배터리 프리 UHF RFID: 린 산업 IoT의 열쇠

IoT의 급속한 확장은 배터리 구동 디바이스의 한계를 이미 조명하고 있습니다. 지속 가능성 관점과 예측 가능성 및 비용 측면에서 모두 그렇습니다. 2020년 Prudour 보고서에 따르면 2025년까지 소비자 및 산업용 IoT 시장이 합쳐서 미화 11.1조 달러에 달할 것으로 예상됩니다. 이러한 과제를 해결하기 위해 인더스트리 4.0 개발자들은 배터리 없는 솔루션으로 눈을 돌리고 있으며, 특히 RAIN RFID 얼라이언스가 주도하는 UHF RFID 기술이 앞장서고 있습니다.

Bluetooth SIG와 Wi-Fi 얼라이언스와 유사하게 RAIN RFID 얼라이언스는 UHF RFID를 클라우드에 연결하는 기술을 홍보하여 RFID 태그의 데이터를 인터넷을 통해 저장, 관리, 공유할 수 있게 합니다. 멤버십은 수동 UHF RFID에 관심 있는 모든 조직에 열려 있습니다.

오늘날 제조 현장은 RFID 태그에 저장된 데이터를 활용하여 유연하고 효율적이며 맞춤화된 생산을 주도합니다. 능동 태그나 바코드와 달리 수동 RFID 태그는 전용 전원이나 시선이 필요하지 않아 고자동화 환경과 린 공급망에 이상적입니다.

기술이 아직 떠오르는 중이지만, 현재 수동 RFID 칩을 RAIN RFID에 필요한 스마트 센싱 디바이스로 전환하는 솔루션을 제공하는 공급업체는 소수에 불과합니다. 이 IC 제품군은 온도, 습도, 움직임, 주변광, 전기 연속성, 재료 연성을 완전히 수동적으로 측정하여 표준 RAIN RFID 리더로 5~10미터 범위에서 데이터를 전송할 수 있습니다.

특별한 HW/SW 불필요

칩에서 리더로의 데이터 전송은 단 몇 밀리초만 걸리며 EPC Gen2 프로토콜을 완전히 준수합니다. 사용자는 추가 하드웨어나 소프트웨어 없이 측정된 값을 획득하고 처리할 수 있습니다. 기존 리더가 데이터를 캡처하고 해석하여 상위 시스템으로 전달할 수 있습니다. 물류 애플리케이션에서 예를 들어 자산 ID, EPC 번호, 센서 데이터가 모두 동시에 캡처됩니다.

인레이는 유연한 라벨부터 하드 태그까지 다양한 트랜스폰더 형식으로 변환 가능합니다. 통합 센서 IC가 있는 클래식 QFN 패키지는 열악한 환경에도 적합합니다.

인더스트리 4.0에 사용되는 통신 기술 비교 (출처: Asygn)

예측 유지보수 애플리케이션

배터리 프리 RFID 센서의 글로벌 시장은 배터리 프리 기술 발전과 R&D 투자 증가에 힘입어 연평균 13.3% 성장하여 2030년까지 미화 20억 9,900만 달러에 달할 것으로 Prudour는 보고합니다.

센서 IC는 이미 산업 현장에 배치되어 있습니다. 예를 들어 파이프 변형 감지는 전통적으로 스트레인 게이지나 복잡한 센서 어셈블리가 필요했습니다. 단일 칩에 모든 필수 구성 요소를 통합하고 UHF RFID로 통신함으로써 배터리와 외부 센서가 더 이상 필요하지 않습니다.

예측 유지보수 이점은 상당합니다. 마모나 임박한 고장을 예측함으로써 유지보수 팀은 중요한 문제에 집중할 수 있으며, 정확한 예측 모델을 뒷받침하는 대규모 데이터 세트를 생성합니다. 금속 초구조물(교량, 대형 건물, 기타 중요 인프라)은 주요 후보입니다. 제조 시 콘크리트에 프리 파워 센서를 임베딩하면 온도나 습도의 실시간 모니터링이 가능해져 이해관계자에게 지속적인 통찰력을 제공하고 치명적 고장의 위험을 줄입니다.

중장비 제조업체들도 수력 또는 풍력 발전소의 터빈 블레이드 과열 감지 같은 애플리케이션을 위해 이 기술을 탐구하고 있습니다. 압력 센서는 산업용 가스 실린더의 폭발을 방지할 수 있으며, 엘라스토머 임베디드 칩은 타이어 장착 압력 센서를 통해 차량 무게나 하중 측정을 가능하게 할 수 있습니다.

콘크리트에 프리 파워 센서를 임베딩하면 중요한 파라미터에 실시간 접근이 가능해져 구조물을 시간에 따라 모니터링할 수 있습니다. (출처: Asygn)

산업 외에도 개발자는 농업과 의료를 목표로 합니다. 리더를 장착한 드론이 온실과 밭 상태를 모니터링할 수 있고, 가축을 추적하고 체온을 모니터링하여 질병을 조기에 탐지할 수 있습니다. 보철 기기에 통합된 RFID 센서는 변형이나 온도 편차를 드러내어 기술자가 오작동이 문제가 되기 전에 개입할 수 있게 합니다.

산업은 이미 IoT를 수용했습니다. 다음 단계는 인더스트리 4.0 솔루션을 더 린하고 효율적으로 만들어 ROI를 극대화하는 것입니다. 배터리 프리 UHF RFID 기술이 그 길을 닦고 있습니다.

—Frédéric Maricourt, Asygn 영업 이사.

>> 이 기사는 원래 자매 사이트인 EE Times Europe에 게시되었습니다.