Πώς χρησιμοποιείται η τεχνολογία RFID σε εφαρμογές εντοπισμού τοποθεσίας

Η τεχνολογία RFID βρίσκεται στο επίπεδο αντίληψης του Διαδικτύου των Πραγμάτων, το οποίο αποτελεί τη βάση για την ανάπτυξη του Διαδικτύου των Πραγμάτων και την προϋπόθεση για την υλοποίηση του Διαδικτύου των Πραγμάτων. Σε σύγκριση με τις ετικέτες RFID άλλων συχνοτήτων, οι ετικέτες UHF είναι πιο ασφαλείς και διεισδυτές. Με τους αναγνώστες UHF, μπορούν να αντισταθούν καλύτερα στις παρεμβολές και να έχουν μεγαλύτερες ταχύτητες ανάγνωσης και εγγραφής. Επομένως, τα τελευταία χρόνια η ανάπτυξή του είναι πιο γρήγορη και η εφαρμογή του είναι πολύ εκτεταμένη. Στη συνέχεια, η τεχνολογία RFID χρησιμοποιείται σε εφαρμογές εντοπισμού τοποθεσίας κυρίως με τους ακόλουθους τρόπους, ας το συζητήσουμε μαζί.

1. Με βάση τη θέση της συσκευής ανάγνωσης RFID

Ο πιο συνηθισμένος τρόπος για να προσδιορίσετε τη θέση ενός αντικειμένου είναι να το βασίσετε σε αναγνώστες. Όταν έχετε σταθερή συσκευή ανάγνωσης και γνωρίζετε τη θέση της συσκευής ανάγνωσης, μπορείτε να προσδιορίσετε την κατά προσέγγιση θέση του στοιχείου με ετικέτα με βάση τη συσκευή ανάγνωσης RFID που αναφέρει την ετικέτα. Η τοποθεσία του στοιχείου θα βρίσκεται εντός της καθορισμένης περιοχής ανάγνωσης RFID. Για πολλές εφαρμογές, αυτή η προσέγγιση λειτουργεί, όπως σε εφαρμογές αθλητικού χρονισμού. Οι συσκευές ανάγνωσης RFID μπορούν επίσης να τοποθετηθούν στις πόρτες για να ανιχνεύουν κίνηση μέσα και έξω, παρέχοντας θέση σε επίπεδο δωματίου.

2. Ετικέτα θέσης αναφοράς

Μια άλλη καλή κοινή μέθοδος τοποθέτησης είναι η τοποθέτηση ετικετών αναφοράς σε σταθερές τοποθεσίες όπου αποθηκεύονται αντικείμενα, όπως σε ράφια και τραπέζια, δωμάτια και πόρτες. Όταν χρησιμοποιείτε μια συσκευή ανάγνωσης χειρός RFID για απόθεμα, εκτός από την ετικέτα RFID στο αντικείμενο, διαβάζετε επίσης την ετικέτα αναφοράς και μπορείτε να προσδιορίσετε τη θέση του αντικειμένου με βάση τη γνωστή θέση της ετικέτας αναφοράς.

3. Βρείτε το σωστό στοιχείο

Η εύρεση της θέσης ενός συγκεκριμένου αντικειμένου (η θέση του κάτι) είναι μια πολύ συνηθισμένη περίπτωση χρήσης. Για παράδειγμα, η εύρεση του σωστού εξαρτήματος σε μια αποθήκη ή η εύρεση του σωστού αρχείου σε ένα μεγάλο αρχείο. Ένα νέο προϊόν στην αγορά που βοηθά σε αυτήν την εφαρμογή είναι οι ετικέτες LED RFID. Για να βρει ένα αντικείμενο, η συσκευή ανάγνωσης χειρός στέλνει μια εντολή επιλογής στο αντικείμενο που αναζητά. Όταν ο αναγνώστης «βρίσκει» το αντικείμενο που ψάχνει, μια λυχνία LED στην ετικέτα RFID ανάβει για να βοηθήσει οπτικά τον χρήστη να βρει το αντικείμενο.

Μια άλλη μέθοδος είναι η χρήση της "λειτουργίας Geiger"; με συσκευή ανάγνωσης χειρός. Ένας αναγνώστης RFID μπορεί να ρυθμιστεί ώστε να εμφανίζει "θέρμανση ή ψύξη"; ένδειξη όταν ο αναγνώστης πλησιάζει ή απομακρύνεται περισσότερο από ένα αντικείμενο ενδιαφέροντος. Ένα ηχητικό μπιπ ένδειξης χρησιμοποιείται συνήθως πιο συχνά όταν ένα αντικείμενο είναι κοντά - επομένως η μέθοδος συχνά χαρακτηρίζεται ως "μετρητής Geiger".

4. Τοποθεσία βάσει δείκτη

Η αντίστροφη μέθοδος τοποθέτησης βάσει αναγνώστη RFID είναι η τοποθέτηση της ετικέτας RFID σε μια σταθερή θέση και η παρακολούθηση της θέσης του αναγνώστη με βάση τη σταθερή θέση της ετικέτας. Το πλεονέκτημα αυτής της προσέγγισης είναι ότι οι ετικέτες RFID είναι φθηνές. Είναι εφικτό να τοποθετηθούν πολλές ετικέτες κατά μήκος γνωστών μονοπατιών, για παράδειγμα, σε ανελκυστήρες, τρένα, μεταφορείς, πλακάκια δαπέδου κ.λπ. Όταν ένας αναγνώστης περνάει και "βλέπει" μια ετικέτα RFID, εκεί την τοποθετείτε στον χάρτη.

5. Συστοιχία φάσεων

Οι συστοιχίες φάσης είναι μια αρκετά νέα προσέγγιση για τον εντοπισμό ετικετών RFID. Η τεχνολογία υπάρχει εδώ και δεκαετίες, κυρίως στον κλάδο των ραντάρ. Μια συστοιχία φάσεων είναι μια κεραία που αποτελείται από πολλά μικρά στοιχεία ακτινοβολίας μέσα σε ένα ενιαίο περίβλημα κεραίας, όπου η διαφορά φάσης των στοιχείων ελέγχεται ώστε να επιτρέπεται η διεύθυνση της δέσμης εκπομπής προς την επιθυμητή κατεύθυνση. Αυτό σας επιτρέπει να σαρώσετε το περιβάλλον από διαφορετικές κατευθύνσεις για στοιχεία με σημαία.

Οι υπερυψωμένοι αμφίδρομοι αναγνώστες συστοιχιών φάσεων γίνονται όλο και πιο δημοφιλείς. Επιτρέπουν την εκτίμηση της θέσης του αντικειμένου χρησιμοποιώντας έναν μόνο αναγνώστη τοποθετημένο στην οροφή, σαρώνοντας αριστερά, δεξιά, πίσω και μπροστά. Ο αναγνώστης γενικής χρήσης λειτουργεί καλά όταν τα αντικείμενα είναι μεγάλα και το δωμάτιο είναι αρκετά άδειο. Τα ράφια και τα έπιπλα στο δωμάτιο μπορεί να προκαλέσουν αντανακλάσεις και ηχώ που θα επηρεάσουν την ακρίβεια.

6. Τριγωνοποίηση

Χρησιμοποιώντας δύο ή περισσότερες οριζόντιες επιτοίχιες ενδείξεις σταδιακής σάρωσης, η θέση μπορεί να προσδιοριστεί με τριγωνισμό. Μπορείτε επίσης να χρησιμοποιήσετε μια κεραία με συστοιχία φάσεων τοποθετημένη σε τοίχο για να προσδιορίσετε τη θέση εάν γνωρίζετε τη γωνία και το εύρος απόστασης από το αντικείμενο. Αυτή η τεχνική εξακολουθεί να είναι σπάνια και σχετικά ακριβή.

Ο τριγωνισμός βάσει εύρους είναι μια πιο παραδοσιακή προσέγγιση όπου δύο ή περισσότεροι αναγνώστες βρίσκουν ένα αντικείμενο και μπορούν να εκτιμήσουν την απόσταση του στοιχείου από τον αναγνώστη. Τα δεδομένα απόστασης μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον υπολογισμό της θέσης ενός αντικειμένου. Αλλά η εκτίμηση της απόστασης με RFID δεν είναι τόσο απλή. Ο χρόνος πτήσης χρησιμοποιείται συνήθως σε ραδιοσυχνότητες, αλλά λόγω των μικρών αποστάσεων, η διαφορά ώρας είναι πολύ μικρή για να λειτουργήσει με ακρίβεια. Η χρήση του RSSI είναι επίσης δύσκολη επειδή λειτουργεί μόνο με έναν τρόπο. Εάν έχετε πολύ υψηλό RSSI, ξέρετε ότι το προϊόν είναι πολύ κοντά. Ωστόσο, εάν το RSSI σας είναι χαμηλό,το αντικείμενο μπορεί να είναι οπουδήποτε, μακριά ή κοντά.

Προσδιορίστε τη θέση χρησιμοποιώντας κατευθυντικό τριγωνισμό κεραίας και τριγωνισμό με βάση την απόσταση

7. Ρομπότ απογραφής

Η χρήση ρομποτικής απογραφής για τον εντοπισμό αντικειμένων δεν είναι ακόμη πολύ συνηθισμένη, αλλά μπορεί να είναι μια καλή λύση για την απογραφή σε μεγάλα καταστήματα λιανικής και αποθήκες. Η θέση του ρομπότ μπορεί να παρακολουθηθεί με ακρίβεια από την κάτοψη και τους περιστροφικούς κωδικοποιητές, το lidar και άλλες τεχνολογίες. Καθώς το ρομπότ περιφέρεται ακούραστα, οι κεραίες του μπορούν να εντοπίσουν αντικείμενα με ετικέτα από εκατοντάδες τοποθεσίες κατά μήκος της διαδρομής του. Στη μετα-επεξεργασία, η ακριβής θέση του αντικειμένου μπορεί να υπολογιστεί από αυτά τα σημεία δεδομένων. Αυτή η μέθοδος είναι καλύτερη όταν το αντικείμενο δεν κινείται. Ευτυχώς, τα ρομπότ δεν πειράζουν να μένουν ξύπνια όλη τη νύχτα, επιτρέποντας την ολοκλήρωση των γύρων του αποθέματος κατά τη διάρκεια της νύχτας.

8. Κλίμακα με βάση τη φάση

Η εμβέλεια βάσει φάσης είναι μια τεχνική που χρησιμοποιεί μετρήσεις οπισθοσκεδασμένων φάσεων. Σε αυτή τη μέθοδο μπορείτε να επιλέξετε ένα κανάλι και να λάβετε την απάντηση από την ετικέτα RFID. Η απάντηση έρχεται πάντα σε κάποιο στάδιο. Καθώς παίρνετε το επόμενο κανάλι ή αυξάνετε τη συχνότητα, περισσότερα μήκη κύματος θα χωρέσουν στη διαδρομή από τη συσκευή ανάγνωσης RFID προς την ετικέτα RFID και πίσω, επομένως η φάση θα αυξηθεί. Καθώς πηγαίνετε σε υψηλότερους αριθμούς καναλιών, η φάση ανεβαίνει (δείτε την εικόνα παρακάτω). Ο ρυθμός αλλαγής φάσης είναι σχετικός με την απόσταση και έτσι μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τον υπολογισμό της απόστασης μιας ετικέτας RFID. Εάν η φάση μεγαλώνει γρήγορα, η ετικέτα RFID είναι πολύ μακριά. Εάν η φάση αυξάνεται αργά καθώς αυξάνεται η συχνότητα, οι ετικέτες RFID θα είναι πιο κοντά. Ωστόσο, οι κανονισμοί των περιφερειακών καναλιών θέτουν προκλήσεις σε αυτήν την προσέγγιση.