Подпишитесь на Deepl pro для редактирования данного документа

Подпишитесь на DeepL Pro для редактирования данного документа.
Дополнительную информацию можно найти на странице www.DeepL.com/pro.

A B C T R A C T

Yaqin maydon magnit induktsiyasi (NMF) aloqasi an'anaviy radiochastota (RF) aloqalariga nisbatan bir qator afzalliklarni va'da qiladigan yangi texnologiya bo'lib, kam quvvat iste'moli, turli xil qiyin tarqalish muhitida (masalan, suv, bo'lmagan) ishonchli ishlash qobiliyatini o'z ichiga oladi. -ferromagnit metallar, tuproq, yangi oziq-ovqat va go'shtning to'qimalari muhiti va boshqalar), shuningdek, tez parchalanish tufayli sizib chiqish ehtimoli kam. Bunga qo'shimcha ravishda, MI texnologiyasi samarali quvvat uzatish uchun ham foydali bo'lganligi sababli, u passiv belgilash imkonini beradi. Ushbu maqolada biz NFMI texnologiyasining texnik tavsifini va uning RF muhitida bir nechta ilovalar uchun potentsialini taqdim etamiz. Shuningdek, biz NFMI texnologiyasi va uni turli ilovalarda qo'llash bilan bog'liq bir qator masalalarni belgilab oldik.

1. Kirish

Joriy IoT-ga asoslangan avtomatlashtirish shahar yoki shaharchani tirik ushlab turadigan ko'plab faoliyat va jarayonlarni o'zgartirishi kutilmoqda. Smart sensorlar va qisqa masofali simsiz aloqalar murakkab avtomatlashtirish xizmatlarini yaratish uchun asosdir. Radiochastota (RF) aloqalari (masalan, Bluetooth, WiFi) yaxshi o'rnatilgan va ochiq, tartibsiz muhitda yaxshi ishlaydi. Biroq, radiochastota aloqasini qiyinlashtiradigan xususiyatlarga ega bo'lgan muhitda aloqa ehtiyojlari tobora ortib bormoqda - signalning yuqori yutilishiga olib keladigan suv yoki o'simlik/hayvon to'qimalari muhiti, signalning diffraktsiyasi yoki ekranlanishiga olib keladigan metall buzilish yoki o'ta og'ir kuchlanishga olib keladigan er osti operatsiyalari. murakkab aloqa kanali. Pastki chastotalarni tanlash orqali yutilishni kamaytirish signalning zaiflashishiga yordam beradi [ 1 , 2 ], lekin kattaroq antennalardan foydalanishni talab qiladi, bu esa kiruvchi o'lcham va yaqin atrofdagi radiolarga jiddiy shovqinlarni keltirib chiqaradi. Bundan tashqari, RF radiolarining quvvat iste'moli odatda ancha yuqori. Mahalliylashtirish muhim bo'lsa, tor diapazonli RF texnologiyalari faqat bir necha metr aniqlikni ta'minlaydi, bu etarli bo'lmasligi mumkin [ 3 ].
muhitda ishlamaydigan yana bir yaxshi tasdiqlangan texnologiya . Visible Light Communication (VLC) shaffof axborot vositalari orqali koʻrish chizigʻi aloqasi uchun ajoyib texnologiyadir, lekin uning ishlashi toʻsiqlar mavjud boʻlganda pasayadi.
Ushbu cheklovlar tufayli biz yaqin maydon magnit induksiyasi (NFMI yoki oddiygina MI) aloqasini rivojlantirishga e'tibor qaratdik. MI
ulanish ikkita mos keladigan sariq o'rtasidagi rezonansli induktiv ulanish (RIC) printsipiga asoslanadi , ularning har biri bir xil rezonans chastotali LC sxemasini hosil qiladi. MI Communication (MIC) magnit maydonni modulyatsiya qiladi va MI qurilmalari o'rtasida yaqin maydon aloqasi (NFC) uchun asos bo'ladi. Bunday ulanish elektr maydonini to'sib qo'yish orqali (masalan, alyuminiy folga bilan) sof magnitlangan bo'lishi mumkin va shuning uchun elektr maydoni bilan bog'liq bo'lgan odatiy zaiflashuv va diffraktsiyadan aziyat chekmaydi. Ushbu afzalliklarga ko'ra, MI aloqasi suv osti [ 4 ], er osti [ 5 ] va mahalliy tarmoqlar [ 6 ] kabi RF muammolari bo'lgan ba'zi muhitlar uchun o'rganilgan va ba'zi tijorat mahsulotlari allaqachon mavjud, masalan, NXP audio eshitish vositalari [ 7 ] va RuBee MI teglari mahsulotlarni etiketlash uchun foydalidir [ 8 ].
Ushbu maqolada biz NFMI texnologiyasi va kommunikatsiyalari haqida batafsil ma'lumot beramiz va uning tadqiqot muammolari va rivojlanayotgan IoT infratuzilmasida qisqa masofali simsiz aloqa ehtiyojlariga qo'llanilishini muhokama qilamiz. Adabiyotda er osti aloqalari [ 9 ], suv osti aloqalari [ 10 ], biotibbiyot ilovalari [ 11 ] va boshqalar kabi turli xil ilovalar kontekstida magnit induksiyadan foydalanish bo'yicha bir nechta sharh maqolalari mavjud bo'lsa-da , NFMI texnologiyasining keng qamrovli muhokamasi. va joriy adabiyotda ilovalar yo'q . Ushbu maqolada biz bunday umumiy ko'rinishni taklif qilamiz va oziq-ovqat logistikasi, avtomatlashtirilgan aktivlarni kuzatish, inventar nazorati va aqlli chakana savdoda NFMI ning qo'llanilishi va aloqa muammolarini ko'rib chiqamiz. Shuningdek, biz boshqa sharhlarda ko'p yoritilmagan mavjud NFMI qurilmalari va prototiplarini ko'rib chiqamiz.
Umuman olganda, maqola quyidagicha. 2 -bo'lim qisqacha muhokama qilinadi
ikkala NFMI, an'anaviy yaqin dala RF / ultratovush aloqasi

✩ Ushbu ish AQSh Milliy Fan Jamg'armasi (NSF) tomonidan CNS-1744187 va CNS-1844944 grantlari tomonidan qo'llab-quvvatlandi.

^∗ Muxbir muallif.
Elektron pochta manzillari: [e-mail] (A.Pal), [e-mail] (K.Kant).
https://doi.org/10.1016/j.comnet.2020.107548
2020-yil 29-aprelda olingan; 2020-yil 26-iyulda qayta koʻrib chiqilgan shaklda olingan; 2020-yil 4-sentabrda qabul qilingan
Onlayn 2020-yil 16-sentyabrda mavjud
1389-1286/© 2020 Elsevier BV Barcha huquqlar himoyalangan.

texnologiyalari va VLC va ular orasidagi taqqoslashni ko'rsatadi. 3 -bo'limda magnit induksiya va MI-ga asoslangan ulanishning nazariy asoslari muhokama qilinadi. 4 -bo'limda NFMI aloqa texnologiyalarining ba'zi tijorat va eksperimental qo'llanilishi qisqacha tavsiflanadi . 5 -bo'lim NFMI texnologiyasidagi so'nggi yutuqlarni ko'rib chiqadi. 6 -bo'limda MI texnologiyasi jozibador bo'lgan bir nechta qiyin aloqa ilovalari muhokama qilinadi. Ushbu bo'lim, shuningdek, NFMI ning turli dastur stsenariylarida RF bilan qanday birga yashashi va birlashtirilishi mumkinligini ham muhokama qiladi. 7 -bo'limda NFMI aloqalarini ta'minlash va takomillashtirish bo'yicha ba'zi tadqiqot muammolari muhokama qilinadi. Maqolaning oxirida 8 -bo'lim berilgan .

2.