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
1
EnergyHarvestingActiveNetworkedTags
3
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
4
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
5
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
6
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
9
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
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)
11
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
14
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。
15
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
16
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
19
・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。