스폰서 콘텐츠 : NFC, IoT 응용 분야를 더욱 넓히다

Sponsored Content: NFC pushes IoT applications further afield

사물 인터넷 (IoT)의 기술은 우리 주변의 세상을보다 지능적으로 만들어줍니다. 많은 구현에서, 클라우드의 서버에 데이터를 지속적으로 릴레이하기 위해 설치된 센서 노드는 분 단위로 환경을 볼 수 있지만 지속적인 연결이 비실용적이거나 불필요한 수많은 유스 케이스가 있습니다. .

RFID

비용 또는 크기 제한으로 인해 배터리 또는 에너지 하베스터를 통해 시스템에 지속적으로 전원을 공급하는 것은 비현실적이라는 수많은 상황이 있습니다. 현재 대량 생산의 예는 공급망에서 제품을 식별하는 데 사용되는 RFID 태그입니다.

오늘날 사용되는 많은 제품 태그는 안테나, RF 인터페이스, 전력 변환기 및 메모리는 포함하지만 내부 전원은 포함하지 않는 수동 장치입니다. RFID 리더에 의해 생성 된 전자기장은 메시지를 다시 보내는 데 태그에 필요한 에너지를 제공합니다. 1 세대 RFID 태그는 단일 제품을 식별하는 일련의 숫자를 읽는 데 적합한 비교적 간단한 프로토콜을 사용했습니다.

NFC (근거리 통신) 프로토콜이 도입되면서 RF 전원 태그의 기능이 크게 확장되었습니다. 소니와 필립스 일렉트로닉스는 2002 년에 표준에 대한 작업을 시작하여 2003 년에 ISO 및 IEC에서 표준으로 승인 한 프로토콜을 개발했습니다. 그 후 얼마 지나지 않아 셀룰러 핸드셋 제조업체 인 Nokia와 함께 NFC 포럼을 구성하여 짧은 애플리케이션을 홍보했습니다. 무선 프로토콜.

13.56MHz의 주파수에서 작동하는 태그는 리더에서 10cm 이내에 들어 오면 활성화됩니다. 많은 실제 응용 분야에서 NFC 지원 태그는 거래가 시작되기 전에 독자의 외부 표면에 닿습니다. 블루투스와 같은 프로토콜과 비교하여 데이터 전송은 약 100kbit / s에서 400kbit / s보다 약간 낮은 속도로 상대적으로 느리게 발생합니다. NFC와 이전 RFID 프로토콜의 중요한 차이점은 암호화 할 수있는보다 풍부한 양방향 상호 작용을 지원한다는 것입니다.

청취 장치로부터의 데이터 전송은 유도 결합을 이용하는 기술인 부하 변조를 사용하여 달성 될 수있다. 태그와 같은 '듣기'장치의 임피던스 변화는 폴링 장치의 안테나 전압의 진폭 또는 위상 변화를 유발합니다. 양방향 통신이 완전히 사용될 때, 태그와 리더는 폴링과 리스닝을 번갈아 사용합니다. 그러나이 모드는 태그 내부에 전원을 요구하는 반면 간단한로드 변조 프로토콜은 배터리가없는 수동 태그와 함께 사용할 수 있습니다.

결제 처리

NFC의 주요 초기 응용 프로그램 중 하나 인 지불 처리는 암호화 지원을 활용했습니다. 판독기 위에서 NFC 지원 장치를 터치하면 두 가지 중요한 조건이 충족됩니다. 하나는 안전한 무선 연결을 제공하는 것이지만 기존의 칩 -PIN 터미널의 핀을 사용하여 연결하기 위해 리더에 카드를 삽입 할 필요가없는 것입니다. 또한, 성공적인 거래를 보여주기 위해 카드 또는 전화를 독자에게 접촉시키는 동작을 촉진하고 비프 음이나 빛이 울리면,이 기술은 사용자에게 거래 개시에 대한 책임이 있다는 확신을 사용자에게 제공합니다.

비슷한 이유로, NFC는 교통 응용 분야에 적합한 프로토콜로 자리 잡았습니다. – 여행자가 기차표 나 버스에 탑승 할 때 요금표 나 독자 표지의 전용 태그를 터치하기 만하면 요금을 쉽게 지불 할 수 있습니다.

개인 건강

종종 암호화 지원을 요구하는 개인 건강 애플리케이션에서, 터치 상호 작용은 사용자에게 데이터가 전달되거나 검색되는시기를 제어하고 내부 전원이없는 센서를 사용할 수있는 편리함을 제공합니다. 최근에 나타 났으며이를 입증하는 하나의 응용 분야는 UV 센서입니다. 화장품 회사 로레알 (L' Oreal)은 소비자 연구와 피드백을 통해 2016 년에 개발하여 출시 한 신축성 피부 센서가 사용자가 태양 UV 광선에 덜 위험한 노출로 이어지는 행동을 보여주는 데 도움이된다는 것을 발견했습니다.

2018 년 초 소비자 가전 전시회에서 로레알은 UV 노출을 장기간 모니터링 할 수있는 장치로 My UV Patch를 따랐습니다. UV Sense는 최대 3 개월 동안 UV 노출 데이터를 측정하고 저장하는 최초의 배터리가없는 전자 센서입니다. 두께가 2mm 미만이고 지름이 센티미터 미만인 센서는 단일 접착제를 사용하여 썸네일로 최대 2 주 동안 쉽게 착용 할 수 있습니다.

무 배터리 센서는 NFC 지원 스마트 폰에서 공급되는 전원을 활용하여 착용자가 장기간 노출을 확인할 수있는 앱으로 데이터를 전송합니다. 태그의 디자인은 데이터가 개인 정보를 유지하고 전송이 사용자의 통제를 받도록합니다. 배터리가없는 디자인으로 태그는 작고 눈에 잘 띄지 않습니다.

건강 관리에는 센서 및 NFC를위한 다른 응용 프로그램이 있습니다. NXP Semiconductors가 NHS3152를 설계 한 애플리케이션은 요법 준수입니다. NFC 가능 NHS3152는 저항성 스트립 네트워크와 인터페이스하며, 일반적으로 약용 알약 스트립의 호일 표면 아래에 배치됩니다. 각각의 알약이 취해질 때, 장치는 호일이 파손될 때와 동작이 일어날 때 갑작스러운 저항 변화를 기록합니다. 내장 된 NFC 인터페이스를 사용하여 리더로 전송할 준비가 된 작업을 기록합니다. 이 설계는 소형 전원으로 작동 할 수 있으며 승인 된 판독기로 스캔 할 때만 데이터를 전송하므로 의료 기밀 유지에 도움이됩니다.

실용적이지 않은 환경

공급망 및 배포 응용 프로그램에서 태그 기능과 감지 기능을 결합하면 기존 센서 노드가 실용적이지 않고 비용이 많이 드는 환경에 IoT 솔루션을보다 쉽게 배포 할 수 있습니다. 식품 운송시 온도 및 기타 환경 요소를 제어해야합니다. 트럭 내부에는 센서 노드가 장착되어 전체 레벨을 모니터링 할 수 있지만 이는 충분한 수준의 데이터를 제공하여 보증을 제공하지 못할 수 있습니다. 이러한 적용에서 중요한 요소는 개별 위탁 물이 식사에 적합하다고 선언 될 특정 임계 온도 이상 또는 이하로 유지된다는 것입니다.

트럭에 탑재 된 게이트웨이를 통해 클라우드 서버와 정기적으로 연락을 유지하는 센서 모듈을 장착 할 수 있지만 전체 차량이 해당 모듈 및 백본 네트워크와 호환 가능해야합니다. 그러나 중요한 것은화물이 주요 웨이 포인트에 도달하여 다른 배송 서비스로 전송되거나 최종 고객에게 배송 될 때 위탁 데이터에 액세스하는 것입니다. 이 시점에서 전용 독자를 사용하여 위탁품의 환경 데이터를 읽을 수 있습니다. 결과적으로 식품 운송 및 이와 유사한 사용 사례는 NFC 지원 태그를 사용한 구현에 매우 적합합니다. 다양한 센서는 정기적으로 또는 임계 값을 초과 할 때 데이터를 기록합니다. 그런 다음 각 트립에 대한 데이터베이스는 태그가 RF 게이트웨이를 통과하거나 휴대용 리더에 의해 스캔 될 때 다운로드됩니다.

다른 경우에, 환경 센서는 창고 또는 공장에서 제자리에 고정 될 수있다. 이러한 센서가 Bluetooth 또는 Zigbee를 통한 영구 RF 연결을 사용하는 것이 유리 해 보일 수 있지만, 영구 무선 연결은 다른 장비의 간섭이나 해당 위치의 전력 제약으로 인해 비실용적 일 수 있습니다. 장비 또는 창고 위치에서 데이터 픽업 외에 육안 검사가 필요한 경우 NFC를 사용하여 내부 데이터베이스에 액세스하면보다 적합한 솔루션을 나타낼 수 있습니다.

고정 및 모바일

NFC 데이터 전송을 통한 고정 및 모바일 환경 감지 모두 NXP의 NHS3100 (사진, 위, 오른쪽)과 같은 장치를 통해 지원됩니다. 온도 모니터링 및 로깅에 최적화 된 IC이며 NFC 인터페이스가 내장되어 있습니다. 내부 온도 감지 기능이 있으며 독립적 인 전원이 필요한 배터리에 직접 연결할 수 있습니다.

이와 같은 장치 덕분에 NFC는 지속적인 연결이 불가능하거나 바람직하지 않은 IoT 영역을 채우고 내부 전원을 사용할 수없는 센서 애플리케이션을 가능하게합니다.