Forskare vid University of Waterloo har tagit ett stort steg mot att tillverka smarta enheter som inte använder batterier eller kräver laddning.

Dessa batterifria föremål, som har en IP-adress för internetanslutning, är kända som Internet of Things (IoT)-enheter. Om en IoT-enhet kan fungera utan batteri sänker det underhållskostnaderna och gör att enheten kan placeras i områden som är utanför nätet.

Många av dessa IoT-enheter har sensorer i sig för att upptäcka deras miljö, från ett rums omgivningstemperatur och ljusnivåer till ljud och rörelse, men en av de största utmaningarna är att göra dessa enheter hållbara och batterifria.

Professor Omid Abari, Postdoktor Ju Wang och professor Srinivasan Keshav från Waterloo's Cheriton School of Computer Science har hittat ett sätt att hacka radiofrekvensidentifiering (RFID)-taggar, de allestädes närvarande snirkliga banden av metall med ett litet chip som finns i olika föremål, och ge enheterna förmågan att känna av miljön.

"Det är verkligen lätt att göra, " sade Wang. "Först, du tar bort plastkåpan från RFID-taggen, klipp sedan ut en liten del av taggens antenn med sax, Fäst sedan en sensor över de avskurna bitarna på antennen för att slutföra kretsen."

I sin lagerform, RFID-taggar ger endast identifiering och plats. Det är hacket som forskarteamet har gjort – kapa taggens antenn och placera en avkänningsenhet tvärs över den – som ger taggen förmågan att känna av sin omgivning.

För att ge en tagg ögon, forskarna hackade en RFID-tagg med en fototransistor, en liten sensor som reagerar på olika ljusnivåer.

Genom att exponera fototransistorn för ljus, det ändrade egenskaperna hos RFID-antennen, vilket i sin tur orsakade en förändring i signalen som gick till läsaren. De utvecklade sedan en algoritm på läsarsidan som övervakar förändringar i taggens signal, vilket är hur den känner av ljusnivåer.

Bland de enklaste hackarna är att lägga till en switch till en RFID-tagg så att den kan fungera som en knappsats som svarar på beröring.

"Vi ser detta som ett bra exempel på ett komplett mjukvaru-hårdvarusystem för IoT-enheter, ", sa Abari. "Vi hackade enkel hårdvara – vi klippte RFID-taggar och placerade en sensor på dem. Sedan designade vi nya algoritmer och kombinerade mjukvaran och hårdvaran för att möjliggöra nya applikationer och möjligheter.

"Vårt huvudsakliga bidrag är att visa hur enkelt det är att hacka en RFID-tagg för att skapa en IoT-enhet. Det är så enkelt att en nybörjare kan göra det."

Forskningsartikeln av Wang, Abari och Keshav med titeln, Utmaning:RFID Hacking for Fun and Profit-ACM MobiCom, medverkade i Proceedings of the 24th Annual International Conference on Mobile Computing and Networking, 29 oktober - 2 november, 2018, Nya Delhi, Indien, 461-70.