Công nghệ mới biến smartphone thành đầu đọc RFID

Công nghệ này kết hợp con chip được tích hợp trong bao bì sản phẩm và một bản cập nhật phần mềm trên điện thoại của bạn. Điện thoại có khả năng xác định các đối tượng dựa trên tín hiệu mà chip phát ra từ những tần số cụ thể, trong trường hợp này là Bluetooth hoặc Wifi. Trong môi trường công nghiệp, điện thoại thông minh được trang bị bản cập nhật phần mềm có thể được sử dụng làm đầu đọc RFID.

Đầu đọc thẻ RFID (RFID reader) hay còn gọi là đầu đọc nhận dạng tần số vô tuyến, là thiết bị được sử dụng để thu thập thông tin từ thẻ RFID và được sử dụng để theo dõi các đối tượng riêng lẻ. Sóng vô tuyến được sử dụng để truyền dữ liệu từ thẻ đến đầu đọc. Đầu đọc thẻ RFID kết nối với hệ thống máy tính chủ hoặc qua mạng và truyền nhận dữ liệu theo nhiều cách khác nhau. Kết nối thông qua hệ thống mạng cho phép đầu đọc hoạt động linh hoạt hơn so với kết nối trực tiếp với máy tính, và tạo ra một mạng lưới hệ thống liên kết với nhau.

Công trình khai thác những đột phá trong giao tiếp tán xạ ngược, sử dụng các tín hiệu đã được điện thoại thông minh tạo ra và chuyển hướng chúng trở lại ở định dạng mà điện thoại có thể hiểu được. Thực tế, kỹ thuật này sử dụng ít năng lượng hơn 1.000 lần so với công nghệ hiện đại để tạo tín hiệu wifi. Những tiến bộ này cho phép giao tiếp năng lượng rất thấp giữa các thành phần của Internet vạn vật (IoT) và phần cứng như bộ thu phát wifi hoặc Bluetooth, cho các ứng dụng như cảm biến trên cơ thể hoặc theo dõi tài sản. Con chip tùy chỉnh, có kích thước gần bằng hạt cát và chỉ tốn vài xu để sản xuất, cần rất ít năng lượng để có thể cung cấp năng lượng hoàn toàn bằng tín hiệu LTE - một kỹ thuật gọi là thu hoạch năng lượng RF. Con chip này biến đường truyền Bluetooth thành tín hiệu wifi và tín hiệu này được điện thoại thông minh phát hiện với bản cập nhật phần mềm cụ thể đó.

Hiện tại, việc tạo ra tán xạ ngược tiên tiến nhất yêu cầu 2 thiết bị bên ngoài: một để truyền và một để nhận và đọc tín hiệu. Nhóm nghiên cứu trình bày mạch tích hợp tán xạ ngược đầu tiên cho phép giao tiếp không dây và hoạt động không cần dùng pin đến từ một thiết bị di động duy nhất. Patrick Mercier, tác giả và giáo sư khoa Điện và Kỹ thuật Máy tính tại Đại học California San Diego, giải thích: “Cách tiếp cận này cho phép một cách mạnh mẽ, chi phí thấp và có thể mở rộng để cung cấp năng lượng và cho phép liên lạc theo cách giống như RFID, trong khi sử dụng điện thoại thông minh làm thiết bị đọc và cấp nguồn tín hiệu”.

Hứa hẹn rộng lớn hơn của công nghệ là phát triển những thiết bị không cần pin vì thay vào đó, chúng có thể thu năng lượng từ tín hiệu LTE. Dinesh Bharadia, giáo sư khoa Kỹ thuật Điện và Máy tính của UC San Diego cho biết điều này sẽ dẫn đến các thiết bị rẻ hơn đáng kể, tồn tại lâu hơn, lên đến vài thập kỷ. Bharadia bình luận: “Rác thải điện tử, đặc biệt là pin, là một trong những vấn đề lớn nhất mà hành tinh đang phải đối mặt, sau biến đổi khí hậu”.

Nhóm nhà nghiên cứu đạt được bước đột phá này bằng cách khai thác năng lượng từ tín hiệu điện thoại thông minh LTE và đệm năng lượng này vào một tụ điện lưu trữ năng lượng. Điều này lần lượt kích hoạt bộ thu phát hiện tín hiệu Bluetooth, sau đó được sửa đổi thành tín hiệu wifi phản xạ. Bản cập nhật phần mềm chỉ đơn giản là một chuỗi bit biến tín hiệu Bluetooth thành thứ gì đó có thể dễ dàng chuyển thành tín hiệu wifi hơn.

Ngoài ra, hầu hết các giao tiếp không dây công suất thấp hơn đều yêu cầu giao thức tùy chỉnh, nhưng thiết bị mà nhóm nhà nghiên cứu phát triển dựa trên giao thức giao tiếp phổ biến: Bluetooth, wifi và LTE. Đó là bởi vì điện thoại thông minh được trang bị cả bộ phát Bluetooth và bộ thu wifi. Thiết bị này có phạm vi 1 mét. Thêm pin sẽ tăng phạm vi hoạt động của thẻ lên hàng chục mét, nhưng cũng làm tăng chi phí. Thiết bị có kích thước nửa inch vuông, chi phí sản xuất chỉ vài xu. Các bước tiếp theo bao gồm tích hợp công nghệ trong một số dự án nghiên cứu khác để chứng minh khả năng của nó.

Nhóm hy vọng sẽ thương mại hóa thiết bị thông qua một công ty khởi nghiệp hoặc thông qua đối tác.