2020 Fiscal Year Annual Research Report
電磁音波ハイブリッドによる反射型ワイヤレスセンサネットワークシステムの構築
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17H01279
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
石原 昇 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任教授 (20396641)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ワイヤレスセンサネットワーク / 反射型通信 / 電磁音波ハイブリッド / バッテリーレス / センサ端末 / 弛張型発振回路 / ワイヤレス電力伝送 / CMOS集積回路 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではセンサ端末のバッテリーレス動作化を可能とし、低電力のセンサネットワークの構築を可能とする電磁音波ハイブリッド反射型センサネットワーク技術の創出を目的としている。
２０２０年度（最終年度）は、これまでに構築した反射型センサ端末回路/モジュール/システム技術の集大成として、（１）無線信号エネルギ利用によるセンサ端末回路のバッテリーレス動作化を実現するとともに、（２）具体的なアプリケーションを想定した各種センサ端末の試作評価を行い、反射型センサネットワークが、センシングシステムとして有効であることを実証した。
（１）無線信号エネルギ利用によるバッテリーレス動作化：無線信号エネルギの利用を可能とするエネルギハーベスタ回路を設計試作し評価を行った。無線信号エネルギを容量素子に蓄電する構成で、一定量蓄電するとエネルギを放電しセンサ回路が動作する。１ｍWの無線信号を連続して入力すると、約３秒の周期で0.1秒のバッテリーレスセンシング動作の実現に成功した。
（２）各種センサとの組合せによるワイヤレスセンシング：医療、農業、産業など様々な分野への応用を目的として、以下のセンサ端末を試作評価し、ワイヤレスセンシング機能を実現した。
①バッテリ残量モニタ： 2ｍVの電圧分解能を実現。②pHセンサ：ｐH変化を周波数変化で観測するセンシング特性を実現。8.7kHz/pHの感度を得た。③傾斜センサ：加速度センサとの組合せにより傾斜角度変化の検出に成功。④電流センサ： 電流センサコイル用いAC電流計としての動作を確認。⑤重量センサ：ロードセル（ひずみセンサ）との組合せにより、重量変化の検出動作を実現。（6）サウンドセンサ：MEMSマイクとの組合せにより、音波の検出を実現。
以上より、研究開発した反射型センサネットワークはバッテリーレス動作を可能とし、様々なセンサ情報の収集に有効であることを確認した。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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