NeTS: Small: Functional Fabric Devices and Architectures for the Internet of Things

NeTS:小型:物联网的功能性结构设备和架构

基本信息

  • 批准号:
    1816387
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 49.96万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2018-10-01 至 2024-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Functional fabrics are textiles designed to perform a wide variety of functions with applications ranging from medicine and sports to realizing the potential of textile-based smart devices (e.g., clothing, drapes, upholstery) as sensor networks within the Internet of Things (IoT). One particularly compelling application of functional fabrics is in the area of wearables for the IoT, which are becoming ubiquitous. Coupled with pervasive access to smart phones and wireless Internet, they are enabling exciting new application domains, notably in smart homes and wearable health systems. The next generation of wearables for the Internet of Things are likely to be fully integrated into textiles, turning the fabric into garment and textile devices. The applications that functional fabrics will enable, leveraging the networking technologies that will be developed in this proposal, will vary widely between what will one day be seen as: mundane (e.g., smart drapes with sensors that measure and regulate temperature within a room), convenient (e.g., smart laundry that will help prevent bright colored clothing from being washed with whites), personal / professional productivity (e.g., convergence of functional fabrics with voice and data transceivers for social / work applications), as well as life-changing/saving (e.g., biomedical functional fabrics with textile based sensors and soft robotic actuators for collecting data, enabling seamless telemedicine, and remote actuated treatments). The use of passive radio frequency identification (RFID), in particular, is an enabling technology for high density deployments since each functional fabric device would not require a battery or cumbersome transceiver electronics. We will use a balanced approach between theory and implementation, to develop architectures for passive RFID-based functional fabrics and associated sensor solutions. The density of functional fabrics will be much larger than conventional RFID networks, requiring a coordinated network of cognitive RFID interrogators that use spatial and spectral degrees of freedom to isolate individual devices. Passive RFID sensor devices provide pseudo-periodic connectivity with IoT services and provide the ability to sample and report the physical surroundings independently from supporting infrastructure. Message concentration protocols for this supporting infrastructure will be considered. Enabling these networks will require challenging assumptions that have been made regarding physical layer (PHY) and medium access control (MAC) layer design for RFID architectures, and we will leverage a combination of network modeling along with prototyping on a flexible software defined radio (SDR) to propose new IoT architectures and protocols.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
功能性织物是一种设计用于执行各种功能的纺织品,其应用范围从医学和体育到实现基于纺织品的智能设备(例如服装、窗帘、室内装潢)作为物联网(IoT)内传感器网络的潜力。功能性织物的一个特别引人注目的应用是物联网可穿戴设备领域,这一领域正变得无处不在。再加上智能手机和无线互联网的普及,它们正在催生令人兴奋的新应用领域,尤其是智能家居和可穿戴医疗系统。下一代物联网可穿戴设备可能会完全融入纺织品,将织物变成服装和纺织设备。利用本提案中开发的网络技术,功能性结构将实现的应用将有很大的不同,有一天将被视为:普通的(例如,带有传感器的智能窗帘,可以测量和调节房间内的温度),方便的(例如,智能洗衣,可以防止颜色鲜艳的衣服与白色一起洗),个人/专业生产力(例如,用于社交/工作应用的语音和数据收发器的功能织物的融合),以及改变/拯救生活(例如,带有基于纺织品的传感器的生物医学功能织物和用于收集数据的软机器人执行器)。实现无缝远程医疗和远程驱动治疗)。无源射频识别(RFID)的使用尤其适用于高密度部署,因为每个功能织物设备都不需要电池或繁琐的收发器电子设备。我们将在理论和实现之间采用平衡的方法,开发基于无源rfid的功能结构和相关传感器解决方案的架构。功能织物的密度将比传统的RFID网络大得多,需要一个使用空间和光谱自由度来隔离单个设备的认知RFID询问器的协调网络。无源RFID传感器设备提供与物联网服务的伪周期性连接,并提供独立于支持基础设施的物理环境采样和报告能力。将考虑用于此支持基础设施的消息集中协议。启用这些网络将需要对RFID架构的物理层(PHY)和介质访问控制(MAC)层设计做出具有挑战性的假设,我们将利用网络建模以及灵活的软件定义无线电(SDR)原型设计的组合来提出新的物联网架构和协议。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(33)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Extraction of Knitted RFID Antenna Design Parameter from Transmission Line Measurements
从传输线测量中提取编织 RFID 天线设计参数
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Anomalous Radio Frequency Conductivity and Sheet Resistance of 2D Ti 3 C 2 T x MXene
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  • DOI:
    10.1109/access.2022.3154038
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Tajin, Md. Abu Saleh;Dandekar, Kapil R.
  • 通讯作者:
    Dandekar, Kapil R.
Energy-Efficient Respiratory Anomaly Detection in Premature Newborn Infants
  • DOI:
    10.3390/electronics11050682
  • 发表时间:
    2022-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    A. Paul;Md. Abu Saleh Tajin;Anup Das;W. Mongan;K. Dandekar
  • 通讯作者:
    A. Paul;Md. Abu Saleh Tajin;Anup Das;W. Mongan;K. Dandekar
Securing Wireless Communication via Hardware-Based Packet Obfuscation
通过基于硬件的数据包混淆保护无线通信
  • DOI:
    10.1007/s41635-019-00070-0
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Chacko, James;Juretus, Kyle;Jacovic, Marko;Sahin, Cem;Kandasamy, Nagarajan;Savidis, Ioannis;Dandekar, Kapil R.
  • 通讯作者:
    Dandekar, Kapil R.
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    2022
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  • 项目类别:
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