智能瓶采用RFID技术跟踪调味荚舱的使用情况

位于弗吉尼亚州的饮料公司LifeFuels已开发出一种支持RFID的产品，可跟踪消费者使用这个产品制作饮料时的口味，称为智能营养瓶(Smart Nutrition Bottle)。

该瓶子允许用户通过分隔的荚舱(一种调味料容器)来制造富含维生素的独特饮料，跟踪用户喝了什么，然后在基于iOS或Android的应用程序中捕获并查看这些数据。

LifeFuels工程师内部设计的这款瓶子，可以帮助消费者制造他们自己想要的饮料口味，并跟踪他们喝了多少，每种饮料都有三个具有调味作用的荚舱。该公司工程副总裁马克·莱昂斯(Mark Lyons)说，每个荚舱都装有浓缩饮料，可以单独给瓶装水调味或与其他调味品混合。

自从一年前开发并推出该瓶子以来，公司现在正在考虑使用RFID技术跟踪调味荚舱，以进行回收管理和客户奖励计划。

为了唯一地识别调味料，每个荚舱的NFC RFID标签都编码有一个唯一的ID号、产品名称和库存单位，以及可更新的容量指示荚舱中还剩多少份调味品。瓶子中内置的收发器可读取和写入标签数据，而超声波传感器可测量500mL瓶子内的水量。蓝牙无线电将收集到的数据传输到用户的应用程序。用户可以在该应用程序中查看已消耗了多少的数据、特定的口味搭配是否足够以及下新订单。

LifeFuels公司通过天使投资人创立于2014年。公司这样一款售价149美元的瓶子带有可充电电池和充电站，用户可以每月购买各种调味荚舱。为了实现瓶子的智能化，LifeFuels进行了内部工程设计，并寻求一种可以检测安装在其中的调味荚舱以及用户何时饮用饮料的系统，而当引入RFID技术时，他们还希望在生产后能内部跟踪这些荚舱，以进行库存管理和现在正在开发中的回收计划。

使用瓶子的消费者购买调味荚舱，然后将其插入瓶子底部空槽中。调味荚舱通常可提供30份饮料，例如抗氧化剂黑莓酸莓、电解质柠檬酸和复合维生素桃子。用户可以混合搭配，在饮用水中混合各种口味以制成自己的饮料。

插入荚舱后，只要手机与瓶子的蓝牙连接，消费者就可以在应用程序中查看他们自己使用的口味。每次用户想要制作饮料时，按下瓶子侧面的按钮，然后选择所需的口味即可。根据用户的选择，瓶子会注入适当的调料。超声波传感器检测饮料何时被消耗。每次分配荚舱调料时，收发器都会读取其标签ID并将新信息写入标签，以指示减少的部分数量。

瓶子可以通过LifeFuels应用程序与用户的手机同步，其内置的蓝牙发射器将更新的数据发送到用户的手机。该应用程序会显示瓶中有哪些调味荚舱、剩余的份数以及每个荚舱的营养信息。消费者用完荚舱后，可以通过 “邮寄回收计划”将荚舱寄回LifeFuels公司总部。

当LifeFuels发现现有的技术无法满足以上这些智能化目的时，他们开始进行内部工程设计。莱昂斯说：“我们追求量化，并有能力跟踪摄入体内的营养成分，所以几乎立即就接受了RFID技术。我们选择了带有数据丰富格式的NFC标签，以更新每个调味荚舱的状态。”

该标签带有144字节的用户内存，用于记录产品信息和剩余数量。LifeFuels选择在短距离且可靠的读取范围内部署NFC RFID，然后设计了自己的收发器，并使用NXP半导体公司提供的硬件读取瓶子上的标签。每个荚舱都配有符合ISO 14443标准的13.56 MHz NXP NTAG。

莱昂斯回忆说，在瓶子里开发收发器是一项技术挑战。“通常的策略是使用一个大而功能强大的天线来读取尽可能多的标签，但我们希望能够定位荚舱。” 公司不仅需要确定瓶子是否安装了荚舱，还需要确定荚舱的具体位置。因此，它设计了具有三个天线的系统，每个天线围绕一个单独的荚舱。这样，系统设计为如果荚舱正确对齐并连接在瓶子上，则只能读取该荚舱中的标签。“它必须在正确的位置才能被读取。”

然而，公司对每个荚舱的跟踪在消费者将其插入瓶子底部之前就已开始。LifeFuels在生产时会将RFID标签粘贴到每个荚舱上，并且会使用固定阅读器读取这些标签，同时将荚舱包装好从公司在马里兰州的灌装厂运送到弗吉尼亚州雷斯顿总部。标签在总部、何时入库以及何时寄送给消费者时都将再次被读取。数据存储在公司的软件中以进行库存管理。

荚舱带有一个邮寄回收系统。当LifeFuels收到空荚舱时，公司将再次读取标签ID。未来，每当回收一个空荚舱时，系统都会在消费者的账户中记账。这是一项奖励计划，为回收荚舱的人们提供折扣或免费产品。

莱昂斯说：“我们一直关注可持续性，荚舱也是由可回收材料制成的。” 但是，尽管可以从技术上回收荚舱，但大多数社区的设施却没有对这些较小的物品进行分类。同时，公司一直与一个客户合作，将这些空荚舱用于制造二次材料。因此，LifeFuels鼓励用户使用邮寄回收系统。

据莱昂斯称，到目前为止，消费者的反应是令人满意的。“从工程设计的角度来说，我们感到非常自豪。这是一个极具有挑战性的产品。”当前智能瓶子通过公司的网站直接出售给客户，客户每月可以收到固定数量并定期发货的荚舱。