Energy harvesting active networked tags (en han ts)
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Energy Harvesting Active Networked Tags (EnHANTs) for ubiquitous object networking M. Gorlatova, P. Kinget, I. Kymissis, D. Rubenstein, X. Wang, and G. Zussman IEEE Wireless Communications, Dec 2010 浅浅 浅浅浅 ・ B4 浅浅浅 1
Transcript of Energy harvesting active networked tags (en han ts)
Energy Harvesting Active Networked Tags (EnHANTs)for ubiquitous object networking
M. Gorlatova, P. Kinget, I. Kymissis, D. Rubenstein, X. Wang, and G. Zussman
IEEE Wireless Communications, Dec 2010
浅見・川原研 B4 鈴木有
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Bar code (1952-)
RFID (1985-)
EnHANTs ? (2009-)
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EnergyHarvestingActiveNetworkedTags
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周りの環境から電力を回収して （エナジーハーべスティング）
自立的にネットワークを形成する （タグ同士で通信し合う）
ID タグ
EnergyHarvestingActiveNetworkedTags
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周りの環境から電力を回収して （エナジーハーべスティング）
自立的にネットワークを形成する （タグ同士で通信し合う）
ID タグ
EnergyHarvestingActiveNetworkedTags
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周りの環境から電力を回収して （エナジーハーべスティング）
自立的にネットワークを形成する （タグ同士で通信し合う）
ID タグ
EnergyHarvestingActiveNetworkedTags
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周りの環境から電力を回収して （エナジーハーべスティング）
自立的にネットワークを形成する （タグ同士で通信し合う）
ID タグ
1.RFID との比較、 EnHANTs とは
2.EnHANTs を実現する要素技術
3.prototype の紹介
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同じ ID タグとしてRFID とは何が違うのか
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RFID EnHANTs
通信を行うタイミング
リーダーに近づけた時(passive)
自ら通信を行う(active)
通信先 リーダー⇔ ID タグの一対一通信
タグ同士でマルチホップネットワークを形成
電源 電池 or リーダーから供給
Energy Harvesting
RFID は電力、通信のタイミングなどをリーダーに依存している
陳列物品の管理における RFID の不便さ
タグに Readerをいちいちかざす
Reader( アンテナ )を各所に配置
OR
→EnHANTs はタグ自身が周囲と ID 情報を交換
EnHANTs とは・環境エネルギーを回収 ( 屋内の太陽光発電が
主 )・超低電力で動作 ( 数 nJ / bit レベル )
・タグ同士でマルチホップネットワークを形成・ 1~10m の近距離通信
・薄くて、柔軟な ID タグ応用 物品管理（図書館の本、倉庫の荷物、店舗の商品）
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1.RFID との比較、 EnHANTs とは
2.EnHANTs を実現する要素技術
3.prototype の紹介
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EnHANTs を実現する要素技術
• 有機太陽電池の利用
• UWB の利用
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有機太陽電池の利用利点
・ flexible・少ない光量でも比較的高い電圧を保持（屋内の光でも、バッテリー充電可）
欠点
・効率が悪い (1-1.5%) cf. Si(10-20%)
→ システム全体の電力効率を上げることによりカバー
・水や酸素に反応しやすい→ 薄いフィルムで覆うことにより回避できる
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UWB(Ultra-WideBand) の利用1GHz 程度の広い周波数帯に拡散して送る、通信方式
極短時間のパルス波を使う
→ 単純な信号かつ短時間。信号を送る電力が少ない送受信に必要なエネルギーが transmit < receive と逆転。
→ 超低消費電力
筆者らのグループではReciever : 1.65nJ/bitTransmitter: 280pJ/bitData rate: 1Mb/sを達成。
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その他 (future work)
- UWB のエネルギー消費が transmit < receive という特性
・ EnHANTs に適した制御プロコトルが必要
Challenge ・ Cross layer control ・ inaccurate clocks ・ a high power mode ・ three state(independent, paired, communicating) ・ transmit-only tag ・ inventory theory applied to energy optimization
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1.RFID との比較、 EnHANTs とは
2.EnHANTs を実現する要素技術
3.prototype の紹介
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Prototype の作成
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まとめ・ EnHANTs とは、タグ自身がネットワークを形成し、
電源を自ら作り出すため、リーダーに依存しない ID タグ
・有機太陽電池・ UWB の技術の進歩により、実現が近づいている。
・これからの課題は、 EnHANTs 特有のプロコトルの検討
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・エナジーハーベスティングの技術を利用したおもしろいアプリケーションだと思い、選びました。・システムについての定量的な評価がほとんどなく、まとめるのに苦労した。
ご清聴ありがとうございました
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