Published January 1, 2020 | Version v1
Publication Open

Chipless RFID Tag for Touch Event Sensing and Localization

Creators

  • 1. University of Engineering and Technology Taxila
  • 2. COMSATS University Islamabad
  • 3. University of West London

Description

A novel Radio Frequency Identification (RFID) based sensor supporting touch detection and localization features is proposed in this work. The formulated sensor leverages chipless variant of RFID technology for the design of a passive fully-printable frequency domain-based sensor-incorporated tag. The sensor is composed of square resonators arranged in a peculiar fashion laid down across a $3\times2$ grid. The proposed sensor incorporated-tag readily keeps track of human-digit position, allowing for tracking of finger-swipes which, in turn, can potentially be used for recognition of unlock patterns and security codes. Performance of the sensor is analyzed using its Radar Cross Section (RCS) response observable in the spectral domain. Each constituent resonant-element making up the sensor resonates at a single frequency represented by a distinct dip in the RCS response. The spectral dip drifts well outside of its allocated band upon occurrence of a touch event. A functional prototype of the sensor tag is fabricated on a 0.508 mm thick Rogers RT/Duroid ® 5880 laminate is scrutinized of its electromagnetic performance. The sensor possesses a compact physical footprint equal to 45 mm $\times55$ mm. The obtained results solidify the suitability of the proposed sensor for deployment in secure access control settings prevalent in smart cities and connected home applications.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يُقترح في هذا العمل مستشعر جديد قائم على تحديد الهوية بموجات الراديو (RFID) يدعم ميزات الكشف عن اللمس وتحديد الموقع. يستفيد المستشعر الذي تمت صياغته من متغير بدون رقاقة من تقنية RFID لتصميم علامة مدمجة في مستشعر نطاق التردد السلبي القابل للطباعة بالكامل. يتكون المستشعر من رنانات مربعة مرتبة بطريقة غريبة موضوعة عبر شبكة بقيمة 3 $\times2 $. تعمل علامة المستشعر المدمجة المقترحة على تتبع موضع الرقم البشري بسهولة، مما يسمح بتتبع مسحات الأصابع التي يمكن استخدامها بدورها للتعرف على أنماط إلغاء القفل ورموز الأمان. يتم تحليل أداء المستشعر باستخدام استجابة المقطع العرضي للرادار (RCS) التي يمكن ملاحظتها في المجال الطيفي. يتردد صدى كل عنصر من العناصر الرنانة المكونة للمستشعر عند تردد واحد يمثله ميل متميز في استجابة RCS. ينجرف الميل الطيفي بشكل جيد خارج النطاق المخصص له عند حدوث حدث اللمس. يتم تصنيع نموذج أولي وظيفي لعلامة المستشعر على صفائح روجرز RT/Duroid ® 5880 بسماكة 0.508 مم ويتم فحص أدائها الكهرومغناطيسي. يمتلك المستشعر بصمة مادية مدمجة تساوي 45 مم $\ times55$ مم. تعمل النتائج التي تم الحصول عليها على ترسيخ ملاءمة المستشعر المقترح للنشر في إعدادات التحكم الآمن في الوصول السائدة في المدن الذكية والتطبيقات المنزلية المتصلة.

Translated Description (French)

Un nouveau capteur basé sur l'identification par radiofréquence (RFID) prenant en charge les fonctionnalités de détection et de localisation tactiles est proposé dans ce travail. Le capteur formulé tire parti de la variante sans chipless de la technologie RFID pour la conception d'une étiquette passive entièrement imprimable basée sur le domaine de fréquence et incorporée dans le capteur. Le capteur est composé de résonateurs carrés disposés de manière particulière sur une grille $ 3\times2 $ . La balise intégrée au capteur proposée permet de suivre facilement la position des chiffres humains, ce qui permet de suivre les balayages de doigts qui, à leur tour, peuvent potentiellement être utilisés pour la reconnaissance des modèles de déverrouillage et des codes de sécurité. Les performances du capteur sont analysées à l'aide de sa réponse de section efficace radar (RCS) observable dans le domaine spectral. Chaque élément résonant constitutif composant le capteur résonne à une fréquence unique représentée par un creux distinct dans la réponse RCS. Le pendage spectral dérive bien en dehors de sa bande allouée lors de la survenue d'un événement tactile. Un prototype fonctionnel de l'étiquette de capteur est fabriqué sur un stratifié Rogers RT/Duroid ® 5880 de 0,508 mm d'épaisseur et sa performance électromagnétique est examinée. Le capteur possède une empreinte physique compacte égale à 45 mm $ \ times55 $ mm. Les résultats obtenus solidifient la pertinence du capteur proposé pour un déploiement dans des paramètres de contrôle d'accès sécurisés répandus dans les villes intelligentes et les applications domestiques connectées.

Translated Description (Spanish)

En este trabajo se propone un nuevo sensor basado en identificación por radiofrecuencia (RFID) que admite funciones de detección y localización táctil. El sensor formulado aprovecha la variante sin chip de la tecnología RFID para el diseño de una etiqueta pasiva basada en sensores de dominio de frecuencia totalmente imprimible. El sensor está compuesto por resonadores cuadrados dispuestos de una manera peculiar en una cuadrícula de $ 3\times2 $. La etiqueta incorporada al sensor propuesta realiza un seguimiento de la posición de los dígitos humanos, lo que permite el seguimiento de los deslizamientos de los dedos que, a su vez, se pueden utilizar potencialmente para el reconocimiento de patrones de desbloqueo y códigos de seguridad. El rendimiento del sensor se analiza utilizando su respuesta de sección transversal de radar (RCS) observable en el dominio espectral. Cada elemento resonante constituyente que compone el sensor resuena a una sola frecuencia representada por una caída distinta en la respuesta RCS. La caída espectral se desplaza bien fuera de su banda asignada al ocurrir un evento táctil. Un prototipo funcional de la etiqueta del sensor se fabrica en un laminado Rogers RT/Duroid ® 5880 de 0,508 mm de espesor y se examina su rendimiento electromagnético. El sensor posee una huella física compacta igual a 45 mm $\ times55 $ mm. Los resultados obtenidos consolidan la idoneidad del sensor propuesto para su implementación en configuraciones de control de acceso seguro prevalentes en ciudades inteligentes y aplicaciones domésticas conectadas.

Files

08939378.pdf.pdf

Files (245 Bytes)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:735b9f1c3fbd70a96a0147ae808deef5
245 Bytes
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
علامة RFID بدون رقاقة لاستشعار الأحداث التي تعمل باللمس وتوطينها
Translated title (French)
Balise RFID sans chipless pour la détection et la localisation d'événements tactiles
Translated title (Spanish)
Etiqueta RFID Chipless para detección y localización de eventos táctiles

Identifiers

Other
https://openalex.org/W2997610601
DOI
10.1109/access.2019.2961691

Is supplement to
https://openalex.org/W77986583 (Other)
https://openalex.org/W4387146028 (Other)
https://openalex.org/W4386858745 (Other)
https://openalex.org/W3189014285 (Other)
https://openalex.org/W3015086530 (Other)
https://openalex.org/W2593256079 (Other)
https://openalex.org/W2499858975 (Other)
https://openalex.org/W2126256210 (Other)
https://openalex.org/W1956678191 (Other)
https://openalex.org/W1509658109 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Pakistan

References

  • https://openalex.org/W1976118019
  • https://openalex.org/W1985284695
  • https://openalex.org/W1994781434
  • https://openalex.org/W2015059964
  • https://openalex.org/W2017004883
  • https://openalex.org/W2021688873
  • https://openalex.org/W2055847641
  • https://openalex.org/W2065137386
  • https://openalex.org/W2118152987
  • https://openalex.org/W2137256122
  • https://openalex.org/W2156408837
  • https://openalex.org/W2321648491
  • https://openalex.org/W2396078257
  • https://openalex.org/W2497237048
  • https://openalex.org/W2607394501
  • https://openalex.org/W2654605887
  • https://openalex.org/W2693987895
  • https://openalex.org/W2734754396
  • https://openalex.org/W2765354000
  • https://openalex.org/W2768620476
  • https://openalex.org/W2770777045
  • https://openalex.org/W2790448383
  • https://openalex.org/W2802188792
  • https://openalex.org/W2809729547
  • https://openalex.org/W2889600030
  • https://openalex.org/W2928285259
  • https://openalex.org/W2960184006
  • https://openalex.org/W2963697579