NFCTag - Desenvolvimento de uma sensortag baseada em NFC

Enquadramento: O NFC consiste num grupo de protocolos que utiliza a tecnologia de identificação por rádio frequência (RFID) para realizar uma comunicação segura e sem fios entre dois equipamentos. A sua incorporação em sistemas eletrónicos recentes faz cada vez mais sentido como uma alternativa de comunicação devido à sua implementação simples e de baixo custo. Acresce que o NFC permite a recolha (harvesting) de energia sem contacto galvânico o que permite desenvolver novos sistemas electrónicos passivos (sem fonte de alimentação) que apenas funcionam perante a presença de um leitor NFC activo como, por exemplo, um smartphone. A capacidade de se poder utilizar um smartphone como fonte de alimentação e receptor de dados, aliada à capacidade de armazenamento de energia em supercondensadores, torna esta tecnologia numa alternativa muito viável.

Objectivos: O objectivo deste projecto passa por desenvolver um sistema electrónico que utilize o harvesting de NFC como fonte de energia e que consiga fazer, em regime de ultra low power, logging de dados, como por exemplo a temperatura. Este sistema tem, portanto, dois modos de funcionamento: quando o smartphone está perto, utiliza a sua energia para carregar um supercondensador (fonte de energia quando não está na presença de um campo electromagnético), faz a aquisição de múltiplos sensores (consoante a aplicação) e envia a informação que guardou nos últimos tempos para o smartphone; quando não está na presença de um campo electromagnético, muda para um perfil de ultra low-power, desligando a maior parte do circuito e faz apenas logging de um sinal de interesse (e.g. temperatura). Um exemplo interessante desta aplicação prende-se com o processo de logística em que este sistema pode fazer o registo da temperatura durante um transporte, mostrando essa evolução quando chega a um checkpoint, para que se possa ter a certeza que certos limites de temperatura não foram ultrapassados, protegendo assim produtos mais sensíveis como medicamentos. Pode este sistema ser aplicado, também, numa tag biométrica colocada na pele, fazendo, também, um logging de temperatura corporal, enviando essa informação para o smartphone quando este se aproximar dessa tag. Quando o smartphone está presente, a tag poderia, também, recolher outras informações como pressão arterial, batimentos cardíacos, etc.

Descrição: Desenvolver um sistema electrónico de ultra low-power que tire partido da recuperação (harvesting) de energia disponibilizada pelo NFC para fazer o registo de dados importantes (ex: temperatura) na aplicação que se desenvolver. As principais tarefas envolvidas são:

  1. Estudo do estado-da-arte da tecnologia de NFC, bem como de microcontroladores ultra low-power e supercondensadores (ultracaps);
  2. Levantamento dos recursos necessários para implementar um sistema com as especificações referidas;
  3. Implementação e optimização do circuito, nomeadamente da antena NFC;
  4. Desenvolvimento de firmware, tendo em conta a aplicação de ultra low power;
  5. Desenvolvimento de uma aplicação de exemplo que faça a recolha dos dados e que os mostre em qualquer smartphone;
  6. Produção de uma pré-série a a partir do protótipo desenvolvido.

Orientação: Rui M. Rocha, César Gaspar