| 研究課題/領域番号 |
21K04177
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21060:電子デバイスおよび電子機器関連
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| 研究機関 | 九州大学 |
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研究代表者 |
金谷 晴一 九州大学, システム情報科学研究院, 教授 (40271077)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | エネルギーハーベスティング / 高周波 / 無線通信 / 平面アンテナ / レクテナ / バッテリレス / インビーダンス整合 / 昇圧回路 / インフラ監視 / 持続可能 / エネルギーハーベスト |
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| 研究開始時の研究の概要 |
巨大構造物において、老朽化による崩落事故等が社会問題となっている。今後の人口減の中で、無線センサネットワークを用いたインフラのモニタリングが急務の課題である。本研究では、放送や通信などで放射された電磁波を電源とし、巨大構造物の劣化を監視する「持続可能インフラ監視プラットフォーム」を実現する。具体的には、微弱な電磁波の電圧振幅を増幅する整合回路、多段昇圧整流回路、高利得・広帯域平面アンテナを個々に実現し、一体化する。
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| 研究成果の概要 |
平面アンテナと整流回路を一体型で実現したエネルギーハーベスティングシステムを構築した。試作したエネルギーハーベスティングシステムにセンサとBLE(Bluetooth lowenergy)モジュールを接続し、センシングの実験を行った。このシステムにリセットICを用いたウェイクアップ回路を追加使用することで、キャパシタの充電を待ってセンサとBLEモジュールをマニュアルで接続することを回避した。室内で天井に送信用アンテナを配置する形での、より実用的な実証実験でセンサとBLEの持続的な動作に成功した。よって本科研費の計画通りに研究成果を得ることが出来た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
道路路、鉄道、空港、エネルギー施設等のインフラ、及び巨大構造物等の社会基盤において、老朽化や点検不足が原因とされる事故・事例が社会的な大きな関心事となっている。今後の人口減の中で、無線センサ・ネットワークを用いたインフラのモニタリングが急務の課題である。また、エネルギー問題や省エネへの関心が高まっており、低環境負荷のエネルギー源が求められている。そこで注目されているのがエネルギーハーベスティングという技術でああり、環境発電技術とも呼ばれている。電磁波を用いたエネルギーハーベスティング技術を開発することで、空間の電磁波をエネルギーとするバッテリ不要なIOTシステムが完成できる。
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