Research on Perpetual Wireless Sensor Networks enabled by Wireless Power Transfer

• Project/Area Number: 22680004
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Computer system/Network
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: KAWAHARA Yoshihiro 東京大学, 情報理工学(系)研究科, 准教授 (80401248)
• Project Period (FY): 2010-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥23,270,000 (Direct Cost: ¥17,900,000、Indirect Cost: ¥5,370,000); Fiscal Year 2013: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000); Fiscal Year 2012: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2011: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000); Fiscal Year 2010: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
• Keywords: センサネットワーク / 無線電力伝送 / センサネット / ユビキタス / 電磁界共振結合 / エナジーハーベスティング

Research Abstract

This research aims at realizing a new information infrastructure that allows sharing energy among sensor nodes as well as data. This system solves the energy supply problem that is considered as a barrier to penetrate wireless sensor networks. We have established a theory to design a resonator and match the impedance of the resonators. We also showed the performance of a modulation scheme that allows to send the data and power simultaneously.

Research Products

• [Journal Article] Characteristic Analysis of Double Spiral Resonator for Wireless Power Transmission (2014)
  • Author(s): Wei Wei, Yoshihiro Kawahara, Naoki Kobayashi, Tohru Asami
  • Journal Title: Antennas and Propagation, IEEE Transactions on Volume: Vol62, Issue1 Pages: 411-419
• [Journal Article] Characteristic Analysis of Double Spiral Resonator for Wireless Power Transmission (2014)
  • Author(s): Wei Wei, Yoshihiro Kawahara, Naoki Kobayashi, Tohru Asami
  • Journal Title: IEEE Transactions on Antennas and Propagation Volume: 62 Issue: 1 Pages: 411-419
  • DOI: 10.1109/tap.2013.2287521
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ambient RF Energy Harvesting Sensor Device With Capacitor-Leakage-Aware Duty Cycle Control (2013)
  • Author(s): R. Shigeta, T. Sasaki, D. M. Quan, Y. Kawahara, R. Vyas, M. M. Tentzeris, and T. Asami
  • Journal Title: IEEE Sensors Journal Volume: 13 Issue: 8 Pages: 2973-2983
  • DOI: 10.1109/jsen.2013.2264931
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Virtualizing Power Cords by Wireless Power Transmission and Energy Harvesting (2013)
  • Author(s): Y. Kawahara, W. Wei, Y. Narusue, R. Shigeta, T. Asami, M. Tentzeris
  • Journal Title: Proc. IEEE Radio Wireless Week Volume: - Pages: 37-39
  • DOI: 10.1109/rws.2013.6486633
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Impedance Matching Method for Any-Hop Straight Wireless Power Transmission Using Magnetic Resonance (2013)
  • Author(s): Y. Narusue, Y. Kawahara, T. Asami
  • Journal Title: Proc. IEEE Radio Wireless Week Volume: - Pages: 193-195
  • DOI: 10.1109/rws.2013.6486685
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel Inkjet-printed Ferromagnetic-based Solutions for Miniaturized Wireless Power Transfer (WPT) Inductors and Antennas (2012)
  • Author(s): H. Lee, M. Tentzeris, Y. Kawahara, A. Georgiadis
  • Journal Title: Proc. International Symposium on Antennas and Propagation Volume: - Pages: 14-17
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Performance Evaluation of Multilevel ASK Communication for a Multi-hop Wireless Resonance System (2014)
  • Author(s): R. Kobayashi, Y. Narusue, W. Wei, Y. Kawahara, T. Asami
  • Organizer: IEEE WPTC 2014
  • Place of Presentation: Jeju, Korea
• [Presentation] Power Harvesting from Microwave Oven Electromagnetic Leakage (2013)
  • Author(s): Y. Kawahara, X. Bian, R. Shigeta, R. Vyas, M. M. Tentzeris, and T. Asami
  • Organizer: The 2013 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing (UbiComp 2013)
  • Place of Presentation: Zurich, CH
• [Presentation] Hercules: 平面上での無線電力共有実現のための再構成可能な磁界共振結合モジュールの設計 (2013)
  • Author(s): 成末義哲, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 情処研報
• [Presentation] Experimental Analysis of Double Spiral Resonator for Wireless Power Transmission (2013)
  • Author(s): W. Wei, Y. Kawahara, T. Asami
  • Organizer: Proc. IEEE WPTC
  • Place of Presentation: Perugia, Italy
• [Presentation] Virtualizing Power Cords by Wireless Power Transmission and Energy Harvesting (2013)
  • Author(s): Y. Kawahara, W. Wei, Y. Narusue, R. Shigeta, T. Asami, M. Tentzeris
  • Organizer: Proc. IEEE Radio Wireless Week
  • Place of Presentation: Austin, TX, U.S.A
• [Presentation] Impedance Matching Method for Any-Hop Straight Wireless Power Transmission Using Magnetic Resonance (2013)
  • Author(s): Y. Narusue, Y. Kawahara, T. Asami
  • Organizer: Proc. IEEE Radio Wireless Week
  • Place of Presentation: Austin, TX, U.S.A
• [Presentation] Experimental Analysis of Double Spiral Resonator for Wireless Power Transmission (2013)
  • Author(s): W. Wei, Y. Kawahara, T. Asami
  • Organizer: IEEE WPTC 2013
  • Place of Presentation: Perugia, Italy
• [Presentation] Hercules: 平面上での無線電力共有実現のための再構成可能な磁界共振結合モジュールの設計 (2013)
  • Author(s): 成末義哲，川原圭博，浅見徹
  • Organizer: 情報処理学会研究報告
  • Place of Presentation: 東京，青山学院大学青山キャンパス
• [Presentation] 磁界共振結合型無線給電のための漏洩電磁界を打ち消した共振器の設計 (2013)
  • Author(s): 成末義哲，川原圭博，浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • Place of Presentation: 福岡、福岡工業大学
• [Presentation] 磁界共振によるマルチホップ型無線電力伝送システムにおける 立ち上がり時間による通信速度の試算 (2013)
  • Author(s): 小林亮介，成末義哲，川原圭博，浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • Place of Presentation: 福岡、福岡工業大学
• [Presentation] 磁界共振結合型無線電力伝送を用いたパワーシェアリングシート (2013)
  • Author(s): 成末義哲，川原圭博，浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 岐阜市・岐阜大学
• [Presentation] Characteristic Analysis of Double-Side Spiral Resonators for Wireless Power Transmission Applications (2012)
  • Author(s): W.Wei, N.Kobayashi, H.Fukuda, T.Tsukagoshi, Y.Kawahara, T.Asami
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 岡山県
  • Year and Date: 2012-03-23
• [Presentation] 磁界共振結合型無線電力伝送システムにおける任意ホップで高効率給電可能な共振器配置手法 (2012)
  • Author(s): 成末義哲, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会総合大会
  • Place of Presentation: 岡山県
  • Year and Date: 2012-03-22
• [Presentation] 中継器を伴う磁界共振結合型無線電力伝送のためのホップ数可変インピーダンス整合手法 (2012)
  • Author(s): 成末義哲, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 信学技報
• [Presentation] Maximizing Wireless Power Transmission Efficiency with Linear Deployment Resonator Array and Band Pass Filter Theory (2012)
  • Author(s): W.Wei, T. Miyasaka, Y. Kawahara, T. Asami
  • Organizer: Adjunct Proc. of Pervasive 2012
  • Place of Presentation: Newcastle, UK
• [Presentation] System Design for Energy Harvesting Wireless Sensor Networks (2012)
  • Author(s): Y. Kawahara
  • Organizer: Proc. IEEE International Microwave Symposium
  • Place of Presentation: Workshop Proceedings
  • Invited
• [Presentation] Characteristic Analysis on Double Side Spiral Resonator ' s Thickness Effect on Transmission Efficiency for Wireless Power Transmission (2012)
  • Author(s): W. Wei, Y. Narusue, Y. Kawahara, N. Kobayashi, H. Fukuda, T. Tsukagoshi and T. Asami
  • Organizer: 信学技報
• [Presentation] Maximizing Wireless Power Transmission Efficiency with Linear Deployment Resonator Array and Band Pass Filter Theory (2012)
  • Author(s): W.Wei, T. Miyasaka, Y. Kawahara, T. Asami
  • Organizer: Pervasive 2012
  • Place of Presentation: Newcastle University, UK
• [Presentation] Characteristic Analysis on Double Side Spiral Resonator’s Thickness Effect on Transmission Efficiency for Wireless Power Transmission (2012)
  • Author(s): W. Wei, Y. Narusue, Y. Kawahara, N. Kobayashi, H. Fukuda, T. Tsukagoshi and T. Asami
  • Organizer: 電子情報通信学会 無線電力伝送時限研究専門委員会
  • Place of Presentation: 京都府宇治市・京都大学
• [Presentation] 磁界共振結合型2D給電のための 電流に着目した位置ずれに強い設計手法 (2012)
  • Author(s): 成末義哲，川原圭博，小林直樹，福田浩司，塚越常雄，浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • Place of Presentation: 富山市・富山大学
• [Presentation] Inkjet-Printed Perpetual Flexible Sensors Powered by RF Energy Harvesting (2012)
  • Author(s): Y. Kawahara
  • Organizer: Energy Harvesting & Storage USA 2012
  • Place of Presentation: Hyatt Regency Hotel, Washington DC, U.S.A.
  • Invited
• [Presentation] 環境電波からのエネルギーハーベスティングとセンサネットワーク応用 (2012)
  • Author(s): 川原圭博
  • Organizer: ワイヤレステクノロジーパーク，エネルギーハーベストセミナー
  • Place of Presentation: 横浜市・パシフィコ横浜
  • Invited
• [Presentation] 磁界共振結合を利用した直線状マルチホップ無線電力伝送における通信速度の試算 (2011)
  • Author(s): 成末義哲, 宮坂拓也, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会ソサイエティ大会
  • Place of Presentation: 北海道
  • Year and Date: 2011-09-13
• [Presentation] ユビキタスコンピューティングのためのエナジーハーベスティング技術 (2011)
  • Author(s): 川原圭博
  • Organizer: 電子情報通信学会AN研究会
  • Place of Presentation: 東京(招待講演)
  • Year and Date: 2011-05-20
• [Presentation] エナジーハーベスティングWSN における電力管理手法が通信特性に与える影響の検討 (2011)
  • Author(s): 宮坂拓也, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会 総合大会
  • Place of Presentation: 東京都市大(東京都)
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] エナジーハーベスティングWSNにおける電力管理手法が通信特性に与える影響の検討 (2011)
  • Author(s): 宮坂拓也, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会 総合大会
  • Place of Presentation: 東京都市大(東京都)
  • Year and Date: 2011-03-16
• [Presentation] 磁界共振結合による二次元無線電力伝送方式における仮想パス制御方式 (2010)
  • Author(s): 宮坂拓也, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会 ソサイエティ大会
  • Place of Presentation: 大阪府立大(大阪)
  • Year and Date: 2010-09-14
• [Presentation] エナジーハーベスティングWSN における電力管理手法が通信特性に与える影響の検討 (2010)
  • Author(s): 宮坂拓也, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 情報処理学会 ユビキタスコンピューティング研究会
  • Place of Presentation: 筑波大(茨城県)
  • Year and Date: 2010-07-15
• [Presentation] エナジーハーベスティングWSNにおける電力管理手法が通信特性に与える影響の検討 (2010)
  • Author(s): 宮坂拓也, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 情報処理学会 ユビキタスコンピューティング研究会
  • Place of Presentation: 筑波大(茨城県)
  • Year and Date: 2010-07-15
• [Presentation] 磁界共振結合式マルチホップ無線電力伝送方式の解析と評価 (2010)
  • Author(s): 澤上佳希, 宮坂拓也, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 分散, 協調とモバイルシンポジウム(DICOMO 2010)
  • Place of Presentation: 水明館(岐阜県)
  • Year and Date: 2010-07-07
• [Presentation] 磁界共振結合式マルチホップ無線電力伝送方式の解析と評価 (2010)
  • Author(s): 澤上佳希, 宮坂拓也, 川原圭博, 浅見徹
  • Organizer: 情報処理学会 マルチメディア,分散,協調とモバイルシンポジウム(DICOMO 2010)
  • Place of Presentation: 水明館(岐阜県)
  • Year and Date: 2010-07-07
• [Presentation] 中継器を伴う磁界共振結合型無線電力伝送のためのホップ数可変インピーダンス整合手法
  • Author(s): 成末義哲，川原圭博，浅見徹
  • Organizer: 電子情報通信学会 無線電力伝送時限研究専門委員会
  • Place of Presentation: 東京・情報通信研究機構
• [Presentation] Inkjet-Printed Perpetual Flexible Sensors Powered by RF Energy Harvesting
  • Author(s): Y. Kawahara
  • Organizer: US Japan Society for the Promotion of Science Alumni Association 3rd Multidisciplinary Science Forum
  • Place of Presentation: Chapman university, Orange, U.S.A.
  • Invited
• [Remarks] ホームページ
  • URL: http://www.akg.t.u-tokyo.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.akg.t.u-tokyo.ac.jp/publications
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電力供給装置 (2013)
  • Inventor(s): 小林直樹, 福田浩司, 成末 義哲, 川原 圭博, 浅見徹
  • Industrial Property Rights Holder: 日本電気, 東京大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2013-08-23
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 電力供給装置 (2012)
  • Inventor(s): 川原圭博,成末義哲,浅見徹,小林直樹,福田浩司
  • Industrial Property Rights Holder: 川原圭博,成末義哲,浅見徹,小林直樹,福田浩司
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2012-08-24
• [Patent(Industrial Property Rights)] 無線電力伝送装置 (2010)
  • Inventor(s): 浅見徹, 川原圭博, 宮坂拓也, 澤上佳希, 西本寛
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Filing Date: 2010-08-30
• [Patent(Industrial Property Rights)] 無線電力伝送装置 (2010)
  • Inventor(s): 浅見徹, 川原圭博、宮坂拓也、澤上佳希、西本寛
  • Industrial Property Rights Holder: 東京大学
  • Filing Date: 2010-08-30