Batterien? Einfach mit Radiowellen reprogrammieren!

25. Oktober 2017, 10:54 Uhr
HF-Programmer! Bild: Technische Universität Delft, EWI-Fakultät.
HF-Programmer! Bild: Technische Universität Delft, EWI-Fakultät.
Bei all der Aufmerksamkeit, die der Sieg beim Solar Race 2017 durch die Technische Universität Delft auf sich zog, gehen andere Spitzentechnologien dieser Uni leicht unter. So hat 2016 eine Forschungskooperation der University of Washington mit der TU Delft zum Resultat geführt, einen Mikrocontroller mit Radiowellen zu versorgen und ihn gleichzeitig zu programmieren. Zwar handelt es sich dabei nicht um das schnellste Exemplar (ein 16-bit-RISC-Controller 16-bit-Mikro mit nur 0,016 GHz Takt), aber die Sache kommt ohne Batterie oder Netzteil aus. Versuchen Sie das mal mit einer 32-bit-Version bei 1 GHz! Funk ist ja eh schon ein wichtiges Thema beim IoT etc.

Das vor über 10 Jahren begonnene WISP-Projekt (Wireless Identification and Sensing Plattform) bei den Intel Labs versuchte, ein programmierbares Gerät zu bauen, das bei Lese- und Schreibvorgängen von Umgebungsenergie leben kann. Viele Jahre später kam dann der Typ MSP430FR5969 von Texas Instruments mit 64 KB FRAM (ferroelektrisches RAM) und 2 KB konventionellem RAM. Die gute Nachricht: Der Stromverbrauch des FRAM beim Schreiben von Daten ist und das 100-fache niedriger als bei früheren WISP-Geräten.

Dr. Przemyslaw Pawelczak von der TU Delft entwickelte die WISP-Plattform weiter zu Wisent – ein robustes Kommunikationsprotokoll für CRFIDs, das auf dem UHF-RFID-Kommunikationsprotokoll EPC C1G2 basiert. Neu an Wisent ist seine Fähigkeit, die vom Lesegerät gesendete Frame-Länge basierend auf dem Längen-Drosselungsmechanismus adaptiv zu verändern, um die Übertragungszeiten bei unterschiedlichen Kanalbedingungen zu minimieren.

Die Experimente von Pawelczak zeigen, dass Wisent die Übertragung bis zu 16-mal schneller als eine nicht-adaptive äquivalente Vorrichtung (d.h. eine fixe Wortlänge) in einer Entfernung von einem Meter ermöglicht. Er programmierte drahtlose CRFIDs ohne Batterie an Bord und verwendete HF-Energie, um das Gerät nicht nur aufzuwecken und mit Strom zu versorgen, sondern es auch neu zu programmieren.
 
 
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