研究開発された技術紹介

センサー情報を無線伝送し、IoT化を進めるデバイスとしてセンサータグがあるが、既存品は、配線、電源、通信方法に多くの課題を抱えている。本提案では、航空機向け金属RFIDタグを開発した技術を応用し、自己発電動作し、配線不要で、どこでも設置可能な、小型・省電力センサータグの開発を行う。さらに、情報収集・分析の自動化可能なシステムを構築し、IoT/AI技術や安全確認用途に貢献するものを開発する。

・サイズ44x22x4.6mm、総合電力7.8μWの小型、省電力センサータグを開発し、量産仕様として問題がないことを確認
・振動発電ハーベスタを開発し、現場環境の生産ラインで十分な電力量が得られ、センサーデータの取得ができることを確認
・省電力動作可能なRFID通信方式を利用した送受信ソフトウェアおよびセンサーデータのリアルタイム表示ソフトウェアを開発

・小型、省電力化センサータグ開発
‐動作消費電力を20μW以下に低減し、ハーベスタの微小電力でも動作を可能とする省電力目標を達成
‐製品サイズを44x22x4.6mmと従来製品体積比88％小型化することを達成
‐通信電力も含めた総合電力を7.8μWとすることが可能な省電力化専用ICを開発
‐部品内蔵基板として作り込むことで耐環境性を高め、信頼性高く現場のセンサデータが収集可能な製品として完成
・小型、大容量な環境発電装置(ハーベスタ)開発
‐熱電発電ハーベスタにて47μW、振動発電ハーベスタにて100μW程度の発電電力を達成
‐センサータグにハーベスタを組み込み、現場環境の生産ラインや設備に取り付けた状態で、無線でセンシング動作可能な製品として完成
・センサータグとPC間のデータ送受信と、データ収集・表示システム開発
‐RFID通信方式を利用し無線で、データ送受信制御、センサーの動作設定変更、複数センサータグのデータ収集が可能なソフトウェアとして開発
‐現場環境でのセンサーデータの取得から、演算処理、データベース化、グラフィカル表示まで可能なシステムとして完成

・広報活動
-令和４年２月　信濃毎日新聞への記事掲載
-令和４年６月　JPCAショーでのセンサータグ製品PR
-令和４年９月　自動認識展でのセンサータグ製品PR
-令和４年１０月　産学官連携交流会in松本2022にてセンサータグ製品紹介

・開発した小型省電力センサータグを利用し、温度・振動などのセンサーデータを収集することで、生産設備の予知保全・保守管理を行い
　生産性の向上が可能となる。
・無線でバッテリーレスで自己発電による動作が可能なため、配線の設置やバッテリー交換が困難な場所での利用が可能となる。
　また、バッテリー廃棄物による環境負荷の低減をすることも可能となる。
・従来のセンサーデバイスに比べ、配線設置費用・バッテリー交換費用がかからないため、導入コスト・ランニングコストの低減に寄与することもできる。
・従来製品に比べ大幅に小型化をしたことで、狭い空間や取付けエリアが限定される箇所など、環境を選ばず利用することが可能となる。
・センサータグ内に部品類を内蔵することで、既存のセンサーデバイスに比べ信頼性が高く、耐環境性の必要な環境でも利用することができる。

一部メーカーに評価品としてセンサータグ製品を販売。
展示会でのPRなどを通じ興味を持っていただいたユーザーへ、現場でのセンサーデータ取得実演を行い販売活動を継続中。
ユーザー要望を聞きながら、量産に向けた製品の改善・改良も引き続き実施中。

・データ収集のための配線、給電のための電源配線の無い、無線利用可能なセンサータグが実現できた。有線では設置やメンテナンスが困難な箇所にも利用可能となる。
・周辺環境の微小電力でも動作可能なエナジーハーベスタによるセンサータグを実現できた。従来の無線タグのように電源バッテリーを必要としない。
・様々なセンサーのデータを、一括して取り扱い可能な仕組みを構築した。Webブラウザ上からユーザーが同じ操作感で、様々なセンサーデータを取り扱うことを可能とした。

・2023年度は、製造業ユーザー様での現場評価とデータ収集を行い、製品改良を加え完成したセンサータグの本格販売を目指す。
　ユーザー様要望のある、センサーの高度制御可能なアクティブタグ開発と、アクティブタグの省電力制御技術に関する追加研究開発も引き続き行う。
　販路拡大には、JPCAショー、自動認識展などの展示会での自社PRとともに、取引のある商社様とも共同で取り組み、数千万円の売り上げを見込む。
・2024年度以降は、既存の取引のある商社様以外のルートも開拓し、必要に応じ追加設備投資を行い、1億円以上の事業として育てることを目標とする。

・アンテナ設計と製品材料の検討による通信特性向上
・電気設計の最適化によるロス低減、省電力化
・川下企業から要望のあったアクティブタイプへの対応、ソフトウェア機能の充実
・通信やデータの信頼性も含め、システム全体の信頼性を高める

製造業界で無線センサーによるデータ取得利用を検討している企業様での実地試験協力を希望
小型無線通信アンテナの設計知見を有する大学・企業との協力を模索中