Perception Technology of Industrial Internet of Things - UHF RFID

Σήμερα, τα έξυπνα συστήματα παραγωγής χρησιμοποιούν δεδομένα που είναι αποθηκευμένα σε ετικέτες RFID για να επιτρέψουν πιο ευέλικτα και αποτελεσματικά προσαρμοσμένα προϊόντα. Η εφαρμογή της τεχνολογίας RFID στο πάτωμα του εργοστασίου έχει επιφέρει ένα υψηλότερο επίπεδο αυτοματισμού και τυποποίησης και έχει συνεισφέρει εκτενώς στην «απαγή» διαδικασία της σύγχρονης εφοδιαστικής αλυσίδας. Σε σύγκριση με τις υπάρχουσες τεχνολογίες αναγνώρισης, όπως ενεργές ετικέτες και γραμμωτούς κώδικες, οι παθητικές ετικέτες RFID δεν χρειάζονται δικό τους τροφοδοτικό και δεν απαιτούν οπτική επαφή για να λειτουργήσουν, κάτι που έχει μεγάλα πλεονεκτήματα.

Σύμφωνα με το 2020 Σύμφωνα με την έκθεση ερευνητών της Prudur, οι συνδυασμένες αγορές καταναλωτικών και βιομηχανικών IoT αναμένεται να φτάσουν τα 11,1 τρισεκατομμύρια δολάρια έως το 2025. Η παγκόσμια αγορά αισθητήρων RFID χωρίς μπαταρίες αναμένεται να αναπτυχθεί με σύνθετο ετήσιο ρυθμό ανάπτυξης 13,3%. Θα φτάσει τα 209,9 εκατομμύρια δολάρια έως το 2030. Η δραματική επέκταση των εφαρμογών IoT έχει εγείρει ορισμένα ζητήματα που σχετίζονται με τις μπαταρίες που τροφοδοτούν τις συσκευές IoT—όχι μόνο όσον αφορά τη βιωσιμότητα και την προστασία του περιβάλλοντος, αλλά και από την άποψη προβλεψιμότητας και κόστους. Επομένως, οι προγραμματιστές του Industry 4.0 αναζητούν λύσεις χωρίς μπαταρία. Στη συνέχεια, οι παθητικές συσκευές RFID και οι παθητικές ετικέτες RFID καλύπτουν αναμφίβολα αυτή τη ζήτηση.

Η παθητική τεχνολογία RFID δεν απαιτεί ειδικό λογισμικό και υλικό και η μετάδοση δεδομένων από την ετικέτα RFID στον αναγνώστη RFID διαρκεί μόνο μερικά χιλιοστά του δευτερολέπτου , και είναι πλήρως συμβατό με το τρέχον πρωτόκολλο EPC Gen2. Το όφελος για τον χρήστη είναι ότι δεν απαιτείται ειδικό υλικό ή λογισμικό για την απόκτηση και την επεξεργασία μετρήσεων. Οι συσκευές ανάγνωσης RFID που διατίθενται επί του παρόντος στην αγορά μπορούν να συλλάβουν και να αναλύσουν δεδομένα από ετικέτες RFID και να τα στείλουν σε συστήματα υψηλότερου επιπέδου. Για παράδειγμα, τα αναγνωριστικά στοιχείων και οι αριθμοί EPC μπορούν να καταγραφούν μαζί με δεδομένα αισθητήρα κατά την ενσωμάτωση ετικετών RFID που βασίζονται σε τσιπ ανάγνωσης-εγγραφής σε εφαρμογές logistics. Τα ένθετα μπορούν να μετατραπούν σε μια ποικιλία μορφών αναμεταδοτών, από ευέλικτες ετικέτες έως σκληρές ετικέτες. Οι κλασικές συσκευασμένες εκδόσεις, όπως τα ενσωματωμένα IC αισθητήρων QFN, είναι κατάλληλες ακόμη και σε σκληρά περιβάλλοντα.

Η τεχνολογία RFID βρίσκεται στο επίπεδο αντίληψης του Διαδικτύου των πραγμάτων, το οποίο αποτελεί τη βάση για την ανάπτυξη του Διαδικτύου των πραγμάτων και η 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. Λοιπόν, ποιες είναι οι μέθοδοι διάδοσης σήματος του UHF RFID, συμπεριλαμβανομένης κυρίως της γραμμικής πόλωσης και της κυκλικής πόλωσης:

Γραμμική πόλωση: Ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα στο οποίο ο προσανατολισμός του διανύσματος ηλεκτρικού πεδίου είναι σταθερός στο διάστημα ονομάζεται γραμμικό πόλωση. Μερικές φορές το έδαφος χρησιμοποιείται ως παράμετρος, η κατεύθυνση του διανύσματος ηλεκτρικού πεδίου παράλληλη με το έδαφος ονομάζεται οριζόντια πόλωση και η διεύθυνση κάθετη στο έδαφος ονομάζεται κατακόρυφη πόλωση.

Κυκλική πόλωση: Όταν η Η γωνία μεταξύ του επιπέδου πόλωσης των ραδιοκυμάτων και του κανονικού επιπέδου της γης αλλάζει από 0 σε 360°, δηλαδή, το μέγεθος του ηλεκτρικού πεδίου παραμένει σταθερό και η κατεύθυνση αλλάζει με το χρόνο, η τροχιά του τέλους του διανύσματος ηλεκτρικού πεδίου είναι κάθετη στη διάδοση Όταν η προβολή στο επίπεδο της κατεύθυνσης είναι κύκλος, ονομάζεται κυκλική πόλωση.

Οι κυκλικά πολωμένες κεραίες μπορούν να λάβουν ραδιοκύματα οποιασδήποτε πόλωσης και τα ακτινοβολούμενα κύματα τους μπορούν επίσης να είναι λαμβάνεται από οποιαδήποτε πολωμένη κεραία. Οι κυκλικά πολωμένες κεραίες έχουν ορθογώνια περιστροφή. Τα πολωμένα κύματα προσπίπτουν σε συμμετρικούς στόχους (όπως επίπεδα, σφαίρες κ.λπ.) Όταν η φορά περιστροφής αντιστρέφεται, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα με διαφορετικές κατευθύνσεις περιστροφής έχουν μεγαλύτερη τιμή απομόνωσης πόλωσης.