广告

带RFID标签的尿布:无关紧要的追求还是颇具意义的应用?

2020-05-11 08:47:08 Bill Schweber 阅读:
我不得不承认,真正有益大众的创新有时确实是利用现有的先进技术来解决一些长期困扰人们的小问题。一个人眼里的小麻烦,却可能是长期困扰另一个人的大问题。

每当我看到一款应用利用各种先进技术只为解决一个看起来微不足道的问题,就会感触良多。一方面,我会想,“这么多工程师和工作人员如此努力就是为了解决这个问题?”另一方面,我又不得不承认,真正有益大众的创新有时确实是利用现有的先进技术来解决一些长期困扰人们的小问题。一个人眼里的小麻烦,却可能是长期困扰另一个人的大问题。难怪在每年一月的CES国际消费电子展前后(不限于这个时间段),会大量涌现这类产品。YCeednc

麻省理工学院(MIT)最近的一个项目就让我产生了这种复杂的感情,也再次使我试着从不同角度看问题。这个应用的思路非常简单:通过嵌入一个无源射频识别(RFID)湿度传感器,MIT团队开发出易于使用的低成本尿布状态检测系统,若检测到尿布湿了,则通过智能手机向护理人员发送信号。YCeednc

RFID标签在制造过程中被置入婴儿尿布的高吸水性树脂(SAP,一种水凝胶,常用于吸收水分,还有许多其他用途)层中。当水凝胶变湿时,原本不导电的SAP材料会膨胀并具有微弱的导电性——足以触发RFID标签将无线信号发送至大约1米远的小型RFID阅读器(图1)。该系统不需要电池,而是使用人们熟知的RFID标签反向散射原理来产生电力。YCeednc

YCeednc

图1:尿液使尿布的高吸水性水凝胶树脂导电并触发无源RFID,附近的RFID阅读器收到尿布湿了的通知并报告给智能手机。 (图片来源: MIT News)YCeednc

这不是第一个“湿尿布”检测和信号系统。也有一些系统是将无线和蓝牙器件连接到尿布的外部,有些还需要较大的电池为远程互联网连接供电。这些传感器可重复使用,但在连到每个新尿布之前必须清理干净。显然,这种解决方案成本较高并且用起来麻烦。YCeednc

相比之下,这种无源RFID方案的成本估计只有几美分,MIT项目小组还特意参观了尿布生产厂,以了解尿布的制造过程并确保在批量生产中可以置入RFID标签。RFID标签由两个部分组成:一个是用于反向散射射频信号的天线,另一个是存储标签信息的RFID芯片。传感器本身的形状就像一个领结,中间部分包含RFID芯片,RFID芯片连接领结两边由SAP制成的三角形。YCeednc

在非接触式识别和标签应用中,人们有时会将RFID与广泛使用的“零成本”条形码进行对比。很明显RFID利用了SAP材料导电性可以改变的特性,并且连接到无源标签,从而实现印刷条形码不能实现的功能。YCeednc

一方面,这种“尿布+无源RFID”系统看起来比问题本身更大更复杂。或者说,这种方案只是要找个问题来解决——世上的问题多得很。另一方面,在幼儿园或养老院,用扫描仪进行快速检查非常节约时间,它鼓励及时更换尿布,以避免产生皮疹或其他问题。我想如果我照看过很多新生儿或没经过大小便训练的幼儿,可能会给出更中肯的意见。YCeednc

解决了一个几乎不是问题的小问题,却给人们的生活带来很大的改变,这种事当然不是第一次发生。其中一个例子是3M发明的非常方便的“Post-It”便利贴(阅读“History Timeline: Post it Notes”可以了解3M不寻常的发展历史和普及之路)。之前我们确实可以用回形针、订书钉或胶带等把便笺贴在物件上,但这些方法可能会损坏物件的表面。半粘性便笺毫无疑问让事情变得更容易了,但粘合剂的基本配方以及把粘合剂涂到每张便笺的技术都很复杂,大批量生产厚度和粘性完全一样的便笺也相当不容易。YCeednc

如果你想更深入地了解MIT的这款RFID湿度检测尿布,可以查看发表在IEEE Sensors Journal上的论文 “Low-Cost Diaper Wetness Detection Using Hydrogel-Based RFID Tags”。MIT网站上也有一篇通俗易懂的概述文章“Low-cost ‘smart’diaper can notify caregiver when it’s wet”。有一点是肯定的:无论好坏如何,这是一种创新,在非技术性媒体上都得到了很多关注。毕竟,即使普通大众不懂无源射频识别的基本原理,他们也能理解这个“难题”,明白RFID尿布用起来多么简单。YCeednc

你还能想到其他类似的例子吗,能造福人类、没什么缺点、看起来简单却采用了先进的技术?你对这款无源RFID传感器标签解决方案有何看法?不重要?很聪明?有点傻?没必要?很有用?会受欢迎?太复杂?绝对需要?YCeednc

(原文刊登于ASPENCORE旗下Planet Analog网站,参考链接:Diapers with RFID: Trivial Pursuit or Widely Useful?YCeednc

本文为《电子技术设计》2020年05月刊杂志文章,版权所有,禁止转载。免费杂志订阅申请点击这里YCeednc

本文为电子技术设计原创文章,未经授权禁止转载。请尊重知识产权,违者本司保留追究责任的权利。
Bill Schweber
EE Times/EDN/Planet Analog资深技术编辑。Bill Schweber是一名电子工程师,他撰写了三本关于电子通信系统的教科书,以及数百篇技术文章、意见专栏和产品功能介绍。在过去的职业生涯中,他曾担任多个EE Times子网站的网站管理者以及EDN执行编辑和模拟技术编辑。他在ADI公司负责营销传播工作,因此他在技术公关职能的两个方面都很有经验,既能向媒体展示公司产品、故事和信息,也能作为这些信息的接收者。在担任ADI的marcom职位之前,Bill曾是一名备受尊敬的技术期刊副主编,并曾在其产品营销和应用工程团队工作。在担任这些职务之前,他曾在英斯特朗公司(Instron Corp., )实操模拟和电源电路设计以及用于材料测试机器控制的系统集成。他拥有哥伦比亚大学电子工程学士学位和马萨诸塞大学电子工程硕士学位,是注册专业工程师,并持有高级业余无线电执照。他还在计划编写和介绍了各种工程主题的在线课程,包括MOSFET基础知识,ADC选择和驱动LED。
  • 微信扫一扫
    一键转发
  • 最前沿的电子设计资讯
    请关注“电子技术设计微信公众号”
  • 汽车EMC电磁兼容试验中的问题如何解决? 在巨大算力的支持下,不仅提升了整车操控的流畅性,还使得车辆具备全生命周期的硬件升级进化能力。由于数据量的提升,高速数据连接成了智能汽车里面的必要的选择。汽车和整个社会的电气化时代已然来临,现代汽车环境内外均出现了各种EMI相关的问题。
  • Melexis发布先进的磁性位置传感器芯片 Melexis今日宣布,推出全新的绝对磁性位置传感器芯片MLX90376,具备强大的杂散场抗干扰能力(SFI),适用于360°旋转汽车应用。
  • CAN&485总线隔离方案多?金升阳有妙招! CAN和485都是工业通信中常用的现场总线,做好通信总线的隔离防护是产品可靠、稳定的重要前提。那么该如何做好通信总线的隔离防护呢?隔离方案众多,该如何选择适合的方案呢?本文为您解答!
  • 车规级高速CAN总线收发器——SCM3425ASA 为满足客户更高可靠性的需求,金升阳现推出满足AEC-Q100车规级测试的SCM3425ASA总线收发器。其耐压能力达-42V~42V,具有强抗电磁干扰能力,极低电磁辐射能量,以及总线引脚瞬态保护、过热保护等功能,同时支持CANFD。
  • #金升阳科技 广州金升阳科技有限公司,国家高新技术企业,已连续六年荣登广东省制造业500强榜且排名稳步提升,2022年荣获国家级专精特新“小巨人”称号,是国内集研发、生产、销售于一体的服务全球的电源解决方案提供商。 金升阳自主创立“MORNSUN”品牌,拥有8万+平方米生产基地,45条SMT生产线,自动化率高达70%,产能可达150kk/年。金升阳致力于为汽车电子、轨道交通、工业、医疗、电力、智能交通、智慧城市等领域提供一站式电源解决方案。如今,金升阳自主设计的车载级电源和芯片已在车载电池管理、电机驱动、电控三大方面拥有成熟的应用,为汽车电子行业的客户提供“无忧电源”。
  • IAR Systems更新Visual Studio Code扩展 用于代码构建和调试的IAR Visual Studio Code扩展备受市场喜爱,其最新 1.20 版进一步简化了嵌入式开发工作流程
  • 好车配好芯:车规级芯片解决方案 芯洲科技的两项自主专利加持使得产品性能指标都有一定的优势。具有完善的过流,过温以及欠压等保护机制,可满足工业及车载市场的高可靠性要求。在功率密度和效率,静态功耗和抗EMI干扰等方面具有显著优势。
  • SCT2632Q降压转换器 SCT2632Q是一款3A降压转换器,具有宽输入电压,从4.2V到60V,集成了220mΩ高压侧MOSFET。SCT2632采用峰值电流模式控制,支持脉冲跳过调制(PSM),以帮助转换器在轻负载或待机状态下实现高效率条件。SCT2632具有可编程开关频率,从100kHz到1.2MHz,带有外部电阻器,它提供了优化效率或外部组件大小的灵活性。
  • 技术文章Banner 技术文章Banner
  • CSA37F62:车规级压力触控人车交互产品 CSA37F62内部包含高性能MCU内核,高性能放大器及高精度ADC,支持多种通讯接口,适用于汽车门把手、方向盘、座舱中控屏、汽车座椅、内外饰等压力按键应用场景,带来全新的智能交互、简约美观和更具科技感的压力触控交互体验。
  • CS32A010:高性能车载智能环境检测产品 芯海科技SmartAnalog®系列的首颗智能化模拟产品CS32A010,集成高精度ADC、高可靠模拟性能、智能化控制模块及完整的片上解决方案,能够实现电压、电流、化学、生物、光电、温度、压力、烟雾探测等环境信号测量。
  • 意法半导体发布车规音频功放芯片,为紧急救援、远程信 FDA803S和FDA903S是意法半导体FDA(纯数字放大器)系列中最新的单通道全差分10W D类音频功率放大器。目标应用包括紧急道路救援、远程信息处理等需要音频通道产生最高10W标准输出功率的语音、音乐或提示消息的任何汽车系统。
广告
热门推荐
广告
广告
EE直播间
在线研讨会
广告
广告
面包芯语
广告
向右滑动:上一篇 向左滑动:下一篇 我知道了