Ứng dụng mới: Cảm ứng bằng thẻ RFID thụ động

15-03-2021 11:28am

Việc sử dụng RFID để nhận diện và kiểm kê hàng hóa đã không còn xa lạ gì với mọi người. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn còn nhiều hướng phát triển khác mà chúng ta vẫn chưa nghĩ tới. Hiện tại, các nhà nghiên cứu của trường đại học MIT đã nghiên cứu việc sử dụng RFID cho một lĩnh vực, một chúc năng hoàn toàn mới - cảm ứng.

 

Sử dụng thẻ RFID thụ động như máy cảm biến

Họ đã phát triển một loại thẻ RFID có khả năng cảm biến nồng độ Glucose và có thể gửi thông tin đó qua hệ thống mạng không dây. Sau này, đội nghiên cứu muốn phát triển thêm để các thẻ có thể cảm biến nhiều chất khí ngoài môi trường hơn, ví dụ như Carbon Monoxide (CO). Chúng ta đã biết có rất nhiều vụ chết ngạt khí than, và hung thủ chính là CO - một chất không màu, không mùi nhưng lại ngăn khả năng hô hấp của con người.

Theo như lời của Sai Nithin Reddy Kantareddy, người đứng đầu tự án cho biết: "Chúng tôi đang phát triển thêm nhiều ứng dụng để có thể phát triển tối đa khả năng cảm ứng của hệ thống RFID có sẵn. Hãy tưởng tượng rằng bạn chỉ cần dán những chiếc nhãn RFID lên tường và bạn đã có thể kiểm soát được các chất khí độc hại trong môi trường. Chưa hết, những chiếc thẻ này còn có mức giá thấp và không cần sử dụng pin."

"RFID là công nghệ Radio rẻ nhất, sử dụng ít năng lượng nhất chúng ta có. Trước đây, thẻ RFID chủ động có thể thêm tính năng cảm ứng nhưng lại tốn rất nhiều tiền, và chúng tôi sẽ biến việc cảm ứng trên thẻ thụ động trở thành công nghệ mới."

Hạn chế của giải pháp cũ

Hiện tại, các thẻ RFID được chia thành hai loại bao gồm thẻ thụ động và thẻ chủ động. Thẻ RFID chủ động sử dụng pin để hoạt động chip, còn thẻ thụ động cần năng lượng Radio từ đầu đọc để có thể kích hoạt chip và gửi tín hiệu phản hồi.

Trong thời điểm gần đây, các nhà khoa học đã tìm cách để biến thẻ RFID thụ động thành các loại cảm biến, có thể sử dụng lâu dài mà không cần quan tâm tới thời lượng pin. Điều này được thực hiện bằng cách tập trung cải tiến ăng ten của thẻ, làm cho năng lượng điện thay đổi tùy theo các yếu tố của một trường. Như thế, với điều kiện khác nhau, tín hiệu được gửi từ ăng ten cũng có khác biệt, giúp người dùng nhận biết những hóa chất mong muốn.

Bên cạnh việc phát hiện các chất khí như CO, công nghệ này có thể được áp dụng một cách sáng tạo trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong đó, ta có thể sử dụng thẻ RFID để kiểm tra độ ẩm, đồng thời phát hiện được chứng thiếu máu nhờ việc cảm biến hồng cầu bằng thẻ RFID.

Tuy vậy, điều này có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố bên ngoài. Tùy vào từng môi trường cụ thể, sóng Radio có thể phản xạ qua tường và vật thể trước khi tiếp xúc được với thẻ RFID. Khi sửa đổi ăng ten thẻ, điều này lại xảy ra thường xuyên và có sai số lớn hơn, có nghĩa là đôi khi thẻ sẽ có thông báo nhầm.

 

Giải pháp mới

Đội ngũ của Kantareddy đã đi theo một hướng đi khác biệt: Thay vì chỉnh sửa ăng ten, họ đã cải tiến chip RFID. Họ mua loại chip có khả năng chuyển đổi giữa hai trạng thái: chế độ thụ động hoàn toàn và chế độ sử dụng pin. 

Sau đó, đội nghiên cứu đã gắn hai chip vào một ăng ten bình thường, và dựng một bảng mạch đơn giản để chip có thể chuyển đổi qua lại giữa hai chế độ. Khi phát hiện được tác nhân, kích thích cụ thể nào đó, nó sẽ chuyển qua chế độ dùng pin (BAP). Ở chế độ này, thẻ sẽ sử dụng giao thức khác và giúp đầu đọc nhận ra rằng thẻ đã phát hiện được sự thay đổi ở môi trường.

Theo lời của Kantareddy, thiết kế cải tiến chip sẽ giúp việc cảm biến bằng RFID chính xác hơn so với việc sửa đổi ăng ten của thẻ. Lý do chính của điều này vì hai công việc kết nối và cảm biến đã được phân tách rõ ràng, không còn bị ảnh hưởng bởi các yếu tố môi trường nữa.

 

Những ứng dụng trong thực tế

Như đã nói ở trên, đội ngũ nghiên cứu đã phát triển thẻ RFID có khả năng cảm biến glucose. Qua phản ứng hóa học, glucose sẽ tạo ra dòng điện và giúp chuyển thẻ RFID từ chế độ thụ động qua chế độ sử dụng pin. Lượng glucose càng nhiều, chế độ sử dụng pin sẽ kéo dài càng lâu.

Đầu đọc sẽ nhận diện được tín hiệu khác biệt từ thẻ, và từ đó xác nhận rằng ở môi trường có glucose. Lượng glucose sẽ được tính toán dựa trên thời gian thẻ ở trạng thái sử dụng pin.

Tất nhiên, mục tiêu của đội nghiên cứu không phải là phát hiện glucose. Họ chỉ sử dụng đây là một bước đệm để có thể chứng minh rằng việc thay đổi chế độ hoạt động của chip sẽ hiệu quả hơn các cách xử lý trước đó. Không chỉ vậy, tầm hoạt động của hệ thống cũng xa hơn, có thể kéo dài lên tới 10m thay vì chỉ 1 hoặc 2 mét như trước. Điều này giúp giảm chi phí đầu tư đầu đọc.

Dự kiến, trong thời gian tiếp theo thì đội ngũ của Kantareddy sẽ phát triển thẻ RFID có khả năng cảm biến khí CO, sử dụng cùng phương pháp đó. Nói một cách đơn giản, đây chính là sự kết hợp hoàn hảo giữa hóa học và vật lý, đem tới cho người dùng những công nghệ hiện đại và hữu dụng nhất.

Nhận xét bài viết

CÔNG TY TNHH GIẢI PHÁP NHẬN DẠNG THÔNG MINH GPĐKKD số 0108162937 do Sở KHĐT TP.Hà Nội cấp ngày 8/2/2018 Số 26/2 Đường 702 Hồng Bàng - P.1 - Q.11 - TP.HCM Số 15B - Ngõ 61/16 Lạc Trung - Q.Hai Bà Trưng - Hà nội Tel / Zalo: 0938856028 - sales@smartid.com.vn