Reagiert in Millisekunden Ultra-Low-Power Funk für die Logistik

Anwendungsszenario für RFicient Locate: Ortung und Verfolgung von Warenbeständen in einer Lagerhalle
Anwendungsszenario für RFicient Locate: Ortung und Verfolgung von Warenbeständen in einer Lagerhalle

Die Technologie RFicient, die am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS entwickelt wurde, ist die sehr energiesparende Lösung für Funkanwendungen: RFicient hat eine Leistungsaufnahme im Mikrowatt-Bereich und reagiert in Millisekunden.

So können batteriebetriebene autonome Sensoren mit Funkanbindung entwickelt werden, die eine Lebensdauer von mehreren Jahren erreichen.

Auf der electronica stellt das Entwicklerteam des Fraunhofer IIS die Technologie in einem Use-Case vor: eine Ultra-Low-Power-Lokalisierungs-Lösung für die Kommissionierung in der Logistik. Die Forscher zeigen eine stromsparende Funkortungslösung von mehreren „Smart Objects“, die in beliebiger Art und Weise in einem Regal angeordnet sein können. Die Funkabfrage durch den Nutzer wird in kürzester Zeit durch die mobilen Objekte mit eingebautem RFicient-Funkempfänger erkannt und umgehend mit der Aussendung der Positionsdaten per Funk beantwortet. Eine sofortige Ak-tualisierung der gegenwärtigen Positionen der Objekte auf einem TFT-Display illustriert die Echtzeitfähigkeit der RFicient-Technologie.

Ständige Funk-Erreichbarkeit

Besonders Anwendungen mit einer Mensch-Maschine-Interaktion erfordern eine ständige Funkerreichbarkeit bei gleichzeitig niedriger Stromaufnahme. Da RFicient genau diese Anforderungen erfüllt, ist sie als ein neuartiger und effizienter Wireless-Lösungsansatz für das Internet der Dinge prädestiniert und könnte zum Beispiel rund um das Smart Home, Industrie 4.0 oder in Automotive-Anwendungen zum Einsatz kommen.

Betriebsdauer von bis zu 10 Jahren

Die Ultra-Low-Power-Empfängertechnologie RFicient ermöglicht eine kontinuierliche Erreichbarkeit von Funkknoten in verschiedenen Frequenzbändern. Bereits als CMOS-IC implementiert sind RFicient-Funkempfänger für die lizenzfreien Frequenzen 433 MHz, 868 MHz und 2,4 GHz. Ohne Mikrocontroller und einem Stromverbrauch von unter 3 µA bei 1,8 V ist der Betrieb mobiler Anwendungen bis zu zehn Jahre lang möglich. Die besonders schnelle Reaktionsfähigkeit im Millisekunden-Bereich ermöglicht zudem Echtzeitanwendungen. So beträgt die Reaktionszeit beispielhaft in der Standard-Konfiguration (RFicient Basic) bei einer Datenrate von 1 kBit/s und einem Stromverbrauch von 3 µA lediglich 32 ms. Außerdem ist ein selektives Aufwecken bestimmter Funkknoten mit einer 16-Bit-Adresse möglich. Andere Funksysteme mit niedriger Leistungsaufnahme arbeiten vergleichsweise reaktionsträge mit langen Antwortzeiten von Sekunden bis Minuten. Mit RFicient sind wartungsarme Systemlösungen mit verteilten Funkknoten, die keinen Batteriewechsel während der Laufzeit mehr erfordern, nun tatsächlich umsetzbar.

Neben dem effizienten Funkempfang bietet die RFicient-Technologie auch Ultra-Low-Power-Lösungen zur dezentralen Erfassung von Funksignalspektren (RFicient Scan), zur effizienten Detektion von Funksignalen bestimmter Funkstandards wie z.B. Bluetooth oder ZigBee (RFicient Spot) sowie zur stromsparenden Lokalisierung von mobilen Funkknoten (RFicient-Locate).