Batteriløse smartenheder tættere på virkeligheden

Forskere ved University of Waterloo har taget et kæmpe skridt i retning af at lave smarte enheder, der ikke bruger batterier eller kræver opladning.

Disse batterifrie genstande, som har en IP-adresse til internetforbindelse, er kendt som Internet of Things (IoT) enheder. Hvis en IoT-enhed kan fungere uden batteri, sænker det vedligeholdelsesomkostningerne og gør det muligt at placere enheden i områder, der er uden for nettet.

Mange af disse IoT-enheder har sensorer i sig til at registrere deres miljø, fra et rums omgivende temperatur og lysniveauer til lyd og bevægelse, men en af ​​de største udfordringer er at gøre disse enheder bæredygtige og batterifrie.

Professor Omid Abari, Postdoktor Ju Wang og professor Srinivasan Keshav fra Waterloo's Cheriton School of Computer Science har fundet en måde at hacke radiofrekvensidentifikation (RFID) tags på, de allestedsnærværende snoede bånd af metal med en lille chip fundet i forskellige genstande, og give enhederne mulighed for at fornemme miljøet.

"Det er virkelig nemt at gøre, " sagde Wang. "Først, du fjerner plastikdækslet fra RFID-mærket, klip derefter en lille del af mærkets antenne ud med en saks, Sæt derefter en sensor på tværs af de afskårne stykker af antennen for at fuldføre kredsløbet."

I deres lagerform, RFID-tags giver kun identifikation og placering. Det er hacket, som forskerholdet har lavet – at skære taggets antenne over og placere en sensorenhed henover det – der giver tagget mulighed for at fornemme sit miljø.

For at give et mærke øjne, forskerne hackede et RFID-tag med en fototransistor, en lillebitte sensor, der reagerer på forskellige lysniveauer.

Ved at udsætte fototransistoren for lys, det ændrede egenskaberne for RFID-antennen, hvilket igen forårsagede en ændring i signalet til læseren. De udviklede derefter en algoritme på læsersiden, der overvåger ændringer i mærkets signal, det er sådan, den registrerer lysniveauer.

Blandt de enkleste hacks er at tilføje en switch til et RFID-tag, så det kan fungere som et tastatur, der reagerer på berøring.

"Vi ser dette som et godt eksempel på et komplet software-hardware-system til IoT-enheder, " sagde Abari. "Vi hackede simpel hardware – vi skar RFID-tags og placerede en sensor på dem. Derefter designede vi nye algoritmer og kombinerede softwaren og hardwaren for at muliggøre nye applikationer og muligheder.

"Vores vigtigste bidrag er at vise, hvor nemt det er at hacke et RFID-tag for at skabe en IoT-enhed. Det er så nemt, at en nybegynder kunne gøre det."

Forskningspapiret af Wang, Abari og Keshav med titlen, Udfordring:RFID Hacking for Fun og Profit-ACM MobiCom, optrådte i Proceedings of the 24th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, 29. oktober-2. november, 2018, New Delhi, Indien, 461-70.