No / A loop feed meander-line Antenna (LFMLA) RFID tag on a relatively low dielectric constant substrate operates on the European UHF band 865-868 MHz is presented. The tag modeling is analyzed using two different electromagnetic simulator HFSS and CST. A prototype tag antenna is constructed and measured for validation. The input impedance of the proposed antenna is verified against the simulated data results, the measured and simulated results are found to be in good agreement. The compact size tag antenna shows excellent impedance matching to the typical input impedance of a RFID integrated circuit chip and a significant improvement in reading range up to 5 meters.

A quantidade de medicamentos falsificados e roubados ao longo da cadeia de suprimentos é um tema preocupante, colocando em risco a saúde do consumidor final. Iniciativas para reduzir a quantidade de medicamentos falsificados e garantir que não haja ruptura em sua distribuição são importantes. Em 2009, surgiu no Brasil o Sistema Nacional de Controle de Medicamentos, que tem como objetivos controlar os medicamentos vendidos no país e promover o desenvolvimento de melhores sistemas de rastreabilidade. O presente trabalho propõe um modelo de rastreabilidade alternativo a esta proposta, se baseando na identificação por radiofrequência, gôndolas inteligentes e no conceito de Internet das Coisas. Este permitiria um maior controle do sistema de rastreabilidade em relação às alternativas disponíveis atualmente. Para avaliar a alternativa proposta, elaborou-se um modelo de simulação de eventos discretos, comparando-a aos modelos atuais de rastreabilidade utilizando um software de simulação. A partir da simulação, verificou-se que o modelo proposto tem potencial para reduzir falsificações de medicamentos, impedir que haja ruptura da cadeia de suprimentos, e redução na quantidade de tratamentos interrompidos devido a estes fatores. Dessa forma, o modelo proposto por este trabalho não só sugere uma nova proposta de rastreabilidade, mas apresenta resultados provenientes da simulação, destacando as principais vantagens, se adotado. / The counterfeit and stolen number over medicines supply chain is a worrisome topic, setting patient\'s health in risk. Initiatives to reduce counterfeit medicines number and guarantee that there is no product out of stock in the distribution are important. Brazil created in 2009 the National Medicines Control System to control the market and medicines traceability. The present work proposes an alternative traceability model to the model proposed before, based on radiofrequency identification, smart shelves and internet of things concept. This permits a major medicines traceability control in order to other alternatives available. To evaluate the alternative proposal, it was elaborated a discrete model simulation, comparing the actual model and the alternative proposal, using a simulation software. From the simulation, it was verified that the alternative proposal from this present work has potential to reduce counterfeit medicines, preventing out of stock situations. This way, the present work proposal not only suggests a new traceability proposal, but shows simulations results, highlighting the main advantages, if adopted.

A quantidade de medicamentos falsificados e roubados ao longo da cadeia de suprimentos é um tema preocupante, colocando em risco a saúde do consumidor final. Iniciativas para reduzir a quantidade de medicamentos falsificados e garantir que não haja ruptura em sua distribuição são importantes. Em 2009, surgiu no Brasil o Sistema Nacional de Controle de Medicamentos, que tem como objetivos controlar os medicamentos vendidos no país e promover o desenvolvimento de melhores sistemas de rastreabilidade. O presente trabalho propõe um modelo de rastreabilidade alternativo a esta proposta, se baseando na identificação por radiofrequência, gôndolas inteligentes e no conceito de Internet das Coisas. Este permitiria um maior controle do sistema de rastreabilidade em relação às alternativas disponíveis atualmente. Para avaliar a alternativa proposta, elaborou-se um modelo de simulação de eventos discretos, comparando-a aos modelos atuais de rastreabilidade utilizando um software de simulação. A partir da simulação, verificou-se que o modelo proposto tem potencial para reduzir falsificações de medicamentos, impedir que haja ruptura da cadeia de suprimentos, e redução na quantidade de tratamentos interrompidos devido a estes fatores. Dessa forma, o modelo proposto por este trabalho não só sugere uma nova proposta de rastreabilidade, mas apresenta resultados provenientes da simulação, destacando as principais vantagens, se adotado. / The counterfeit and stolen number over medicines supply chain is a worrisome topic, setting patient\'s health in risk. Initiatives to reduce counterfeit medicines number and guarantee that there is no product out of stock in the distribution are important. Brazil created in 2009 the National Medicines Control System to control the market and medicines traceability. The present work proposes an alternative traceability model to the model proposed before, based on radiofrequency identification, smart shelves and internet of things concept. This permits a major medicines traceability control in order to other alternatives available. To evaluate the alternative proposal, it was elaborated a discrete model simulation, comparing the actual model and the alternative proposal, using a simulation software. From the simulation, it was verified that the alternative proposal from this present work has potential to reduce counterfeit medicines, preventing out of stock situations. This way, the present work proposal not only suggests a new traceability proposal, but shows simulations results, highlighting the main advantages, if adopted.

京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(医学) / 甲第18155号 / 医博第3875号 / 新制||医||1002(附属図書館) / 31013 / 京都大学大学院医学研究科医学専攻 / (主査)教授 上本 伸二, 教授 平岡 眞寛, 教授 安達 泰治 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Medical Science / Kyoto University / DFAM

A ocorrência de contaminações de alimentos nas últimas décadas resultaram em maiores demandas por rastreabilidade por parte dos consumidores das cadeias de suprimentos de produtos agroindustriais. Algumas destas demandas se tornaram regulamentações para a comercialização de produtos no mercado internacional. A rastreabilidade diz respeito ao acompanhamento do produto ao longo da cadeia, permitindo a identificação de pontos críticos para o controle da qualidade do produto. Atualmente, as cadeias de granéis sólidos agrícolas voltados à exportação possuem sérios problemas de rastreabilidade: mistura de lotes; roubo; aumento das exigências por informações de qualidade, origem e processos; dificuldade na determinação de lotes no caso de recalls; e ausência de sistemas automáticos e em tempo real. Visando reduzir estes problemas, o objetivo do trabalho foi elaborar um modelo de rastreabilidade para estas cadeias, que permita a coleta e o acesso de informações em tempo real por seus elos. A metodologia utilizada compreendeu quatro etapas: revisão sistemática da literatura, levantamento de informações, elaboração de um modelo de rastreabilidade e elaboração do modelo conceitual de simulação. Analisaram-se aspectos relacionados a custo, impacto de fatores reguladores, gargalos na implementação e critérios de adaptação a outras cadeias. O açúcar foi utilizado como estudo de caso devido à sua importância para o país. Após um estudo das tecnologias disponíveis, optou-se pelo uso da tecnologia de identificação por radiofrequência, pois ela facilita o acompanhamento da movimentação do produto, em conjunto com a tecnologia de redes de sensores sem fio, que visa monitorar as variáveis ambientais às quais o produto é submetido. Caso anomalias com relação a limites pré-estabelecidos sejam detectadas, um sinal de alerta será enviado ao agente responsável, que pode então tomar a decisão necessária. As principais contribuições do trabalho são: o modelo de rastreabilidade proposto, em conjunto com os fatores que devem ser considerados em sua implementação, e o modelo conceitual de simulação desenvolvido para estimar seus impactos em termos de custos, tempos e frequência de erros em comparação à situação atual. / Food contamination events in the past decades have resulted in an increase of the agroindustrial supply chain consumers\' traceability demands. Some of these demands became product import regulations. Traceability is related to product monitoring throughout the supply chain, allowing for the identification of critical quality control points. Currently, the supply chains of bulk agricultural products exported by Brazil have serious traceability problems: lot mixing; product theft; increase in the demand for information related to quality, origin, and processes; difficulty in identifying specific lots in the case of recalls; and lack of automatic and real time systems. The main objective of this research was to develop a traceability model for these chains which allowed for real-time data gathering and information access by its links. The methodology used was divided into four stages: systematic literature review, information gathering, traceability model development, and theoretical simulation model development. The aspects analyzed were related to cost, impact of regulating bodies, implementation bottlenecks, and criteria to be used to adapt the model to other chains. Due to its importance, the sugar supply chain was used as a case study. An analysis of the technologies available led to the choice of radiofrequency identification, because it facilitates monitoring product movement, besides wireless sensor networks, which will monitor the environmental variables in the product surroundings. If anomalies in relation to pre-established limits are detected, an alert signal will be sent to the agents in charge, allowing them to make decisions. The main contributions of this research are: the traceability model developed and the factors that have to be considered during its implementation, and the conceptual simulation model developed to estimate its impacts in terms of cost, time, and error frequency, in comparison to the current situation.

A ocorrência de contaminações de alimentos nas últimas décadas resultaram em maiores demandas por rastreabilidade por parte dos consumidores das cadeias de suprimentos de produtos agroindustriais. Algumas destas demandas se tornaram regulamentações para a comercialização de produtos no mercado internacional. A rastreabilidade diz respeito ao acompanhamento do produto ao longo da cadeia, permitindo a identificação de pontos críticos para o controle da qualidade do produto. Atualmente, as cadeias de granéis sólidos agrícolas voltados à exportação possuem sérios problemas de rastreabilidade: mistura de lotes; roubo; aumento das exigências por informações de qualidade, origem e processos; dificuldade na determinação de lotes no caso de recalls; e ausência de sistemas automáticos e em tempo real. Visando reduzir estes problemas, o objetivo do trabalho foi elaborar um modelo de rastreabilidade para estas cadeias, que permita a coleta e o acesso de informações em tempo real por seus elos. A metodologia utilizada compreendeu quatro etapas: revisão sistemática da literatura, levantamento de informações, elaboração de um modelo de rastreabilidade e elaboração do modelo conceitual de simulação. Analisaram-se aspectos relacionados a custo, impacto de fatores reguladores, gargalos na implementação e critérios de adaptação a outras cadeias. O açúcar foi utilizado como estudo de caso devido à sua importância para o país. Após um estudo das tecnologias disponíveis, optou-se pelo uso da tecnologia de identificação por radiofrequência, pois ela facilita o acompanhamento da movimentação do produto, em conjunto com a tecnologia de redes de sensores sem fio, que visa monitorar as variáveis ambientais às quais o produto é submetido. Caso anomalias com relação a limites pré-estabelecidos sejam detectadas, um sinal de alerta será enviado ao agente responsável, que pode então tomar a decisão necessária. As principais contribuições do trabalho são: o modelo de rastreabilidade proposto, em conjunto com os fatores que devem ser considerados em sua implementação, e o modelo conceitual de simulação desenvolvido para estimar seus impactos em termos de custos, tempos e frequência de erros em comparação à situação atual. / Food contamination events in the past decades have resulted in an increase of the agroindustrial supply chain consumers\' traceability demands. Some of these demands became product import regulations. Traceability is related to product monitoring throughout the supply chain, allowing for the identification of critical quality control points. Currently, the supply chains of bulk agricultural products exported by Brazil have serious traceability problems: lot mixing; product theft; increase in the demand for information related to quality, origin, and processes; difficulty in identifying specific lots in the case of recalls; and lack of automatic and real time systems. The main objective of this research was to develop a traceability model for these chains which allowed for real-time data gathering and information access by its links. The methodology used was divided into four stages: systematic literature review, information gathering, traceability model development, and theoretical simulation model development. The aspects analyzed were related to cost, impact of regulating bodies, implementation bottlenecks, and criteria to be used to adapt the model to other chains. Due to its importance, the sugar supply chain was used as a case study. An analysis of the technologies available led to the choice of radiofrequency identification, because it facilitates monitoring product movement, besides wireless sensor networks, which will monitor the environmental variables in the product surroundings. If anomalies in relation to pre-established limits are detected, an alert signal will be sent to the agents in charge, allowing them to make decisions. The main contributions of this research are: the traceability model developed and the factors that have to be considered during its implementation, and the conceptual simulation model developed to estimate its impacts in terms of cost, time, and error frequency, in comparison to the current situation.

Mikrochips zur Tierkennzeichnung bestehen aus verschiedenen metallischen Materialien. Diese treten in der Magnetresonanztomographie in Wechselwirkung mit den elektromagnetischen Feldern. So verursachen die ferromagnetischen Materialen der Mikrochips gravierende fokale Bildstörungen. Diese Suszeptibilitätsartefakte können die Beurteilbarkeit der Halsregion erheblich einschränken. Ziel der Studie war, den Einfluss des Sequenztyps auf die Größe des Artefakts zu untersuchen und herauszufinden, welche Möglichkeiten zur Artefaktreduktion bei Veränderung bestimmter Sequenzparameter bestehen. Zusätzlich sollte geklärt werden, wie groß der Abstand zwischen Spinalkanal und Mikrochip mindestens sein muss, um spinale Strukturen beurteilen zu können. In das Untersuchungsgut der Studie gingen die Kadaver von 26 Katzen und 2 Hunden ein. An einem 0,5-Tesla-MRT wurde für verschiedene Sequenztypen (SE-Sequenzen, TSE-Sequenzen, GRE-Sequenzen) und Kombinationen modifizierter Sequenzparameter (Echozeit (TE), Voxelgröße, Ausleserichtung) das Ausmaß der Artefakte ermittelt. Berechnet wurde der Flächeninhalt des Artefakts (cm2). Dieser wurde dann als prozentualer Anteil zur Fläche des Halsquerschnitts angegeben. Diese Berechnung erfolgte für alle untersuchten Einstellungen an transversalen Aufnahmen. Eine ergänzende computertomografische Untersuchung dienste dazu, die Distanz zwischen Spinalkanalund Mikrochip zu messen. Die Untersuchungen der Studie haben gezeigt, dass TSE-Sequenzen wegen ihrer geringeren Artefaktanfälligkeit den SE- und GRE-Sequenzen vorgezogen werden sollten. Besonders kleine Artefakte konnten bei einer T1-TSE-Sequenz mit kleiner TE (10 ms) und kleiner Voxelgröße (große Akquisitionsmatrix von 256 x 256 Pixel, kleines Field of View (FOV) von 160 mm, geringe Schichtdicke (ST) von 2 mm) erreicht werden. Durch Anpassung der Kodierrichtung war es möglich, die Form und Richtung des Artefaktes zu beeinflussen. Lag das Zentrum des Mikrochips näher als 19 mm von der Mitte des Wirbelkanals entfernt, ließen sich auch mit dieser optimierten Sequenz die spinalen Strukturen auf Höhe des Mikrochips nicht beurteilen. Die Größe und Form der Suszeptibilitätsartefakte konnten durch die Wahl des Sequenztyps und Modifikation von Sequenzparametern verändert werden. Dies ist besonders bei kleinen Tieren von Bedeutung. Bei diesen kann es aufgrund der geringen Distanz zwischen Mikrochip und Wirbelsäule zur Beeinträchtigung der MR-Bildauswertung kommen. Eine T1-gewichtete TSE-Sequenz mit kleiner Echozeit (10 ms) und kleiner Voxelgröße (Akquisitionsmatrix 256 x 256 Pixel, FOV 160 mm, ST 2 mm) bietet bei 0,5 Tesla das größte Potenzial zur Artefaktreduktion.

Mikrochips zur Tierkennzeichnung bestehen aus verschiedenen metallischen Materialien. Diese treten in der Magnetresonanztomographie in Wechselwirkung mit den elektromagnetischen Feldern. So verursachen die ferromagnetischen Materialen der Mikrochips gravierende fokale Bildstörungen. Diese Suszeptibilitätsartefakte können die Beurteilbarkeit der Halsregion erheblich einschränken. Ziel der Studie war, den Einfluss des Sequenztyps auf die Größe des Artefakts zu untersuchen und herauszufinden, welche Möglichkeiten zur Artefaktreduktion bei Veränderung bestimmter Sequenzparameter bestehen. Zusätzlich sollte geklärt werden, wie groß der Abstand zwischen Spinalkanal und Mikrochip mindestens sein muss, um spinale Strukturen beurteilen zu können. In das Untersuchungsgut der Studie gingen die Kadaver von 26 Katzen und 2 Hunden ein. An einem 0,5-Tesla-MRT wurde für verschiedene Sequenztypen (SE-Sequenzen, TSE-Sequenzen, GRE-Sequenzen) und Kombinationen modifizierter Sequenzparameter (Echozeit (TE), Voxelgröße, Ausleserichtung) das Ausmaß der Artefakte ermittelt. Berechnet wurde der Flächeninhalt des Artefakts (cm2). Dieser wurde dann als prozentualer Anteil zur Fläche des Halsquerschnitts angegeben. Diese Berechnung erfolgte für alle untersuchten Einstellungen an transversalen Aufnahmen. Eine ergänzende computertomografische Untersuchung dienste dazu, die Distanz zwischen Spinalkanalund Mikrochip zu messen. Die Untersuchungen der Studie haben gezeigt, dass TSE-Sequenzen wegen ihrer geringeren Artefaktanfälligkeit den SE- und GRE-Sequenzen vorgezogen werden sollten. Besonders kleine Artefakte konnten bei einer T1-TSE-Sequenz mit kleiner TE (10 ms) und kleiner Voxelgröße (große Akquisitionsmatrix von 256 x 256 Pixel, kleines Field of View (FOV) von 160 mm, geringe Schichtdicke (ST) von 2 mm) erreicht werden. Durch Anpassung der Kodierrichtung war es möglich, die Form und Richtung des Artefaktes zu beeinflussen. Lag das Zentrum des Mikrochips näher als 19 mm von der Mitte des Wirbelkanals entfernt, ließen sich auch mit dieser optimierten Sequenz die spinalen Strukturen auf Höhe des Mikrochips nicht beurteilen. Die Größe und Form der Suszeptibilitätsartefakte konnten durch die Wahl des Sequenztyps und Modifikation von Sequenzparametern verändert werden. Dies ist besonders bei kleinen Tieren von Bedeutung. Bei diesen kann es aufgrund der geringen Distanz zwischen Mikrochip und Wirbelsäule zur Beeinträchtigung der MR-Bildauswertung kommen. Eine T1-gewichtete TSE-Sequenz mit kleiner Echozeit (10 ms) und kleiner Voxelgröße (Akquisitionsmatrix 256 x 256 Pixel, FOV 160 mm, ST 2 mm) bietet bei 0,5 Tesla das größte Potenzial zur Artefaktreduktion.

Disertační práce je zaměřena na metody a systémy pro měření vzdálenosti a lokalizaci RFID tagů pracujících v pásmu UHF. Úvod je věnován popisu současného stavu vědeckého poznání v oblasti RFID prostorové identifikace a stručnému shrnutí problematiky modelování a návrhu prototypů těchto systémů. Po specifikaci cílů disertace pokračuje práce popisem teorie modelování degenerovaného kanálu pro RFID komunikaci. Detailně jsou rozebrány metody měření vzdálenosti a odhadu směru příchodu signálu založené na zpracování fázové informace. Pro účely lokalizace je navrženo několik scénářů rozmístění antén. Modely degenerovaného kanálu jsou simulovány v systému MATLAB. Významná část této práce je věnována konceptu softwarově definovaného rádia (SDR) a specifikům jeho adaptace na UHF RFID, která využití běžných SDR systémů značně omezují. Diskutována je zejména problematika průniku nosné vysílače do přijímací cesty a požadavky na signál lokálního oscilátoru používaný pro směšování. Prezentovány jsou tři vyvinuté prototypy: experimentální dotazovač EXIN-1, měřicí systém založený na platformě Ettus USRP a anténní přepínací matice pro emulaci SIMO systému. Závěrečná část je zaměřena na testování a zhodnocení popisovaných lokalizačních technik, založených na měření komplexní přenosové funkce RFID kanálu. Popisuje úzkopásmové/širokopásmové měření vzdálenosti a metody odhadu směru signálu. Oba navržené scénáře rozmístění antén jsou v závěru ověřeny lokalizačním měřením v reálných podmínkách.

Avec l'ouverture de la bande 57-66 GHz en Europe, de nouvelles technologies de communication sans fil à haut débit sont en cours de développement. De nombreux avantages liés à cette bande de fréquence ont notamment conduit à envisager la transposition du principe de l'identification par radiofréquence (RFID) en bande millimétrique : la MMID. Les réglementations internationales font notamment apparaître une bande passante commune de 5 GHz qui permettrait la mise en place de solutions universelles. De plus la sécurisation des communications point-à-point et la directivité des réseaux d'antennes offrent des perspectives intéressantes.Les travaux présentés dans cette thèse visent à contribuer au développement de la MMID. Ils soulignent les principaux verrous de cette technologie et présentent les différentes solutions proposées qui couvrent de multiples aspects : conception d'antennes et de réseaux d'antennes, conception de prototypes de tags MMID passifs, caractérisation et méthodologie de mesure dont la conception intégrale d'un banc de mesure en bande V, amélioration des performances des tags, et étude de fonctionnalités de capteur intégrées aux tags. Les différents prototypes de tags MMID fabriqués ont permis de réaliser des communications passives de type rétro-modulation jusqu'à 20 cm. De plus, des fonctions de capteur d'humidité et capteur de pression intégrées aux tags MMID ont été montrées expérimentalement. L'ensemble de ces résultats ouvre la voie à de nouvelles perspectives pour les domaines des télécommunications et des réseaux de capteurs en bande millimétrique. / With the opening of the 57-66 GHz band in Europe, new high data-rate wireless communication technologies are currently under development. Numerous advantages linked to the frequency band conducted to consider the transposition of the radiofrequency identificaion (RFID) principle to the millimeter frequency band: the MMID. The international regulations provide a common bandwidth of 5 GHz allowing universal solutions. Moreover, the communication security of point-to-point networks and the directivities of the antennas present interesting perspectives.The presented work in this thesis looks for contributing to the development of MMID. The work underlines the principal locks of this technology and it presents the different proposed solutions covering multiple aspects: conception of antennas and antennas arrays, conception of MMID tags prototypes, characterization and measurement methodology including the complete conception of a measurement bench in V-band, improvement of the tags performances and study of sensing functionalities integrated in the tags. Different prototypes of MMID tags are fabricated and passive communications based on the backscattering of the tags were demonstrated up to 20 cm. In addition, humidity and pressure sensing functionalities were proved by experimentations. The overall of these results pave the way for new perspectives for the wireless communication domain and sensors networks in the millimeter-wave band.