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Construction of Reflective Wireless Sensor Network Systems with Eectro-Magnetic Sound Wave Hybrid

Research Project

Project/Area Number 17H01279
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Communication/Network engineering
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Ishihara Noboru  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任教授 (20396641)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥42,640,000 (Direct Cost: ¥32,800,000、Indirect Cost: ¥9,840,000)
Fiscal Year 2020: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2019: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
Fiscal Year 2018: ¥8,840,000 (Direct Cost: ¥6,800,000、Indirect Cost: ¥2,040,000)
Fiscal Year 2017: ¥10,920,000 (Direct Cost: ¥8,400,000、Indirect Cost: ¥2,520,000)
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 / 弛張発振回路 / ワイヤレス電力伝送 / CMOS集積回路 / 弛張型発振回路 / 低消費電力 / IoT / 電磁共鳴方式 / 電力伝送 / 電磁音波ハイブリット / 電波 / レーザ光 / 音波
Outline of Final Research Achievements

To construct a low-power wireless sensor network, the system that uses RF signal reflection was researched and developed. Specifically, (1) a high-sensitive frequency-modulated reflection sensor terminal circuit was investigated and fabricated as a monolithic integrated circuit. The circuit was operated with power supply of 8.4-uW; 1/1000 of the conventional circuit power. (2) The system configuration that enables batteryless operation and multi-sensing operation was also clarified and constructed. In addition, (3) wireless sensing experiments in combination with various sensors (temperature, pH, voltage, current, tilt, weight, sound, etc.) were done, thus it was clarified that the proposed system can be applied to various fields such as medical care, agriculture, industry, home, and office.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

「物」が感じ(センサデバイス:IoT)、考え(人工知能:AI)、行動し(ロボット、車、ドローン)、人類の未来社会を支える技術革新が進行しているが、これらによる電力消費の増大は、低炭素化社会、低エネルギー社会を進める上で許されない。本研究成果は、低消費電力で半永久的に動作可能なワイヤレスセンサネットワークシステムに関するもので、AI処理に必要となるビックデータを恒久的に収集可能とするシステム実現に向けた先導技術である。現在のワイヤレスセンシング技術を凌駕する可能性を秘めており学術的意義は高いと考える。

Report

(5 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2021 2020 2019 2018

All Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Presentation] アナログFM型RFバックスキャッタリングセンサ端末の適用領域の検討2021

    • Author(s)
      渡邉 伊織、石原 昇、伊藤 浩之
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] インピーダンス変換回路によるRF バックスキャッタリング信号レベルの改善2020

    • Author(s)
      渡邉 伊織、石原 昇、伊藤 浩之
    • Organizer
      電子情報通信学会、短距離無線通信研究会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] インピーダンス変換回路によるRF バックスキャッタリング信号レベルの改善2020

    • Author(s)
      渡邉 伊織、石原 昇、伊藤 浩之
    • Organizer
      電子情報通信学会 総合大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Battery-less Wireless Ir/IrOx pH Sensor Module using RF Resonant Electromagnetic Coupling2019

    • Author(s)
      ZiXuan LI, Chindanai RATANAPORNCHAROEN, Miyuki TABATA, Yuji MIYAHARA, Hiroyuki ITO, Noboru ISHIHARA
    • Organizer
      the 4th International Symposium on Biomedical Engineering
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IoT/AI時代に向けた低電圧・低電力RF CMOS集積回路/モジュールに関する研究開発2019

    • Author(s)
      東京工業大学 未来産業技術研究所 伊藤研究室
    • Organizer
      マイクロウェーブ展(MWE2019)
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] Battery-less Wireless Sensor Module using RF Resonant Electromagnetic Coupling2019

    • Author(s)
      Zixuan Li, Yifan Wang, Kaede Miyauchi, Noboru Ishihara, Hiroyuki Ito
    • Organizer
      2019年電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] RFバックスキャッタリングによるワイヤレスセンサ端末のバッテリレス化への取り組み2019

    • Author(s)
      石原 昇
    • Organizer
      インテリジェントIoTプラットフォームシンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] バックスキャッタリングによる低消費電力64QAM無線送信回路の設計法の検討2018

    • Author(s)
      宮内 楓、石原 昇、伊藤 浩之
    • Organizer
      電子情報通信学会 集積回路研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Low-Power Wireless Ir/IrOx pH Sensor Module using RF Backscattering2018

    • Author(s)
      Shodai MORITA, Ryo UMEOKA, Taichi TAGUCHI, Hiroyuki ITO, Noboru ISHIHARA
    • Organizer
      The 3rd International Symposium on Biomedical Engineering
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] IoT/AI時代に向けた低電圧・低電力RF CMOS集積回路/モジュールに関する研究開発2018

    • Author(s)
      石原 昇(東京工業大学 未来産業技術研究所 伊藤研究室 代表)
    • Organizer
      Microwave Workshop & Exhibition (MWE) 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] RFバックスキャッタリングによる低電力ワイヤレスセンサ端末モジュールの試作評価結果2018

    • Author(s)
      宮内 楓, 田口 泰地, 石川 洋介, 伊藤 浩之, 伊藤 浩之, 益 一哉, 石原 昇
    • Organizer
      2018年 電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] RFバックスキャッタリングによる低電力CMOSセンサインタフェース回路2018

    • Author(s)
      田口 泰地, 石川 洋介, 宮内 楓, 伊藤 浩之, 道正 志郎, 益 一哉, 石原 昇
    • Organizer
      2018年 電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 音波・電波ハイブリッドによる測距技術の基礎検討2018

    • Author(s)
      ヨ ジヨン, 伊藤 浩之, 石原 昇, 道正 志郎, 益 一哉
    • Organizer
      電子情報通信学会 集積回路研究会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 無線センサおよびセンサネットワークシステム2018

    • Inventor(s)
      石原昇、伊藤浩之、道正志郎、益一哉
    • Industrial Property Rights Holder
      石原昇、伊藤浩之、道正志郎、益一哉
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2018-034546
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2022-01-27  

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