Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Информационные технологии на автомобильном транспорте

Радиочастотной кодирования

Различия RFID-технологии.

В современном мире при постоянном росте транспортных и грузовых потоков, огромном увеличении количества товарных позиций вопрос транспортной и складской логистики играют все большую, а порой решающую роль при выборе клиентами той или иной логистической компании. До недавнего времени с вопросами учета грузовых потоков неплохо справлялась система штрихового кодирования товаров. К сожалению, технология штрихового кодирования имеет ряд существенных недостатков, таких как:

- Изображение штрих-код не долговечно;

- При считывании требует прямой видимости и чувствительна к ориентации в пространстве;

- Боится грязи, воды, механического повреждения;

- Требуется близкий контакт для считывания;

- Не способна различать одновременно несколько товаров, и т. Д.

В связи с этим в последнее время во всем мире все больший интерес проявляется к технологии радиочастотной идентификации товаров (RFID - Radio- frequency-identification), когда любой товар в процессе производства или складской обработки можно обозначить радиочастотной меткой. В рамках системы GSI существуют международные требования к радиочастотной идентификации - стандарты GSI EPSglobal.

Технология RFID - технология бесконтактной идентификации объектов с помощью радиочастотного канала связи. Она используется, чтобы идентифицировать, проследить, рассортировать и выявить огромное количество предметов, включая людей, транспортные средства, одежда, контейнеры, транспортную тару и поддоны. История RFID начинается еще с 1945-0 года, когда С. В. Тернер сделал устройство (жучок), который модулировал отраженную радиоволну. Она может быть использована в таких направлениях, как контроль доступа, контроль и учет рабочего времени, идентификация транспортного средства, отслеживания активов, контроль материально-производственных запасов, автоматизация производства, контроль над перемещением потоков грузов и транспорта, автоматизация складской обработки, автоматизация загрузки и разгрузки . RFID в области автоматической идентификации сейчас рассматривается как уникальное средство управления данными, который имеет ряд преимуществ по сравнению с технологией штрихового кодирования.

RFID основывается на радиочастоте и является технологией, не требующей ни контакта со считывателем, ни прямой видимости (как в технологии штрих-кодов). Общая скорость хорошего прочтения информации на товаре или упаковке - от 30 до 100 миллисекунд для прочтения метки. RFID может практически одновременно считывать сотни меток без прямой сведения.

Устройство системы RFID.

Система бесконтактной идентификации состоит из трех основных элементов (рис. 7.3):

Структурная схема RFID-системы: М - модулятор сигналов

Рисунок 7.3 - Структурная схема RFID-системы: М - модулятор сигналов

- Транспондера (радиочастотной метки)

- Считывателя информации (ридера)

- Компьютера для дальнейшей обработки информации.

RFID-метка состоит из двух частей. Первая - интегральная микросхема, где хранится и обрабатывается информация, происходит моделирование и демодулювання радиочастотного сигнала. Вторая часть антенна для приема и передачи сигнала.

Ридер умишуе генератор, излучающий через антенну определенный частотный код, соответствующий частоте метки. Сигнал с метки через антенну поступает на декодер для дешифровки и после усиления - на микроконтроллер и компьютер для считывания.

Метки могут быть разного типа, в зависимости от области применения и задач предприятия: от небольших гибких меток, которыми маркируются отдельные товары, к корпусированные пластиковых меток.

Метки могут отличаться размерами, формой, материалами, из которых они изготовлены, способом крепления, объемом памяти, рабочей частотой, дальностью считывания.

Существуют метки, имеют встроенное источник питания (активные метки), но основная масса меток, которые сегодня используются, не имеет встроенного источника питания (пассивные). Источником напряжения для этих меток является напряжение, излучаемая смежными антеннами (рис. 7.4).

Пассивные метки диапазона UHF 860 ~ 960 МГц стандарта ЭДС Class 1 Generation 2 (ISO / МЭК 18000-63), сокращенно Gen2, созданные в виде тонкого листа-этикетки, содержащей на бумажной или пластиковой основе металлизированный слой антенны специальной формы и закреплен с помощью специального клея на контактных зонах антенны электронный чип. Метка может иметь самоклеющийся слой для закрепления на предметы ( "wet inlay") или быть без клейкого слоя ( "dry inlay»).

Мытки со встроенным источником питания

Рисунок 7.4 - Мытки со встроенным источником питания

Есть также полупассивно метки, оснащены источником питания, которые могут функционировать на большем расстоянии и с лучшими характеристиками.

Кроме классификации на активные и пассивные, метки и карты RFID могут быть разбиты на три категории по принципу считывания и записи памяти:

- Только считывания (RO - Read Only), в которых данные записываются при изготовлении и пригодны такие метки только для идентификации объекта;

- Считывание / запись (RW - Read and Write), которые содержат идентификатор и блок памяьти для многократного прочтения / записи информации;

- Однократную запись и многочисленные считывания (WORM - Write Once Read Many), в которых кроме уникального идентификатора является блок однократно записываемой памяти.

Большое чтение и однократную запись (WORM) программируются только один раз - будучи запрограммированы однажды, они не могут быть изменены. Большое считывания при однократном записи (WORM) позволяет программировать метки на месте.

Карты и метки прочтения / записи имеют различные типы памяти и операционной архитектуры для записи и считывания памяти пользователем. Поскольку содержание памяти метки может быть изменено по желанию пользователя, то считыватель должен еще быть и записывающим устройством. Технология прочтения / записи используется в таких приложениях, как смарт-карты, карты предоплаты, сбор пошлины.

Однако для большого количества приложений необходим небольшой объем информации, которая будет шифроваться и храниться на метке. Большинство меток пользуются неизменным порядковый номер, который делает RFID-метки потенциально полезными для отслеживания их в тех случаях, когда это необходимо, или особенно важна безопасность информации.

Устройства lnlay-RFlD-этикетки - это ультратонкие метки, базирующиеся на основе из полимерной пленки (PVC, PC или PET-G). Поставляются эти метки в катушках для удобства транспортировки и использования. Эти метки вкладываются между слоями ламинированной бумаги или пластиковой пленки и используются они, как правило, для этикеток, недорогих билетов, ярлыков для багажа в аэропортах.

Активные метки содержат батарею, которая предоставляет напряжение для функционирования интегральной микросхемы. Это позволяет активным меткам принимать и передавать данные на значительном расстоянии от считывателя, чем пассивным меткам. Кроме того, они работают гораздо лучше в насыщенном электромагнитном окружении. Активные метки не требуют особых считывателей и поэтому могут считываться в программной среде для пассивных меток.

Частотные характеристики транспондеров. Рабочая частота - это определяющий фактор при выборе типа прикладной области, для которой система RFID оптимально подходит. От частотного параметра зависит большое количество рабочих параметров и условий использования (рис. 7.5).

Зависимость параметров системы RFID от частоты

Рисунок 7.5 - Зависимость параметров системы RFID от частоты

Как видно из приведенного графика, с увеличением частоты уменьшаются размеры антенны, энергопотребление и поглощения в воде. И наоборот - увеличивается температурная зависимость при увеличении частоты, отражения от поверхностей, ширина направленности сигнала.

По частоте RFID-системы делят на:

- Высокочастотные (ультравысокие 850-950 МГц и микроволновые 2,4-5 ГГц), которые используются там, где требуются большое расстояние и высокая скорость чтения, например, контроль железнодорожных вагонов или автомобилей в движении. Большая дальность действия делает безопасную установку ридеров вне пределов досягаемости людей;

- Промежуточной частоты (10-15 МГц) - там, где должны быть переданы большие количества данных. Область применения: логистика отслеживания товарооборота, розничная торговля, инвентаризация товаров, учет складских перемещений.

- Низкочастотные (100-500 кГц) используются там, где допустимо небольшое расстояние между объектом и ридером. Обычно расстояние считывания составляет 0,5 метра, а для меток, встроенных в маленькие "брелки", дальность чтения, как правило, еще меньше - около 0,1 метра. Область применения: системы управления доступом, бесконтактные карты, управление складами и производством.

Если изменить частоту, то не только станет расстояние пассивного чтения, но и увеличится скорость работы устройства. Расстояние считывания для меток с объемом сотни МГц и ГГц измеряется метрами и сотнями метров. Расстояние считывания для низкочастотных меток, частотой 125 кГц и 13.56 МГц, измеряется сантиметрами и метрами. Минимальное расстояние считывания, необходимая для приложения, стоимость, скорость операций и сложность коммуникации помогут определить, какую частоту использовать (табл. 7.1).

Таблица 7.1 - Частотные характеристики активных меток

частота

расстояние прочтения

Основные приложения

Скорость считывания данных

Высокая частота 13,56 МГц

~ 1 м.

Цепь поставок, электронные платежи

медленная

Ультравысокой частоты 860-915 МГц

~ 6 м

Цепь поставок, электронные платежи, отслеживание багажа

Микроволновая 2.45 кГ ц (активная).

До 200 м

Цепь поставок, электронные пошлины, сенсоры

Быстрая

Расстояние считывания, или максимальное расстояние от считывателя, на котором карта / метка может быть прочитана, зависит от размера антенны, которая находится внутри считывателя или метки для данной рабочей частоты. Большие по размеру считыватели или большие метки имеют, как правило, большее расстояние считывания.

Считыватели и антенны. Считыватели (ридеры) содержит в своем составе передатчик и антенну, с помощью которых излучается электромагнитное поле определенной частоты. Радиочастотные метки, попавшие в зону действия считывающего поля, "отвечают" собственным сигналом, содержащим полезную информацию (например, код товара). Сигнал улавливается антенной считывателя, информация расшифровывается и передается в компьютер для обработки.

Ручные считыватели позволяют считывать и записывать информацию на радиочастотные метки. RFID-принтеры используются для записи информации, нанесение графических или текстовых изображений на метки (рис. 7.6).

Считыватель, работающий на частоте 13.56 МГц, имеет максимальное расстояние считывания / записи информации до 1,2 метра в зависимости от подключенной антенны. Он применяется в торговле, промышленности, логистике. Возможно считывания нескольких меток одновременно (до 50 меток в секунду). Считыватели будут получать данные с меток, находящихся в людей или в вещах, которые проходят через зону действия антенны. Кроме того, считыватели можно установить в пунктах оплаты пошлины при переезде из одной зоны в другую, чтобы контролировать дорожное движение на автостраде.

Антенны используются как составляющие считывателей RFID-систем и предназначены для излучения радиосигналов, которые должны активировать RFID- метку и записать или считать данные из нее. Антенны для каждого считывателя могут состоять из нескольких антенн. Ворота позволяют быстро и надежно считывать значительные объемы данных, даже если объект с товаром находится в движении (рис. 7.6в).

Общий вид конструкций считывателей

Рисунок 7.6 - Общий вид конструкций считывателей

Основные характеристики: стоимость, расстояние считывания, схема, спектр напряжения, защита от воздействий окружающей среды, интерфейс (табл. 7.2).

Таблица 7.2 - Технические характеристики RFID считывателей.

модель

Коэффициент усиления (dbi)

Направленность луча (градусы)

размер

(Дюйм)

характеристика

SR-800

7,0

51 X 100

4x12x1

868,3 МГц, диполь полной волны

SR-820

7,0

51 X 100

4x12x1

902,8 МГц, диполь полной волны

SR-818

16,0

16 X 60

18x39x2

902,8 МГц, встроенные антенные решетки NEMA

SR-822

15,0

22x60

18x39x2

902,8 МГц, встроенные антенные решетки NEMA

SR-860

10

51 X 100

3x3x0,5

2,45 кГц. шаблон полной волны

SR-861

12

34x34

7x7x0,1

2,45 кГц. шаблон полной волны. Антенные решетки типа заплатка

Считыватели могут поддерживать связь с локальной сетью предприятия с помощью различных интерфейсов. Это может быть либо сетевой компьютер или сетевое устройство, работающее по протоколу RS-232. Считыватели поддерживают связь с существующими протоколами сети, работающие на базе ИТ-инфрастандарту. Считыватели имеют многофункциональную, доступную по цене операционную систему для удовлетворения всех потребностей, в которых можно использовать RFID-технологии.

Механизмы автоколизии. В отличие от штрих-кодов RFID дает возможность автоматической идентификации предметов, не размешивая предмет рядом со считывателем. Автоматический сбор данных систематизирует данные в системе, быстро делая информацию доступной. Технология RFID развязывает эту проблему с помощью беспроводной передачи идентификационной информации по предметам на считыватель благодаря механизму антиколизий. Не требуется прямая видимость считывателя. В отличие от штрих-кода, RFID может считывать несколько меток одновременно, воспринимая до сотен предметов за одно считывание.

При считывании меток считыватель постоянно излучает энергию, в поле которой пассивная метка соответствует своим кодом и содержанием памяти. При работе с перезаписываемыми метками система использует диалоговый режим, при котором считыватель путем модуляции энергии передает метке определенные команды.

 
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Предметы
Агропромышленность
Банковское дело
БЖД
Бухучет и аудит
География
Документоведение
Естествознание
Журналистика
Инвестирование
Информатика
История
Культурология
Литература
Логика
Логистика
Маркетинг
Математика, химия, физика
Медицина
Менеджмент
Недвижимость
Педагогика
Политология
Политэкономия
Право
Психология
Региональная экономика
Религиоведение
Риторика
Социология
Статистика
Страховое дело
Техника
Товароведение
Туризм
Философия
Финансы
Экология
Экономика
Этика и эстетика
Прочее