Principi de funcionament i rendiment de la tecnologia RFID en entorns durs
La tecnologia d'identificació per radiofreqüència (RFID) pertany a la capa de percepció de la Internet de les Coses. La capa de percepció és la capa més baixa de l'arquitectura de la Internet de les Coses, que és principalment responsable de la recopilació i la percepció d'informació. Recopila, converteix i transmet informació del món físic a la plataforma de la Internet de les Coses a través de diversos sensors i dispositius de percepció. Com a important tecnologia de detecció d'informació, la RFID identifica automàticament els objectes objectiu i obté dades rellevants mitjançant senyals de radiofreqüència sense fil sense intervenció humana, i pot funcionar en diversos entorns difícils. Per tant, la tecnologia RFID és un component clau de la capa de percepció de la Internet de les Coses.
1. Aplicació específica de la identificació per radiofreqüència (RFID) tecnologia a la capa de percepció de la Internet de les Coses
Els casos d'aplicació específics de la tecnologia d'identificació per radiofreqüència (RFID) a la capa de percepció de la Internet de les Coses inclouen múltiples camps, i s'utilitza àmpliament i és important a la Internet de les Coses.
Gestió logística: la tecnologia RFID s'ha utilitzat àmpliament en la gestió logística. Per exemple, al Parc Logístic d'Aviació Aeroportuària, Sinotrans Air Transport Development Company utilitza equips RFID per distribuir ràpidament les mercaderies, millorant significativament l'eficiència de les operacions logístiques. A més, la tecnologia RFID també s'utilitza per supervisar i gestionar el transport, l'emmagatzematge, la càrrega i la descàrrega de mercaderies en temps real per garantir l'eficiència i la transparència del procés logístic.
Gestió intel·ligent d'eines: la tecnologia RFID es pot utilitzar per a la gestió intel·ligent d'eines, que pot identificar i rastrejar automàticament les eines a través del sistema d'identificació per radiofreqüència, millorant així l'eficiència i la precisió de la gestió.
Armari intel·ligent de consumibles mèdics: en l'àmbit mèdic, la tecnologia RFID s'aplica als armaris intel·ligents de consumibles mèdics, que poden identificar i rastrejar els consumibles mèdics mitjançant etiquetes per garantir l'ús racional i la gestió de l'inventari dels consumibles.
Botigues intel·ligents i armaris de venda al detall no tripulats: la tecnologia RFID també s'utilitza en botigues intel·ligents i armaris de venda al detall no tripulats, que poden identificar els productes comprats pels clients a través de Etiquetes RFID per a minoristes per aconseguir la caixa d'autoservei i la gestió d'inventari.
Sistema de supervisió de seguretat d'aparcaments d'autobusos: la tecnologia RFID també s'utilitza en el sistema de supervisió de seguretat dels aparcaments d'autobusos, combinant el sistema de gestió d'entrada i sortida de vehicles i el sistema intel·ligent de videovigilància de l'estació per millorar la seguretat i l'eficiència de la gestió de l'aparcament.
Internet industrial de les coses i sistemes de transport intel·ligents: En l'Internet industrial de les coses i els sistemes de transport intel·ligents, la tecnologia RFID s'utilitza per resoldre conflictes de lectura-escriptura i problemes de recopilació de dades, i millorar l'eficiència i la precisió de la lectura-escriptura. Per exemple, el protocol d'encaminament "Internet Bicycle" basat en la xarxa tolerant a retards (DTN) s'utilitza per recopilar dades a la xarxa de sensors del sistema públic de bicicletes compartides.
2. Interacció entre la capa de percepció i altres capes de l'arquitectura de la IoT
En l'arquitectura de la IoT, la interacció entre la capa de percepció i altres capes (com ara la capa de xarxa i la capa d'aplicació) és la següent:
La capa de percepció recopila informació del món real, com ara temperatura, humitat, llum, so, ubicació, vídeo, etc., a través de diversos sensors i dispositius d'adquisició de dades. Després de convertir la informació en un format de dades estàndard, el sistema integrat la processa i es transmet als nodes de l'estació base i a les passarel·les d'accés de la capa d'accés a través de la xarxa de comunicació sense fil, i finalment arriba al terminal d'usuari. La capa de xarxa es troba entre la capa de percepció i la capa d'aplicació, i és responsable de transmetre la informació de dades recollida per la capa de percepció a la capa d'aplicació per a la seva anàlisi i gestió. La capa de xarxa inclou principalment tres parts: la xarxa d'agregació, la xarxa d'accés i la xarxa portadora. La xarxa d'agregació utilitza tecnologia de comunicació sense fil (com ara TPUNB, LoRa, ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi, etc.) per realitzar l'agregació de dades de percepció de rang; la xarxa d'accés utilitza l'arquitectura 6LoWPAN i M2M per realitzar l'accés de dades de percepció de la xarxa d'agregació a la xarxa portadora; la xarxa portadora utilitza tecnologia IPv6 i M2M per satisfer les necessitats d'un gran nombre d'adreces i realitzar una connexió intel·ligent entre màquines i equips.
La capa d'aplicació és la capa superior de l'arquitectura IoT i és responsable de convertir les dades processades en aplicacions reals. La capa de percepció interactua amb la capa de plataforma a través d'una interfície i envia les dades de la capa de percepció a la capa de plataforma per al seu processament. Al mateix temps, el mòdul també ha de processar instruccions de la capa d'aplicació, convertir les instruccions en instruccions d'operació específiques i enviar-les a la capa de percepció. La capa d'aplicació completa principalment la gestió i el processament de dades, i combina aquestes dades amb aplicacions de la indústria. En el projecte de construcció de sistemes mèdics intel·ligents, la capa d'aplicació recopila, analitza i processa dades de diversos escenaris hospitalaris per aconseguir una percepció mútua i la vinculació entre els nodes IoT i els equips hospitalaris.
3. Principi de funcionament i rendiment de RFIDtecnologia en entorns durs
El principi de funcionament i el rendiment de la tecnologia RFID en entorns difícils es poden analitzar des de múltiples aspectes.
El nucli de la tecnologia RFID rau en el seu mètode d'identificació sense contacte. Quan el etiquetes RFID industrials entra al camp de radiofreqüència (RF) del lector, l'antena rep el senyal de radiofreqüència emès pel lector, genera un corrent induït, activa el xip de l'etiqueta i, per tant, realitza la lectura de la informació. Aquesta identificació sense contacte permet que el sistema RFID funcioni normalment en entorns difícils com ara foscor, pols i taques d'oli, i no es veu afectat per factors naturals com la llum, la pols, la pluja i la neu.
Els sistemes RFID tenen fortes capacitats antiinterferències. Les etiquetes RFID per a ús intensiu poden funcionar correctament fins i tot en presència de cobertes o entorns difícils (com ara pols, taques d'oli, etc.). A més, Etiqueta RFID dura poden funcionar en entorns especials com ara altes temperatures, alta humitat i altes interferències electromagnètiques, tot i que el seu rendiment es pot veure afectat en aquestes condicions extremes, cosa que pot provocar errors de reconeixement o inestabilitat.
La tecnologia RFID també té la capacitat d'escanejar ràpidament i identificar a llargues distàncies. Pot identificar diverses etiquetes alhora, millorant considerablement l'eficiència de la recopilació de dades i pot identificar en llocs on no hi ha abast directe per a la línia de visió. Aquesta característica fa que la RFID tingui un bon rendiment quan s'utilitza en instal·lacions industrials per a aplicacions com la identificació d'instruments.
A més, etiquetes RFID resistentssolen estar fets de làmina metàl·lica, tenen una llarga vida útil i són antimagnètics, impermeables, resistents a altes temperatures i tenen un baix desgast mecànic. Aquestes característiques permeten RFID robustetiquetes per funcionar de manera estable durant molt de temps en entorns difícils.
Tanmateix, cal tenir en compte que, tot i que la tecnologia RFID funciona bé en la majoria d'entorns durs, el seu rendiment pot ser limitat en certes condicions extremes, com ara temperatures extremadament altes o humitat elevada. Per tant, a l'hora de triar un escenari d'aplicació per a la tecnologia RFID, encara cal tenir en compte les condicions ambientals específiques.
El principi de funcionament de la tecnologia RFID en entorns durs és principalment aconseguir la identificació automàtica i la recopilació de dades mitjançant la transmissió de senyals de radiofreqüència sense contacte.
4. Avantatges i desavantatges de la identificació per radiofreqüència (RFID) Tecnologia a la capa de percepció de la Internet de les coses
L'aplicació de la tecnologia d'identificació per radiofreqüència (RFID) a la capa de percepció de la Internet de les Coses té avantatges i desavantatges significatius. A continuació es presenta una avaluació detallada dels avantatges i les limitacions de la tecnologia RFID a la capa de percepció de la IoT:
a. Avantatges
La tecnologia RFID és una tecnologia d'identificació automàtica sense contacte que transmet i identifica informació mitjançant senyals de radiofreqüència sense contacte físic, cosa que la fa funcionar de manera eficient en diversos entorns.
Els sistemes RFID poden llegir ràpidament la informació de les etiquetes i identificar diverses etiquetes alhora, cosa que és molt útil per a escenaris on cal processar ràpidament un gran nombre d'elements.
Etiquetes RFID UHF robustes pot emmagatzemar una gran quantitat de dades, incloent-hi informació del producte, informació d'ubicació, etc., cosa que facilita el seguiment i la gestió dels articles.
L'accés a les dades de les etiquetes RFID sol estar protegit per contrasenya i és altament segur, cosa que les fa adequades per a aplicacions que requereixen una alta seguretat.
Etiquetes dures RFIDsón de mida petita i lleugers, es poden incrustar o fixar a diversos objectes i tenen una llarga vida útil.
Els sistemes RFID poden aconseguir una lectura a llarga distància, cosa que és molt beneficiosa per a aplicacions que necessiten cobrir una àrea extensa.
b. Desavantatges
Tot i que el cost de la RFIDEtiqueta dura està disminuint gradualment, el cost global dels sistemes RFID continua sent elevat, inclosa la inversió en equips de maquinari i sistemes de programari, que representa una despesa considerable per a les petites i mitjanes empreses.
Durant la identificació per lots, els sistemes RFID poden tenir errors d'identificació, especialment quan les etiquetes són denses o l'entorn és complex.
La tecnologia RFID té problemes d'estandardització entre diferents proveïdors i aplicacions, cosa que pot provocar problemes de compatibilitat i interoperabilitat.
Tot i que Etiquetes RFID per a ús intensiuestan protegits amb contrasenya, encara hi ha el risc de ser piratejats, especialment en escenaris d'aplicacions amb requisits de seguretat extremadament alts.
Tot i que el consum d'energia de l'etiqueta RFID en si és baix, en alguns escenaris d'aplicació, com ara xarxes de sensors que necessiten funcionar durant molt de temps, encara cal tenir en compte el consum d'energia global del sistema RFID.
La tecnologia RFID té avantatges significatius en la capa de percepció de la Internet de les Coses, com ara la identificació sense contacte, la lectura ràpida, l'emmagatzematge de dades gran, l'alta seguretat, la mida petita, la llarga vida útil i la llarga distància de lectura. Tanmateix, el seu elevat cost del sistema, els errors de reconeixement, els problemes d'estandardització, les fallades de seguretat i els problemes de consum d'energia també són reptes als quals cal parar atenció i resoldre'ls.
5. A més de RFID, quines altres tecnologies clau hi ha a la capa de percepció de la Internet de les Coses?
A més de la RFID, hi ha moltes altres tecnologies clau a la capa de percepció de la Internet de les Coses. Aquestes tecnologies inclouen principalment:
Tecnologia de sensors: Els sensors són la tecnologia central de la capa de percepció, que s'utilitzen per percebre informació física, química, biològica i d'altra índole, i convertir aquesta informació en senyals elèctrics i transmetre-la a la capa de xarxa. La tecnologia de sensors utilitza sensors i xarxes de sensors autoorganitzades de diversos salts per percebre i recopilar informació sobre els objectes percebuts a l'àrea de cobertura de la xarxa de manera col·laborativa.
Tecnologia de reconeixement de codis de barres: els codis de barres inclouen codis unidimensionals i codis bidimensionals. És una tecnologia de reconeixement automàtic econòmica i pràctica amb els avantatges d'una velocitat d'entrada ràpida, una alta fiabilitat, una gran quantitat de recopilació d'informació i flexibilitat i practicitat. S'utilitza àmpliament en diversos camps.
Codificació EPC: El codi EPC (codi de producte electrònic) té una capacitat de codificació molt gran, que pot complir el requisit d'"un objecte, un codi" a la Internet de les coses i es pot llegir a llarga distància. El seu objectiu és establir un llenguatge global d'intercanvi d'informació mitjançant un sistema de codificació unificat i estandarditzat.
Tecnologia GPS: La tecnologia GPS s'utilitza per localitzar i rastrejar la ubicació d'objectes i és una part important de la capa de percepció.
Xarxes autoorganitzatives i xarxes de sensors: aquestes tecnologies s'utilitzen per aconseguir l'autoorganització i la col·laboració entre dispositius de la capa de percepció per millorar l'eficiència de la recopilació i transmissió d'informació.
Tecnologia de comunicació sense fil: com ara Bluetooth, infrarojos, ZigBee, TPUNB, LoRa, etc., per a la transmissió de dades sense fil.
Càmera: utilitzada per a l'adquisició i monitorització d'imatges, és una de les eines importants de la capa de percepció.