Wirelessely powered mobile sensor - energy harvesting experiments

• Autorzy: Gonek P. , Lisowski M. , Uhl T.

Warianty tytułu

PL

Zasilany bezprzewodowo czujnik mobilny - eksperymenty dotyczące odzysku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents an idea of wirelessly powered mobile sensors utilizing cloud management system similar to the swarm robotics. Sensors are based on the previously developed wireless passive sensors working with RFID protocol in the HF range. Preliminary research presented in this paper is related to the energy harvesting efficiency evaluation and the possibility to wirelessly power an electric motor. Performed experiments show that the magnetic field generated by the RFID reader antenna provides enough amount of energy not only to perform communication, measurements and computation, but to power the actuators as well. Achieved results state a base for further investigation in the area of wireless passive mobile sensors.

PL

W pracy zaprezentowano koncepcję zasilanego bezprzewodowo czujnika mobilnego wykorzystującego system zarządzania w chmurze, podobny do stosowanego w zarządzaniu rojem robotów. Projekt czujnika został oparty na opracowanych wcześniej bezprzewodowych czujnikach pasywnych opartych na technice RFID, pracujących w zakresie wysokich częstotliwości HF (z ang. High Frequency). Pierwsze doświadczenia, zaprezentowane w publikacji, odnoszą się do oceny efektywności możliwości pozyskiwania energii z sygnału emitowanego przez czytnik RFID oraz sprawdzenia możliwości bezprzewodowego zasilania silnika elektrycznego. Wykonane eksperymenty pokazują, że pole magnetyczne wytworzone przez antenę czytnika RFID, dostarcza wystarczającą ilość energii nie tylko do komunikacji pomiędzy czytnikiem a czujnikiem, pomiarów i obliczeń, ale również do zasilania aktuatorów. Zaprezentowane wyniki stanowią bazę dla dalszych doświadczeń w zakresie bezprzewodowych pasywnych czujników mobilnych.

Słowa kluczowe

EN

mobile sensor; passive sensor; wireless sensor; energy harvesting

PL

czujnik mobilny; czujnik pasywny; czujnik bezprzewodowy; odzysk energii

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 18, No. 1
• Strony: 37--44
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Gonek P.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Robotics and Mechatronics Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Lisowski M.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Robotics and Mechatronics Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

autor

Uhl T.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mechanical Engineering and Robotics, Department of Robotics and Mechatronics Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. Matin MA. Wireless Sensor Networks - Technology and Applications, InTech, 2012.
• 2. Bojko T, Lisowski W, Bednarz J. Problems of development of wireless sensor for experimental modal analysis, Diagnostyka, 2003; 3(51): 49 - 58.
• 3. Mohamed N, Al-Jaroodi J, Jawhar I, Eid A. Using Mobile Sensors to Enhance Coverage in Linear Wireless Sensor Networks, 2013 12th IEEE International Symposium on Network Computing and Applications (NCA), 22-24 Aug. 2013, Cambridge, USA: 1 - 6, 2013.
• 4. Xiao J, Sun S, Xi N. ZigBee protocol based mobile sensor node design and communication configuration implementation, 2009 Chinese Control and Decision Conference, 17-19 June 2009, Guilin, China: 4702 - 4707.
• 5. Zhang M, Du X, Nygard K. Improving coverage performance in sensor networks by using mobile sensors, 2005 IEEE Military Communications Conference – MILCOM 2005, 17-20 Oct. 2005, Atlantic City, USA, Vol. 5: 3335 - 3341.
• 6. Gomez A, Andri TR, Cavigelli L, Sigrist L, Benin L. Self-Sustainable Smart Wearable Device with Energy Harvesting for Context Recognition Applications, Texas Instruments Innovation Challenge, Europe Design Contest 2015.
• 7. Smith JR. Wirelessly Powered Sensor Networks and Computational RFID, Springer: New York, 2013.
• 8. Janeczek K, Jakubowska M, Koziol G, Jankowski-Mihulowicz P. Passive UHF RFID-Enabled Sensor System for etection of Product's Exposure to Elevated Temperature, Metrology and Measurement Systems, 2013;20(4): 591 - 600.
• 9. Jankowski-Mihulowicz P, Kalita W. Modelling and Design of HF RFID Passive Transponders with Additional Energy Harvester, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Antennas and Propagation, 2013, Article ID 242840.
• 10. Lisowski M, Gonek P, Uhl T. Method of wireless passive temperature measurement for diagnostic purposes, Diagnostyka, 2014; 15(2): 3 - 6.
• 11. Lisowski M, Gonek P, Korta J, Uhl T, Staszewski WJ. Structural damage detection using wireless passive sensing platform based on RFID technology, Structural Control and Health Monitoring, 2016; 23(8): 1135-1146.
• 12. Brandl M, Kellner KH, Grabner G, Grabner J. Utilizing RFID Technology for Biomedical Sensor Applications-World Congress on Medical Physics and Biomedical Engineering, September 7 - 12, 2009.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).