Konten yang Disponsori: NFC mendorong aplikasi IoT lebih jauh

Sponsored Content: NFC pushes IoT applications further afield

Teknologi di balik internet of things (IoT) membuat dunia di sekitar kita lebih cerdas. Dalam banyak implementasi, node sensor yang dipasang untuk menyampaikan data secara terus-menerus ke server di cloud akan memberikan tampilan lingkungan berdasarkan menit demi menit, tetapi ada banyak kasus penggunaan di mana konektivitas berkelanjutan baik tidak praktis atau tidak perlu .

RFID

Ada banyak situasi di mana keterbatasan biaya atau ukuran berarti tidak praktis untuk memiliki sistem yang terus didukung melalui baterai atau pemanen energi. Contoh sekarang dalam produksi massal adalah tag RFID yang digunakan untuk mengidentifikasi produk dalam rantai pasokan.

Banyak label produk yang digunakan saat ini adalah perangkat pasif yang mengandung antena, antarmuka RF, konverter daya dan memori tetapi tidak ada sumber daya internal. Bidang elektromagnetik yang dihasilkan oleh pembaca RFID memberikan energi yang dibutuhkan oleh tag untuk mengirim pesan kembali. Tag RFID generasi pertama menggunakan protokol yang relatif sederhana yang cocok untuk membaca serangkaian angka yang mengidentifikasi satu produk.

Pengenalan protokol komunikasi medan dekat (NFC) sangat memperluas kemampuan tag bertenaga RF. Sony dan Philips Electronics mulai bekerja pada standar pada tahun 2002, mengembangkan protokol yang disetujui sebagai standar oleh ISO dan IEC pada tahun 2003. Tak lama kemudian, bersama-sama dengan pembuat handset seluler Nokia perusahaan membentuk Forum NFC untuk mempromosikan aplikasi untuk jangka pendek. -rentang protokol nirkabel.

Beroperasi pada frekuensi 13,56MHz, tag menjadi aktif ketika mereka berada dalam jarak 10cm dari pembaca. Dalam banyak aplikasi praktis, tag berkemampuan NFC menyentuh permukaan eksternal pembaca sebelum transaksi dimulai. Dibandingkan dengan protokol seperti Bluetooth, transfer data terjadi pada kecepatan yang relatif rendah: dari sekitar 100kbit / detik hingga sedikit lebih dari 400kbit / detik. Perbedaan penting antara NFC dan protokol RFID sebelumnya adalah dukungan untuk interaksi dua arah yang lebih kaya, yang dapat dienkripsi.

Transmisi data dari perangkat pendengaran dapat dicapai dengan menggunakan modulasi beban, suatu teknik yang memanfaatkan kopling induktif. Variasi dalam impedansi perangkat 'mendengarkan' seperti tag menyebabkan perubahan amplitudo atau fase pada tegangan antena perangkat polling. Ketika komunikasi dua arah penuh digunakan, tag dan pembaca bergantian antara polling dan mendengarkan. Namun, mode ini membutuhkan sumber daya di dalam tag sedangkan protokol modulasi beban sederhana memungkinkan penggunaan dengan tag pasif yang tidak menggunakan baterai.

Proses pembayaran

Pemrosesan pembayaran, salah satu aplikasi awal kunci untuk NFC, mengambil keuntungan dari dukungan enkripsi. Tindakan menyentuh perangkat berkemampuan NFC di atas pembaca memuaskan dua kondisi penting. Salah satunya adalah untuk menyediakan koneksi nirkabel yang aman tetapi yang menghindari kebutuhan untuk memasukkan kartu ke pembaca untuk membuat koneksi menggunakan pin dari terminal chip-dan-PIN tradisional. Selain itu, dengan mempromosikan gerakan menyentuh kartu atau telepon kepada pembaca diikuti dengan bunyi bip atau cahaya untuk menunjukkan transaksi yang sukses, teknik ini memberikan pengguna dengan keyakinan bahwa mereka sendiri yang bertanggung jawab untuk memulai transaksi.

Untuk alasan yang sama, NFC telah menjadi protokol pilihan untuk aplikasi transportasi - memberi para pelancong kemudahan untuk membayar ongkos saat mereka naik kereta atau bus hanya dengan menyentuh kartu pembayaran atau tanda khusus pada permukaan pembaca.

Kesehatan pribadi

Dalam aplikasi kesehatan pribadi, yang juga akan sering meminta dukungan enkripsi, interaksi sentuhan memberikan pengguna kendali ketika data dikirim atau diambil serta kenyamanan untuk dapat menggunakan sensor yang tidak memiliki sumber daya internal. Salah satu aplikasi yang telah muncul baru-baru ini menunjukkan ini adalah sensor UV. Perusahaan kosmetik L'Oreal menemukan setelah penelitian konsumen dan umpan balik bahwa sensor kulit yang dapat diregangkan dikembangkan dan dirilis pada tahun 2016 telah membantu pengguna menunjukkan perilaku yang menyebabkan paparan sinar UV matahari yang kurang berisiko.

Di Consumer Electronics Show pada awal 2018, L'Oreal mengikuti My UV Patch dengan perangkat yang dimaksudkan untuk memungkinkan pemantauan jangka panjang paparan UV. UV Sense adalah sensor elektronik tanpa baterai pertama yang mengukur dan menyimpan data paparan UV hingga tiga bulan. Ketebalan kurang dari 2mm dan berdiameter kurang dari satu sentimeter, sensor dapat dengan mudah dipakai untuk periode hingga dua minggu pada thumbnail dengan satu aplikasi perekat.

Sensor tanpa baterai memanfaatkan daya yang dipasok oleh smartphone berkemampuan NFC untuk mentransfer data ke aplikasi yang dapat digunakan pemakai untuk menentukan paparannya dalam jangka waktu yang lama. Desain tag memastikan data tetap pribadi dan transfernya berada di bawah kendali pengguna. Sebagai desain tanpa baterai, tag ini dibuat kecil dan tidak mencolok.

Ada aplikasi lain untuk sensor dan NFC dalam perawatan kesehatan. Aplikasi yang dirancang NXP Semiconductors NHS3152 adalah kepatuhan terapi. NHS3152 yang difungsikan NFC menghubungkan ke jaringan strip resistif yang, biasanya, diletakkan di bawah permukaan foil dari strip pil obat. Saat setiap pil diminum, perangkat mencatat perubahan tiba-tiba dalam resistensi ketika foil rusak dan ketika aksi berlangsung. Ini merekam tindakan siap untuk ditransfer ke pembaca menggunakan antarmuka NFC yang tertanam. Desain memungkinkan operasi dengan sumber daya kecil dan memastikan data hanya ditransfer ketika dipindai dengan pembaca yang disetujui, yang membantu menjaga kerahasiaan medis.

Lingkungan yang tidak praktis

Dalam aplikasi rantai pasokan dan distribusi, kombinasi fungsi tag dan penginderaan membuatnya lebih mudah untuk menyebarkan solusi IoT ke lingkungan di mana node sensor konvensional tidak praktis dan mahal. Dalam transportasi makanan, persyaratan utama adalah agar suhu dan faktor lingkungan lainnya dapat dikendalikan. Bagian dalam truk mungkin dilengkapi dengan sensor node yang memantau level keseluruhan tetapi ini mungkin tidak memberikan data pada tingkat granularitas yang memadai untuk memberikan jaminan. Faktor penting dalam aplikasi ini adalah bahwa kiriman individu disimpan di atas atau di bawah suhu kritis tertentu untuk dinyatakan layak makan.

Meskipun dimungkinkan untuk menyesuaikan modul sensor yang mempertahankan kontak teratur dengan server cloud melalui gateway yang dipasang di truk, ini menuntut agar seluruh armada dibuat kompatibel dengan modul itu dan dengan jaringan backbone. Namun, yang penting adalah mengakses data untuk pengiriman ketika mencapai titik arah utama dan ditransfer ke layanan pengiriman yang berbeda, atau dikirim ke pelanggan akhir. Pada titik-titik inilah data lingkungan konsinyasi dapat dibaca menggunakan pembaca yang berdedikasi. Akibatnya, transportasi makanan dan kasus penggunaan serupa sangat cocok untuk penerapan menggunakan tag yang mendukung NFC. Berbagai sensor merekam data secara berkala atau ketika ambang batas terlampaui; database untuk setiap perjalanan kemudian diunduh ketika tag dilewatkan melalui gateway RF atau dipindai oleh pembaca portabel.

Dalam kasus lain, sensor lingkungan mungkin dipasang di gudang atau pabrik. Meskipun mungkin tampak menguntungkan bagi sensor-sensor ini untuk menggunakan koneksi RF permanen melalui Bluetooth atau Zigbee, koneksi nirkabel yang persisten mungkin tidak praktis karena gangguan dari peralatan lain atau kendala daya di lokasi tersebut. Jika lokasi peralatan atau gudang membutuhkan pemeriksaan visual selain pengambilan data, penggunaan NFC untuk mengakses basis data internal mereka dapat mewakili solusi yang lebih tepat.

Tetap dan seluler

Dukungan untuk penginderaan lingkungan tetap dan seluler dengan transmisi data NFC disediakan oleh perangkat seperti NXP's NHS3100 (gambar, atas dan kanan). Ini adalah IC yang dioptimalkan untuk pemantauan suhu dan pencatatan dan termasuk antarmuka NFC tertanam. Ini memiliki penginderaan suhu internal dan mendukung koneksi langsung ke baterai di mana daya independen diperlukan.

Berkat perangkat seperti ini, NFC dapat mengisi area IoT di mana konektivitas konstan tidak praktis atau tidak diinginkan dan untuk membantu mengaktifkan aplikasi sensor yang tidak dapat menggunakan sumber daya internal.