Εισαγωγή στο λειτουργικό περιβάλλον και τις μεθόδους διεπαφής συστημάτων εφαρμογών RFID

Η τεχνολογία RFID είναι μια βασική τεχνολογία για την ανάπτυξη του Διαδικτύου των Πραγμάτων και η αγορά εφαρμογών της σίγουρα θα επεκταθεί με την ανάπτυξη του Διαδικτύου των Πραγμάτων. Αυτό το άρθρο παρουσιάζει κυρίως το περιβάλλον λειτουργίας και τις μεθόδους διεπαφής του συστήματος εφαρμογής αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων λεπτομερώς. Ακολουθήστε τον επεξεργαστή για να μάθετε περισσότερα σχετικά με αυτό.

Εισαγωγή στο σύστημα εφαρμογής αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων

Η αναγνώριση ραδιοσυχνοτήτων RFID είναι μια τεχνολογία αυτόματης αναγνώρισης χωρίς επαφή. Εντοπίζει αυτόματα τα αντικείμενα-στόχους και λαμβάνει σχετικά δεδομένα μέσω σημάτων ραδιοσυχνοτήτων. Η εργασία αναγνώρισης δεν απαιτεί χειροκίνητη παρέμβαση και μπορεί να λειτουργήσει σε διάφορα σκληρά περιβάλλοντα. Η τεχνολογία RFID μπορεί να αναγνωρίσει κινούμενα αντικείμενα υψηλής ταχύτητας και να αναγνωρίσει πολλές ετικέτες ταυτόχρονα, καθιστώντας τη λειτουργία γρήγορη και βολική.

Τα προϊόντα ραδιοσυχνοτήτων μικρής εμβέλειας δεν φοβούνται τα σκληρά περιβάλλοντα όπως οι λεκέδες από λάδι και η ρύπανση από σκόνη. Μπορούν να αντικαταστήσουν τους γραμμωτούς κώδικες σε τέτοια περιβάλλοντα, όπως η παρακολούθηση αντικειμένων στις γραμμές συναρμολόγησης του εργοστασίου. Τα προϊόντα ραδιοσυχνοτήτων μεγάλης εμβέλειας χρησιμοποιούνται κυρίως στις μεταφορές και η απόσταση αναγνώρισης μπορεί να φτάσει τα δεκάδες μέτρα, όπως η αυτόματη είσπραξη διοδίων ή η αναγνώριση του οχήματος.

Εφαρμογή της τεχνολογίας RFID

1. Στον κλάδο του λιανικού εμπορίου, η εφαρμογή της τεχνολογίας barcode επιτρέπει δεκάδες χιλιάδες τύπους προϊόντων, τιμές, προέλευση, παρτίδες, ράφια, αποθέματα κ.λπ.

2. Η χρήση της τεχνολογίας αυτόματης αναγνώρισης οχημάτων επιτρέπει στα οχήματα να περιμένουν στην ουρά για εκτελωνισμό σε οδικές γέφυρες, χώρους στάθμευσης και άλλους χώρους συλλογής διοδίων, μειώνοντας τη σπατάλη χρόνου, βελτιώνοντας έτσι σημαντικά την αποτελεσματικότητα της μεταφοράς και τη χωρητικότητα των μεταφορικών εγκαταστάσεων.

3. Στην αυτοματοποιημένη γραμμή παραγωγής, όλες οι πτυχές της όλης διαδικασίας παραγωγής προϊόντων τίθενται υπό αυστηρή παρακολούθηση και διαχείριση.

4. Σε σκληρά περιβάλλοντα όπως η σκόνη, η ρύπανση, το κρύο και η ζέστη, η εφαρμογή της τεχνολογίας αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων μεγάλης εμβέλειας βελτιώνει την ταλαιπωρία των οδηγών φορτηγών που πρέπει να βγουν από το αυτοκίνητο για να περάσουν τις διατυπώσεις.

5. Στη διαχείριση λειτουργίας λεωφορείων, το σύστημα αυτόματης αναγνώρισης καταγράφει με ακρίβεια τις ώρες άφιξης και αναχώρησης των οχημάτων σε διάφορους σταθμούς κατά μήκος της γραμμής, παρέχοντας σε πραγματικό χρόνο και αξιόπιστες πληροφορίες για την αποστολή οχημάτων και τη διαχείριση της πλήρους λειτουργίας.

Εισαγωγή στο περιβάλλον λειτουργίας και στις μεθόδους διεπαφής συστημάτων εφαρμογής αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων

Το περιβάλλον λειτουργίας του συστήματος εφαρμογής αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων

Ένα πλήρες σύστημα εφαρμογής αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων θα πρέπει να περιλαμβάνει αναγνώστες, ηλεκτρονικές ετικέτες, δίκτυα υπολογιστών και άλλο εξοπλισμό. Λαμβάνοντας υπόψη θέματα όπως η ανάγνωση, η επεξεργασία και η μετάδοση δεδομένων, θα πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη η εγκατάσταση της κεραίας ανάγνωσης και η απόσταση της απόστασης μετάδοσης.

Το περιβάλλον λειτουργίας της τεχνολογίας αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων είναι σχετικά χαλαρό. Από την άποψη του λειτουργικού περιβάλλοντος του συστήματος λογισμικού εφαρμογών, οποιοδήποτε λογισμικό που βασίζεται σε οποιαδήποτε γλώσσα προγραμματισμού μπορεί να εκτελεστεί σε οποιοδήποτε υπάρχον σύστημα.

Τα συστήματα πλατφόρμας υπολογιστών περιλαμβάνουν συστήματα πλατφόρμας Windows, Linux, UNIX και DOS.

Εισαγωγή στο περιβάλλον λειτουργίας και στις μεθόδους διεπαφής συστημάτων εφαρμογής αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων

Μέθοδος διεπαφής συστήματος εφαρμογής αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων

(1)RJ45

Οι γραμμές RF45 και κατηγορίας 5 χρησιμοποιούνται μαζί σε δίκτυα Ethernet. Οι 8 γραμμές χωρίζονται σε 4 ομάδες, οι οποίες αποτελούνται από 8 μονόχρωμες ή λευκές χρωματικές γραμμές: κόκκινο και λευκό, κόκκινο, πράσινο και λευκό, πράσινο, μπλε και άσπρο, μπλε, καφέ και λευκό και καφέ. Υπάρχουν δύο μέθοδοι σύνδεσης RJ45, δηλαδή T-568A και T-568B. Η μόνη διαφορά μεταξύ των δύο μεθόδων σύνδεσης είναι η διαφορετική ακολουθία γραμμών.

Το RJ45 μεταδίδει σήματα μακρύτερα και χρησιμοποιεί το πρωτόκολλο TCP/IP.

(2)RS-232

Το RS-232 είναι επί του παρόντος μια δημοφιλής σειριακή διεπαφή υπολογιστή. Οι διασυνδέσεις RS-232 που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν τις DB9 και DB25.

Το RS-232 είναι μια ολοκληρωμένη διεπαφή σειριακής μετάδοσης που αναπτύχθηκε από την Ομοσπονδία Ηλεκτρονικών Βιομηχανιών και χρησιμοποιείται για τη σύνδεση τερματικού εξοπλισμού δεδομένων με εξοπλισμό επικοινωνίας δεδομένων. Το RS-232 καθορίζει τους τύπους καλωδίων και συνδέσμων, τη μέθοδο σύνδεσηςds των συνδετήρων και τη λειτουργία, την τάση, τη σημασία και τη διαδικασία ελέγχου κάθε καλωδίου. Το RS-232 είναι συμβατό με το V.24 και το V.28 του ITU.

(3)rs-485/' target='_blank'>RS-485/ RS-422

Το RS-422 είναι μια διεπαφή full-duplex που χρησιμοποιεί σταθερές γραμμές, η οποία έχει ισχυρότερη ικανότητα κατά των παρεμβολών από το RS-232. Ταχύτητα μετάδοσης δεδομένων RS-422 Όταν οι άλλες συνθήκες είναι ίδιες, η απόσταση αναγνώρισης του συστήματος χαμηλής συχνότητας είναι η μικρότερη, ακολουθούμενη από το σύστημα μεσαίας και υψηλής συχνότητας και το σύστημα μικροκυμάτων. Η απόσταση αναγνώρισης του συστήματος μικροκυμάτων είναι η πιο μακρινή. Όσο αλλάζει η συχνότητα του αναγνώστη, η συχνότητα λειτουργίας του συστήματος θα αλλάζει ανάλογα.

Η πραγματική απόσταση αναγνώρισης του συστήματος αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων είναι ανάλογη με την ισχύ μετάδοσης ραδιοσυχνοτήτων του αναγνώστη. Όσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς μετάδοσης, τόσο μεγαλύτερη είναι η απόσταση αναγνώρισης. Ωστόσο, όταν η ακτινοβολία που παράγεται από τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα υπερβαίνει ένα συγκεκριμένο εύρος, θα έχει επιβλαβείς επιπτώσεις στο περιβάλλον και στο ανθρώπινο σώμα. Επομένως, πρέπει να τηρούνται ορισμένα πρότυπα ισχύος όσον αφορά την ηλεκτρομαγνητική ισχύ.

Η μορφή συσκευασίας των ηλεκτρονικών ετικετών είναι επίσης ένας από τους λόγους που επηρεάζει την απόσταση αναγνώρισης του συστήματος. Όσο μεγαλύτερη είναι η κεραία της ηλεκτρονικής ετικέτας, δηλαδή τόσο μεγαλύτερη είναι η μαγνητική ροή που αποκτά η ηλεκτρονική ετικέτα που διέρχεται από την ενεργή περιοχή του αναγνώστη και τόσο μεγαλύτερη είναι η αποθηκευμένη ενέργεια.

Η απόσταση λειτουργίας που απαιτείται από το έργο εφαρμογής εξαρτάται από πολλούς παράγοντες: την ακρίβεια τοποθέτησης της ηλεκτρονικής ετικέτας. την ελάχιστη απόσταση μεταξύ πολλαπλών ηλεκτρονικών ετικετών σε πρακτικές εφαρμογές· την ταχύτητα κίνησης της ηλεκτρονικής ετικέτας εντός της περιοχής εργασίας της συσκευής ανάγνωσης.

Συνήθως σε εφαρμογές RFID, η επιλογή της κατάλληλης κεραίας μπορεί να καλύψει τις ανάγκες ανάγνωσης και γραφής από απόσταση. Για παράδειγμα, η κεραία μεταφορικής ταινίας FastTrack έχει σχεδιαστεί για εγκατάσταση σε μια μεταφορική ταινία μεταξύ κυλίνδρων και ο φορέας REID είναι εγκατεστημένος στο κάτω μέρος της παλέτας ή του προϊόντος για να διασφαλιστεί ότι ο φορέας περνάει απευθείας πάνω από την κεραία.

(3)Ρυθμός μετάδοσης δεδομένων

Για τα περισσότερα συστήματα απόκτησης δεδομένων, η ταχύτητα είναι ένας πολύ σημαντικός παράγοντας. Λόγω της συνεχούς συντόμευσης των κύκλων παραγωγής προϊόντων σήμερα, ο χρόνος που απαιτείται για την ανάγνωση και την ενημέρωση των φορέων RFID γίνεται όλο και μικρότερος.

①Ταχύτητα μόνο για ανάγνωση

Ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων του συστήματος μόνο για ανάγνωση RFID εξαρτάται από παράγοντες όπως το μήκος του κώδικα, ο ρυθμός μετάδοσης δεδομένων φορέα, η απόσταση ανάγνωσης και εγγραφής, η συχνότητα φορέα μεταξύ του φορέα και της κεραίας και η τεχνολογία διαμόρφωσης δεδομένων μετάδοση. Ο ρυθμός μετάδοσης ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του προϊόντος στην πραγματική εφαρμογή.

② Παθητική ταχύτητα ανάγνωσης και εγγραφής

Οι παράγοντες που καθορίζουν τον ρυθμό μεταφοράς δεδομένων ενός παθητικού συστήματος REID ανάγνωσης-εγγραφής είναι οι ίδιοι με εκείνους ενός συστήματος μόνο για ανάγνωση. Ωστόσο, εκτός από την ανάγνωση δεδομένων από τον πάροχο, πρέπει επίσης να εξετάσετε το ενδεχόμενο εγγραφής δεδομένων στον πάροχο. Ο ρυθμός μετάδοσης ποικίλλει ανάλογα με τον τύπο του προϊόντος στην πραγματική εφαρμογή.

③Ενεργός ρυθμός ανάγνωσης και εγγραφής

Οι καθοριστικοί παράγοντες του ρυθμού μετάδοσης δεδομένων των ενεργών συστημάτων ανάγνωσης-εγγραφής RFID είναι οι ίδιοι με τα παθητικά συστήματα. Η διαφορά είναι ότι τα παθητικά συστήματα πρέπει να ενεργοποιήσουν τη φόρτιση του πυκνωτή στον φορέα για να επικοινωνήσουν. Ένα σημαντικό σημείο είναι ότι ένα τυπικό σύστημα ανάγνωσης και εγγραφής χαμηλής συχνότητας μπορεί να λειτουργεί μόνο με 100 byte/s ή 200 bytes/s. Έτσι, δεδομένου ότι μπορεί να υπάρχουν εκατοντάδες byte δεδομένων που πρέπει να μεταφερθούν σε μια τοποθεσία, ο χρόνος μετάδοσης δεδομένων θα διαρκέσει αρκετά δευτερόλεπτα, που μπορεί να είναι μεγαλύτερος από ολόκληρη τη λειτουργία του μηχανήματος. Η EMS έχει χρησιμοποιήσει πολλές μοναδικές και αποκλειστικές τεχνολογίες για να σχεδιάσει ένα σύστημα χαμηλής συχνότητας που λειτουργεί σε υψηλότερες ταχύτητες από τα περισσότερα συστήματα μικροκυμάτων.

Εισαγωγή στο περιβάλλον λειτουργίας και στις μεθόδους διεπαφής συστημάτων εφαρμογής αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων

(4) Απαιτήσεις ασφαλείας

Οι απαιτήσεις ασφαλείας αναφέρονται γενικά στην κρυπτογράφηση και στον έλεγχο ταυτότητας. Ένα προγραμματισμένο σύστημα RFID θα πρέπει να έχει μια πολύ ακριβή αξιολόγηση των απαιτήσεων ασφαλείας του, ώστε να αποκλείει εξαρχής διάφορες επικίνδυνες επιθέσεις που μπορεί να προκύψουν κατά τη φάση της εφαρμογής. Για το σκοπό αυτό, είναι απαραίτητο να αναλυθούν διάφορα τρωτά σημεία ασφαλείας που υπάρχουν στο σύστημα, η πιθανότητα επιθέσεων κ.λπ.

(5)Χωρητικότητα αποθήκευσης

Η χωρητικότητα αποθήκευσης του φορέα δεδομένων είναι διαφορετική και η τιμή του συστήματος είναι επίσης διαφορετική. Η τιμή του φορέα δεδομένων καθορίζεται κυρίως από τη χωρητικότητα αποθήκευσης της ηλεκτρονικής ετικέτας.

Για εφαρμογές ευαίσθητες στην τιμή με χαμηλές επιτόπιες απαιτήσεις, θα πρέπει να επιλέγονται φορείς δεδομένων με σταθερή κωδικοποίηση μόνο για ανάγνωση. Εάν θέλετε να εγγράψετε πληροφορίες στην ηλεκτρονική ετικέτα, πρέπει να χρησιμοποιήσετε μια ηλεκτρονική ετικέτα με τεχνολογία αποθήκευσης EEPROM ή RAM και το κόστος του συστήματος θα αυξηθεί.

Υπάρχει ένας βασικός κανόνας στα συστήματα που βασίζονται στη μνήμη, ότι δηλαδή η χωρητικότητα αποθήκευσης είναι πάντα ανεπαρκής. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι η επέκταση της χωρητικότητας αποθήκευσης του συστήματος θα επεκτείνει φυσικά τις περιοχές εφαρμογής. Η χωρητικότητα αποθήκευσης του φορέα μόνο για ανάγνωση είναι 20 bit και η χωρητικότητα αποθήκευσης του ενεργού φορέα ανάγνωσης-εγγραφής κυμαίνεται από 64B έως 32KB, πράγμα που σημαίνει ότι πολλές σελίδες κειμένου μπορούν να αποθηκευτούν στον φορέα ανάγνωσης-εγγραφής, κάτι που είναι αρκετό για να φορτώσει το μανιφέστο και τα δεδομένα δοκιμής και να επιτρέψει την επέκταση του συστήματος. Ο αποθηκευτικός χώρος των παθητικών φορέων ανάγνωσης-εγγραφής κυμαίνεται από 48B έως 736B και έχει πολλές δυνατότητες που δεν διαθέτουν τα ενεργά συστήματα ανάγνωσης-εγγραφής.

(6) Συνδεσιμότητα συστήματος RFID

Ως κλάδος ανάπτυξης συστημάτων αυτοματισμού, η τεχνολογία RFID πρέπει να μπορεί να ενσωματώνει υπάρχουσες και αναπτυσσόμενες τεχνολογίες αυτοματισμού. Είναι σημαντικό ότι το σύστημα REID θα πρέπει να μπορεί να διασυνδέεται απευθείας με έναν προσωπικό υπολογιστή, προγραμματιζόμενο λογικό ελεγκτή ή μονάδα διασύνδεσης βιομηχανικού δικτύου (fieldbus), μειώνοντας έτσι το κόστος εγκατάστασης. Η συνδεσιμότητα επιτρέπει στην τεχνολογία RFID να παρέχει ευέλικτη λειτουργικότητα και εύκολη ενσωμάτωση σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανικών εφαρμογών.

(7) Ταυτόχρονη ανάγνωση πολλαπλών ηλεκτρονικών ετικετών

Δεδομένου ότι το σύστημα μπορεί να χρειαστεί να αναγνωρίσει πολλές ηλεκτρονικές ετικέτες ταυτόχρονα, πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη η αναγνωσιμότητα πολλών ετικετών που παρέχεται από τον αναγνώστη. Αυτό σχετίζεται με την απόδοση ανάγνωσης του αναγνώστη και την ταχύτητα κίνησης της ηλεκτρονικής ετικέτας κ.λπ.

(8) Μορφή συσκευασίας ηλεκτρονικής ετικέτας

Για διαφορετικά περιβάλλοντα εργασίας, το μέγεθος και η μορφή της ηλεκτρονικής ετικέτας καθορίζει την εγκατάσταση και την απόδοση της ηλεκτρονικής ετικέτας. Η μορφή συσκευασίας της ηλεκτρονικής ετικέτας είναι επίσης μία από τις παραμέτρους που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Η μορφή συσκευασίας των ηλεκτρονικών ετικετών δεν επηρεάζει μόνο την απόδοση λειτουργίας του συστήματος, αλλά επηρεάζει επίσης την απόδοση ασφάλειας και την εμφάνιση του συστήματος.

Η αξιολόγηση των δεικτών απόδοσης του συστήματος αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων είναι πολύ περίπλοκη. Υπάρχουν πολλοί παράγοντες που επηρεάζουν τη συνολική απόδοση του συστήματος αναγνώρισης ραδιοσυχνοτήτων, συμπεριλαμβανομένων παραγόντων προϊόντος, παραγόντων αγοράς και περιβαλλοντικών παραγόντων.