरी शक्ति के बिना कार्बन मोनोऑक्साइड या अमोनिया गैस का पता लगाने के लिए एक विशाल सस्ते नेटवर्क का निर्माण करें।

कांटारेड्डी और अनुसंधान वैज्ञानिक राहुल भट्टाचार्य, और एमआईटी ओपन लर्निंग उपाध्यक्ष और मैकेनिकल इंजीनियरिंग के डैनियल फोर्ट फूल प्रोफेसर संजय सरमा ने संयुक्त रूप से इस नए आरएफआईडी टैग को विकसित किया है।

सरमा ने कहा कि आरएफआईडी टैग सबसे सस्ता और सबसे कम बिजली वाला रेडियो फ्रीक्वेंसी कम्युनिकेशन टूल है। इसलिए, संवेदन कार्यों के साथ आरएफआईडी टैग का एकीकरण IoT अनुसंधान में एक मील का पत्थर है।

एंटीना केंद्रित डिजाइन बहुपरत हस्तक्षेप से बच नहीं सकता है

पहले, कई प्रकार के आरएफआईडी टैग थे, जिनमें बैटरी के साथ सक्रिय आरएफआईडी और बैटरी के बिना निष्क्रिय आरएफआईडी शामिल थे। दोनों टैग में एक छोटा सा एंटीना होता है, और उपयोगकर्ता रीडर में टैग के माध्यम से माइक्रोचिप में जानकारी पढ़ सकते हैं। सक्रिय आरएफआईडी टैग को बाहरी ऊर्जा आपूर्ति की आवश्यकता नहीं होती है, जबकि निष्क्रिय आरएफआईडी टैग पाठक द्वारा उत्सर्जित माइक्रोवेव से ऊर्जा प्राप्त करते हैं।

शोधकर्ता निष्क्रिय आरएफआईडी टैग में संवेदन क्षमताओं को शामिल करने की कोशिश कर रहे हैं। प्रयासों की दिशा में मुख्य रूप से एंटेना का विकास शामिल है जो पर्यावरण में विशिष्ट कारकों का जवाब दे सकता है। फिर, ऐन्टेना पाठक को विभिन्न आवृत्तियों या अलग-अलग सिग्नल की शक्ति का डेटा भेजता है, यह दर्शाता है कि एक निश्चित पदार्थ का पता चला है।

उदाहरण के लिए, सरमा टीम ने पहले RFID टैग के लिए एक एंटीना डिजाइन किया था जो विभिन्न आर्द्रता के तहत विभिन्न तरंगों के साथ संकेतों को प्रसारित करेगा। उन्होंने आरएफआईडी टैग भी डिजाइन किए हैं जो रक्त वाहिकाओं से चिपककर एनीमिया का एहसास कर सकते हैं।

हालांकि, कांटारेड्डी का मानना ​​है कि इस विशिष्ट प्रतिक्रिया एंटीना में एक कमजोरी है, जो कि मल्टीपाथ हस्तक्षेप है। यही है, पाठक को जो प्राप्त होता है, वह न केवल RFID टैग से प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया संकेत है, बल्कि बहुपथ संकेत भी है कि प्रत्यक्ष प्रतिक्रिया संकेत पर्यावरणीय प्रतिबिंब के माध्यम से पाठक तक पहुंचता है। मल्टीपाथ सिग्नल सूचना के सामान्य स्वागत में बाधा डालेंगे, जिससे गलत अलार्म या मिस्ड अलार्म हो जाएगा।

नई चिप आधारित डिजाइन

सरमा टीम ने एक अलग दृष्टिकोण लिया और चिप पर एक उपद्रव किया। उन्होंने बाजार पर RFID चिप्स खरीदे जो दोनों अर्ध-सक्रिय (बैटरी, लेकिन सक्रिय रूप से संकेतों को प्रसारित नहीं करना) और निष्क्रिय मोड में काम कर सकते हैं, और फिर उनके लिए मानक एंटेना जोड़ सकते हैं। फिर, उन्होंने व्यावसायिक रूप से उपलब्ध चिप के लिए डिज़ाइन की गई एक नई चिप को जोड़ा, ताकि चिप सेट केवल विशिष्ट संकेतों के एक सेट को बाहर करने के लिए विशिष्ट पर्यावरणीय उत्तेजनाओं के तहत अर्ध-सक्रिय आरएफआईडी मोड को सक्रिय करे। यह संकेत निष्क्रिय आरएफआईडी मोड में संकेत से अलग है, और रिसीवर को मज़बूती से सूचित कर सकता है कि एक निश्चित पदार्थ पर्यावरण में मौजूद है।

कांटारेड्डी ने कहा कि यह समाधान ऐन्टेना-आधारित सेंसर आरएफआईडी तकनीक से अधिक विश्वसनीय है, और उपयोगकर्ताओं को मल्टीपाथ प्रभाव से हस्तक्षेप करने की संभावना कम है। इसके बाद, टीम संचारित डेटा की विश्वसनीयता को और बेहतर बनाने और नए डेटा स्वरूपों का अध्ययन करके और प्रेषित सिग्नल की शक्ति को बढ़ाकर झूठे अलार्म की संभावना को कम करने के लिए काम करेगी।

भट्टाचार्य ने इस बात पर जोर दिया कि नए समाधान में एंटीना आधारित RFID सेंसिंग प्रौद्योगिकी-पारस्परिक हस्तक्षेप से होने वाली एक बड़ी समस्या का समाधान होता है जब बड़ी संख्या में RFID टैग एक साथ लॉन्च किए जाते हैं। जो उपयोगकर्ता पहले बड़ी संख्या में लघु-श्रेणी के निष्क्रिय टैग से संकेतों से भ्रमित थे, अब पाठक को दूर रख सकते हैं, और वातावरण में एक निश्चित पदार्थ दिखाई देने पर पाठक केवल एक अलार्म बजाएगा।

प्लग-एंड-प्ले सेंसर

प्रदर्शन प्रयोग में, अनुसंधान दल ने व्यावसायिक रूप से उपलब्ध ग्लूकोज सेंसर के आधार पर RFID ग्लूकोज सेंसर का प्रदर्शन किया। जब ग्लूकोज टैग को छूता है, तो सेंसर में इलेक्ट्रोलाइट रासायनिक रूप से बिजली उत्पन्न करने और RFID को अतिरिक्त ऊर्जा प्रदान करने के लिए प्रतिक्रिया करता है।

फिर, RFID टैग निष्क्रिय मोड को छोड़ता है और अर्ध-सक्रिय मोड में स्विच करता है। अधिक ग्लूकोज जोड़ा जाता है, अर्ध-सक्रिय मोड लंबे समय तक रहता है।

कांटारेड्डी ने कहा कि जैसे ही उपयोगकर्ता को अर्ध-सक्रिय मोड में एक संकेत मिलता है, वे जानते हैं कि टैग में ग्लूकोज पाया गया है। उपयोगकर्ता अर्ध-सक्रिय मोड की अवधि के आधार पर ग्लूकोज सामग्री को और निर्धारित कर सकता है।

बेशक, मौजूदा नए आरएफआईडी ग्लूकोज डिटेक्टरों का प्रदर्शन अभी भी परिपक्व ग्लूकोज डिटेक्टरों की तुलना में बेहतर है जो बाजार पर नहीं हैं। कांटारेड्डी ने कहा कि वर्तमान टीम का मुख्य लक्ष्य ग्लूकोज डिटेक्टर विकसित करना नहीं है, बल्कि यह बताना है कि नए आरएफआईडी डिटेक्टर पारंपरिक एंटीना आधारित आरएफआईडी डिटेक्टरों की तुलना में अधिक विश्वसनीय तरीके से संकेत भेज सकते हैं।

इसके अलावा, नया आरएफआईडी डिटेक्टर अधिक कुशल है, क्योंकि एक तरफ, जब लक्ष्य पदार्थ को संवेदी नहीं किया जाता है, तो आरएफआईडी टैग निष्क्रिय मोड में काम करता है और बिजली की खपत नहीं करता है; दूसरी ओर, पर्यावरण में लक्ष्य पदार्थ डिटेक्टर को छू रहा है। समय ऊर्जा का उत्पादन भी करता है, इसलिए सिग्नल भेजने की प्रक्रिया बहुत बैटरी का उपभोग नहीं करती है।

वर्तमान में, नए RFID टैग द्वारा उत्सर्जित सिग्नल 10 मीटर की दूरी पर प्राप्त किया जा सकता है, जबकि मौजूदा तकनीक केवल 1-2 मीटर की दूरी पर रिसेप्शन की गारंटी दे सकती है।

इसके बाद, टीम ने एक कार्बन मोनोऑक्साइड डिटेक्टर विकसित करने की योजना बनाई है। कांटारेड्डी ने बताया कि ऐन्टेना-आधारित आरएफआईडी सेंसर डिजाइन के लिए प्रत्येक विशिष्ट लक्ष्य पदार्थ के लिए एंटीना के एक नया स्वरूप की आवश्यकता होती है। नए डिजाइन को एंटीना को बदलने की आवश्यकता नहीं है, बस लक्ष्य पदार्थ की डिटेक्शन चिप को जोड़ें। इसलिए, नए आरएफआईडी सेंसर को कम लागत पर एक बड़े क्षेत्र में तैनात किया जा सकता है और बॉयलर और गैस पाइपलाइन जैसी प्रमुख प्रणालियों की "प्लग एंड प्ले" निगरानी के लिए उपयोग किया जाता है।


पोस्ट समय: दिसंबर-01-2020