RFID – avainteknologia kaikkialla läsnä olevaan älyyn

Elektroniset laitteet ympäröivät meitä lähes kaikkialla, ja niiden määrä kasvaa yhä. Visioissa on, että lopulta kaikki esineet on varustettu jollain sisäänrakennetulla elektronisella älykkyydellä¬ ja ne pystyvät kommunikoimaan keskenään.

–Tulevaisuudessa esineet pystyvät välittämään tietoa tilastaan langattomasti RFID-tekniikan avulla erilaisille keskustietokoneille, jotka välittävät tiedot käyttäjille erilaisten käyttöliittymien kautta. Näin muodostuu asioiden ja esineiden Internet, the Internet of Things, Juha Virtanen sanoo.

Radiotaajuinen tunnistustekniikka (RFID) on eräs keskeisimmistä langattomista tunnistusmenetelmistä, jonka varaan asioiden ja esineiden Internet tulee rakentumaan. RFID-tekniikan avulla voidaan toteuttaa täysin passiivisia, kompakteja ja siten erittäin halpoja langattomia tunnisteita, joita voidaan lukea useiden metrien päästä ilman näköyhteyttä tunnisteen ja lukijalaitteen välillä.

–Kun kaikki ympäristömme esineet varustetaan RFID-tunnisteilla, voidaan tuotteet yksilöidä, ja jopa niiden olinpaikka voidaan paikantaa langattomasti muutaman metrin tarkkuudella.

RFID-tekniikka voi myös tarjota esineille kyvyn aistia erilaisia parametreja niiden tilasta tai ympäristöstä, kun tunnisteisiin lisätään antureita. RFID-tekniikan merkittävä etu on, että antureista voidaan tehdä täysin passiivisia, jolloin niillä ei ole omaa virtalähdettä, vaan ne saavat tarvitsemansa tehon langattomasti.

–Näitä tietoja voidaan käyttää erilaisissa älykkäissä ympäristöissä. Ympäristö on kaiken aikaa tietoinen siitä, mitä esineitä siellä on, kuinka paljon niitä on, missä ne sijaitsevat ja mikä esineiden tai ympäristön tila on, Virtanen tiivistää.

Suurimmat haasteet asioiden ja esineiden Internetin tiellä ovat RFID-tunnisteiden hinta, niiden saumaton integroitavuus eri tuotteisiin sekä tunnisteiden toimintavarmuus. Painettavan ja tulostettavan elektroniikan valmistusmenetelmät tulevat tarjoamaan näihin uudenlaisia ratkaisuja. Esimerkiksi mustesuihkutulostustekniikalla antennit muodostetaan pisara pisaralta käyttäen metallinanopartikkelimusteita. Mustesuihkutekniikka täysin digitaalisena prosessina mahdollistaa hyvin nopean tuotannon mukauttamisen, jolloin eri applikaatioihin tai materiaaleille voidaan tulostaa erilaisia antenneja niiden toimintavarmuuden ja suorituskyvyn maksimoimiseksi. Lisäksi menetelmä on hyvin tehokas materiaalien suhteen. Sen synnyttämä jätemäärä on merkittävästi pienempi kuin esimerkiksi perinteisen kemiallisen etsauksen vastaava määrä.

Virtanen on kehittänyt väitöskirjassaan mustesuihkutulostustekniikalla valmistettuja UHF-taajuusalueen RFID-tunnisteantenneja sekä eri optimointimenetelmiä, joilla mustesuihkutulostustekniikalla valmistettujen antennien valmistuskustannuksia voidaan vähentää jopa noin 50 prosenttia. Lisäksi hän on kehittänyt passiivisia RFID-tunnisteita, joihin on integroitu kosteus- ja lämpötila-antureita. Tulokset osoittavat, että langattomia, passiiviseen RFID-tekniikkaan perustuvia antureita voidaan käyttää monissa eri applikaatioissa, joissa on tarve pitkäaikaiseen, kaikkialla läsnä olevaan aistimiseen.
 

Väitöstilaisuus perjantaina 21.12.
 

Diplomi-insinööri Juha Virtasen elektroniikan alaan kuuluva väitöskirja "Development of Sensor Integrated and Inkjet-Printed Tag Antennas for Passive UHF RFID Systems” (”Anturi-integroitujen ja mustesuihktutulostettujen tunnisteantennien kehitys passiivisiin UHF-alueen RFID-järjestelmiin") tarkastetaan Tampereen teknillisen yliopiston (TTY) tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa perjantaina 21.12.2012 kello 12 Tietotalon salissa TB111 (Korkeakoulunkatu 1, Tampere). Vastaväittäjinä toimii professori Raimo Sepponen (Aalto-yliopisto). Tilaisuutta valvoo dosentti Leena Ukkonen TTY:n elektroniikan laitokselta.

Juha Virtanen (28) asuu Tampereella ja työskentelee antennisuunnittelijana SMARTRAC Technology Finland Oy:ssä.

Lisätietoja: Juha Virtanen, puh. 040 776 5513, juha.virtanen@tut.fi