Development of RFID using human body communication

利用人体通信的RFID的开发

• 批准号: 20K04593
• 负责人: 佐々木 健
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K04593/
• 关键词: RFID; 人体通信; 電力供給; 負荷変調; ウェアラブル機器

本研究の目的は，通常のRFIDが電磁誘導または電磁波による結合を介して電力供給とデータ通信を行っているのに対し，人体に電極を接触させる人体通信の原理を応用し，利用者が身につけたRFIDのデータを利用者が手で触れる受信機で読み取る人体通信型RFIDを実現することである．2020年度は電力供給のシミュレーションと実験を行った．シミュレーションではタグ側電極として10×30mmの2枚の電極を外寸54×30mmに配置し，周波数21MHz，振幅2Vppの信号を印加した電極を指先で触れた場合，受信電力は約約7μWであった．実験は同じ電極寸法で周波数12.8MHz振幅2Vppの信号電極を手で触れ，受信電力は約1μWであった．これは目標の20μWより小さいが，共振回路の改良と送信電圧の増大により実現できると考えている．2021年度は負荷変調によるデータ通信を試みた．電力供給はまだ不十分であるため実験装置は電池駆動とした．搬送周波数13.56MHzを分周した周波数212kHzまたは424kHzの矩形波によってアナログスイッチをオンオフし，手首に接触させる2つの電極間インピーダンスを変化させ，指先または手のひらで触れた受信回路によってインピーダンス変化の検出を試みた．結果はアナログスイッチのゲート入力の静電容量の影響でスイッチングによる過渡的な信号が電極間に現れ，本来はインピーダンスのみが変化すべきところ実際には電極間に電気信号が現れてアクティブな人体通信と等価な状態になり，負荷変調によるデータ通信は確認できなかった．原因は十分に解明できていないが，本課題以前の研究において人体通信は送信電極間電圧1～2V程度で通信ができていることを考えれば，負荷変調というパッシブな方法にこだわらず，人体通信型RFIDでは受信した電力を用いてアクティブなデータ送信を行う可能性も考えられる．

は の purpose, this study generally の electromagnetic induction RFID が ま た は electromagnetic に よ る combining を interface し て power supply と デ ー タ communication line を っ て い る の に し, seaborne を に electrode contact さ せ る principle of human body communication の を 応 し, Ik が body に つ け た RFID の デ ー タ を ik が hand touch で れ る trusted machine で 読 み take る human communication type RFID を be presently す る こ と で あ る. The <s:1> power supply in 2020 is シ ュレ ショ ショ と laboratory を った. シ ミ ュ レ ー シ ョ ン で は タ グ side electrode と し て 10 x 30 mm の two の electrode を inch に configuration し 54 x 30 mm, outside cycle for 21 MHZ, amplitude 2 VPP の signal を Inca し た を refers to the first electrode touch で れ た occasions, trusted power は outside seven mu W で あ っ た. The actual test <s:1> is the same as that of じ electrode size method で frequency 12.8MHz amplitude 2Vpp <s:1> signal electrode を hand で touch れ, believed power じ approximately 1μWであった. こ れ は target の 20 mu W よ り small さ い が, resonance circuit の improved と messenger electric 圧 の raised large に よ り be presently で き る と exam え て い る. 2021 <s:1> load variation によるデ タ タ communication を test みた. The power supply 駆 まだ is not entirely the same as that of the であるため experimental device, which is driven by the battery 駆 と た. Move to cycle for a 13.56 MHz を weeks し た cycle for 212 KHZ ま た は の 424 KHZ square wave に よ っ て ア ナ ロ グ ス イ ッ チ を オ ン オ フ し, hand first に contact さ せ る 2 つ の electrodes イ ン ピ ー ダ ン ス を variations change さ せ, Refers to the first ま た は hand の ひ ら で touch れ た trusted loop に よ っ て イ ン ピ ー ダ ン ス variations change の 検 try out を み た. Results は ア ナ ロ グ ス イ ッ チ の ゲ ー ト の into force electrostatic capacity is の で ス イ ッ チ ン グ に よ る transition な signal が electrodes に れ now, originally は イ ン ピ ー ダ ン ス の み が variations change す べ き と こ ろ be interstate に は electrodes に electric 気 signal が now れ て ア ク テ ィ ブ な と human communication 価 な state に な り, Load change によるデ によるデ タ タ communication タ confirmation で な な った. Because は very に interpret で き て い な い が, this topic before の research に お い て human communication は messenger electrode electric 圧 1 ~ 2 v degree で communication between が で き て い る こ と を exam え れ ば, load - adjustable と い う パ ッ シ ブ な method に こ だ わ ら ず, Human communication type RFID で は trusted し た power を with い て ア ク テ ィ ブ な デ ー タ messenger line を う possibility も exam え ら れ る.

项目成果

人体通信型RFIDにおけるタグ条件に対する受信電力特性

人体通信RFID中标签条件的接收功率特性

• 发表时间: 2021
• 作者: Wu;Q.;Yoshimoto;N.;Nakano;N.;Kajiyama;S.;Xu;J.;Nakata;Y.;李贇，佐々木健，村松大陸
• 通讯作者: 李贇，佐々木健，村松大陸