Princip rada i performanse RFID tehnologije u teškim uvjetima

Tehnologija radiofrekvencijske identifikacije (RFID) pripada percepcijskom sloju u Internetu stvari. Percepcijski sloj je najniži sloj u arhitekturi Interneta stvari, koji je uglavnom odgovoran za prikupljanje i percepciju informacija. Prikuplja, pretvara i prenosi informacije iz fizičkog svijeta na platformu Interneta stvari putem različitih senzora i uređaja za percepciju. Kao važna tehnologija za detekciju informacija, RFID automatski identificira ciljne objekte i dobiva relevantne podatke putem bežičnih radiofrekvencijskih signala bez ljudske intervencije te može raditi u raznim teškim okruženjima. Stoga je RFID tehnologija ključna komponenta percepcijskog sloja Interneta stvari.

1. Specifična primjena radiofrekvencijske identifikacije (RFID) tehnologija u percepcijskom sloju Interneta stvari

Specifični slučajevi primjene tehnologije radiofrekvencijske identifikacije (RFID) u percepcijskom sloju Interneta stvari uključuju više područja, a ona je široko korištena i važna u Internetu stvari.

Upravljanje logistikom: RFID tehnologija se široko koristi u upravljanju logistikom. Na primjer, u logističkom parku za zrakoplovstvo na aerodromu, tvrtka Sinotrans Air Transport Development Company koristi RFID opremu za brzu distribuciju robe, značajno poboljšavajući učinkovitost logističkih operacija. Osim toga, RFID tehnologija se također koristi za praćenje i upravljanje prijevozom, skladištenjem, utovarom i istovarom robe u stvarnom vremenu kako bi se osigurala učinkovitost i transparentnost logističkog procesa.

Pametno upravljanje alatima: RFID tehnologija može se koristiti za pametno upravljanje alatima, koja može automatski identificirati i pratiti alate putem sustava radiofrekvencijske identifikacije, čime se poboljšava učinkovitost i točnost upravljanja.

Pametni ormar za medicinski potrošni materijal: U medicinskom području, RFID tehnologija se primjenjuje na pametne ormare za medicinski potrošni materijal, koji mogu identificirati i pratiti medicinski potrošni materijal putem oznaka kako bi se osigurala racionalna upotreba i upravljanje zalihama potrošnog materijala.

Pametne trgovine i bespilotne maloprodajne vitrine: RFID tehnologija se također koristi u pametnim trgovinama i bespilotnim maloprodajnim vitrinama, koje mogu identificirati robu koju kupci kupuju putem RFID maloprodajne oznake kako bi se postigla samouslužna naplata i upravljanje zalihama.

Sustav nadzora sigurnosti parkirališta za autobuse: RFID tehnologija se također koristi u sustavu nadzora sigurnosti parkirališta za autobuse, kombinirajući sustav upravljanja ulazom i izlazom vozila i inteligentni sustav video nadzora stanice kako bi se poboljšala sigurnost i učinkovitost upravljanja parkiralištem.

Industrijski internet stvari i inteligentni transportni sustavi: U industrijskom internetu stvari i inteligentnim transportnim sustavima, RFID tehnologija se koristi za rješavanje konflikata čitanja i pisanja i problema prikupljanja podataka te za poboljšanje učinkovitosti i točnosti čitanja i pisanja. Na primjer, protokol usmjeravanja "Internet Bicycle" temeljen na mreži tolerancije na kašnjenje (DTN) koristi se za prikupljanje podataka u senzorskoj mreži javnog sustava dijeljenja bicikala.

2. Interakcija između percepcijskog sloja i ostalih slojeva u IoT arhitekturi

U IoT arhitekturi, interakcija između percepcijskog sloja i drugih slojeva (kao što su mrežni sloj i aplikacijski sloj) je sljedeća:

Sloj percepcije prikuplja informacije iz stvarnog svijeta, kao što su temperatura, vlažnost, svjetlost, zvuk, lokacija, video itd., putem različitih senzora i uređaja za prikupljanje podataka. Nakon što se informacije pretvore u standardni format podataka, ugrađeni sustav ih obrađuje i prenosi na čvorove baznih stanica i pristupne pristupnike pristupnog sloja putem bežične komunikacijske mreže, te konačno dopiru do korisničkog terminala. Mrežni sloj nalazi se između sloja percepcije i aplikacijskog sloja te je odgovoran za prijenos podataka koje je prikupio sloj percepcije aplikacijskom sloju radi analize i upravljanja. Mrežni sloj uglavnom uključuje tri dijela: agregacijsku mrežu, pristupnu mrežu i mrežu nosioca. Agregacijska mreža koristi bežičnu komunikacijsku tehnologiju (kao što su TPUNB, LoRa, ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi itd.) za realizaciju agregacije podataka percepcije dometa; pristupna mreža koristi 6LoWPAN i M2M arhitekturu za realizaciju pristupa podacima percepcije iz agregacijske mreže mreži nosiocu; mreža nosioca koristi IPv6 i M2M tehnologiju za zadovoljavanje potreba velikog broja adresa i realizaciju inteligentne veze između strojeva i opreme.

Aplikacijski sloj je gornji sloj IoT arhitekture i odgovoran je za pretvaranje obrađenih podataka u stvarne aplikacije. Percepcijski sloj komunicira sa slojem platforme putem sučelja i šalje podatke iz percepcijskog sloja sloju platforme na obradu. Istovremeno, modul također treba obraditi upute iz aplikacijskog sloja, pretvoriti upute u specifične operativne upute i poslati ih sloju percepcije. Aplikacijski sloj uglavnom dovršava upravljanje podacima i obradu podataka te kombinira te podatke s industrijskim aplikacijama. U projektu izgradnje pametnog medicinskog sustava, aplikacijski sloj prikuplja, analizira i obrađuje podatke iz različitih bolničkih scenarija kako bi se postigla međusobna percepcija i povezivanje između IoT čvorova i bolničke opreme.

3. Princip rada i performanse RFIDtehnologija u teškim uvjetima

Princip rada i performanse RFID tehnologije u teškim uvjetima mogu se analizirati s više aspekata.

Srž RFID tehnologije leži u njenoj metodi beskontaktne identifikacije. Kada industrijske RFID oznake uđu u RF polje čitača, antena prima RF signal koji emitira čitač, generira induciranu struju, aktivira čip u oznaci i tako ostvaruje očitavanje informacija. Ova beskontaktna identifikacija omogućuje RFID sustavu normalan rad u teškim uvjetima poput tame, prašine i mrlja od ulja, a na njega ne utječu prirodni čimbenici poput svjetlosti, prašine, kiše i snijega.

RFID sustavi imaju snažne mogućnosti sprječavanja interferencije. RFID oznake za osjetljive na utjecaje mogu ispravno raditi čak i u prisutnosti poklopca ili u teškim uvjetima (poput prašine, mrlja od ulja itd.). Osim toga, RFID oštra oznaka mogu raditi u posebnim okruženjima kao što su visoka temperatura, visoka vlažnost i visoke elektromagnetske smetnje, iako njihove performanse mogu biti narušene u tim ekstremnim uvjetima, što rezultira neuspjehom prepoznavanja ili nestabilnošću.

RFID tehnologija također ima mogućnost brzog skeniranja i identifikacije na velikim udaljenostima. Može identificirati više oznaka istovremeno, što uvelike poboljšava učinkovitost prikupljanja podataka, a može identificirati i na mjestima do kojih izravna linija vida ne može doći. Ova značajka čini RFID učinkovitim kada se koristi u industrijskim postrojenjima za primjene poput identifikacije instrumenata.

Osim toga, robusne RFID oznakeobično su izrađeni od metalne folije, imaju dug vijek trajanja, antimagnetske su, vodootporne, otporne na visoke temperature i nisko mehaničko habanje. Ove karakteristike omogućuju Robusni RFIDoznake za stabilan rad dulje vrijeme u teškim uvjetima.

Međutim, treba napomenuti da iako RFID tehnologija dobro funkcionira u većini teških okruženja, njezine performanse mogu biti ograničene u određenim ekstremnim uvjetima, poput izuzetno visoke temperature ili visoke vlažnosti. Stoga, pri odabiru scenarija primjene za RFID tehnologiju, i dalje je potrebno uzeti u obzir specifične uvjete okoline.

Princip rada RFID tehnologije u teškim uvjetima uglavnom je postizanje automatske identifikacije i prikupljanja podataka putem beskontaktnog prijenosa radiofrekventnog signala.

4. Prednosti i nedostaci radiofrekvencijske identifikacije (RFID) Tehnologija u percepcijskom sloju Interneta stvari

Primjena tehnologije radiofrekvencijske identifikacije (RFID) u percepcijskom sloju Interneta stvari ima značajne prednosti i nedostatke. Slijedi detaljna procjena prednosti i ograničenja RFID tehnologije u percepcijskom sloju IoT-a:

a. Prednosti

RFID tehnologija je beskontaktna tehnologija automatske identifikacije koja prenosi i identificira informacije putem radiofrekventnih signala bez fizičkog kontakta, što joj omogućuje učinkovit rad u raznim okruženjima.

RFID sustavi mogu brzo očitati informacije s oznaka i identificirati više oznaka istovremeno, što je vrlo korisno u scenarijima gdje je potrebno brzo obraditi veliki broj predmeta.

Robusne UHF RFID oznake može pohraniti veliku količinu podataka, uključujući informacije o proizvodu, informacije o lokaciji itd., što olakšava praćenje i upravljanje artiklima.

Pristup podacima RFID oznaka obično je zaštićen lozinkom i vrlo je siguran, što ih čini prikladnima za primjene koje zahtijevaju visoku sigurnost.

RFID tvrde oznakeMale su veličine i lagane, mogu se ugraditi ili pričvrstiti na razne predmete i imaju dug vijek trajanja.

RFID sustavi mogu postići očitavanje na velike udaljenosti, što je vrlo korisno za scenarije primjene koji trebaju pokriti veliko područje.

b. Nedostaci

Iako je cijena RFID-aTvrda oznaka postupno se smanjuje, ukupni trošak RFID sustava i dalje je visok, uključujući ulaganja u hardversku opremu i softverske sustave, što predstavlja znatan trošak za mala i srednja poduzeća.

Tijekom identifikacije serije, RFID sustavi mogu imati pogreške u identifikaciji, posebno kada su oznake guste ili je okruženje složeno.

RFID tehnologija ima problema sa standardizacijom među različitim dobavljačima i aplikacijama, što može dovesti do problema s kompatibilnošću i interoperabilnosti.

Iako RFID oštre oznakezaštićeni lozinkom, i dalje postoji rizik od probijanja, posebno u scenarijima primjene s izuzetno visokim sigurnosnim zahtjevima.

Iako je potrošnja energije same RFID oznake niska, u nekim scenarijima primjene, poput senzorskih mreža koje trebaju raditi dulje vrijeme, i dalje treba uzeti u obzir ukupnu potrošnju energije RFID sustava.

RFID tehnologija ima značajne prednosti u percepcijskom sloju Interneta stvari, kao što su beskontaktna identifikacija, brzo očitavanje, velika pohrana podataka, visoka sigurnost, mala veličina, dugi vijek trajanja i velika udaljenost očitavanja. Međutim, visoki troškovi sustava, pogreške u prepoznavanju, problemi standardizacije, sigurnosni nedostaci i problemi s potrošnjom energije također su izazovi na koje treba obratiti pozornost i riješiti ih.

5. Osim toga RFID, koje se druge ključne tehnologije nalaze u percepcijskom sloju Interneta stvari?

Osim RFID-a, postoje mnoge druge ključne tehnologije u percepcijskom sloju Interneta stvari. Te tehnologije uglavnom uključuju:

Senzorska tehnologija: Senzori su ključna tehnologija percepcijskog sloja, a koriste se za opažanje fizičkih, kemijskih, bioloških i drugih informacija te pretvaranje tih informacija u električne signale i njihov prijenos na mrežni sloj. Senzorska tehnologija koristi senzore i višeskokovne samoorganizirajuće senzorske mreže za kolaborativno opažanje i prikupljanje informacija o opaženim objektima u području pokrivanja mreže.

Tehnologija prepoznavanja barkodova: Barkodovi uključuju jednodimenzionalne i dvodimenzionalne kodove. To je ekonomična i praktična tehnologija automatskog prepoznavanja s prednostima velike brzine unosa, visoke pouzdanosti, prikupljanja velike količine informacija te fleksibilnosti i praktičnosti. Široko se koristi u raznim područjima.

EPC kodiranje: EPC kod (elektronički kod proizvoda) ima vrlo veliki kapacitet kodiranja, koji može zadovoljiti zahtjev "jedan objekt, jedan kod" u Internetu stvari i može se čitati na velikoj udaljenosti. Njegov je cilj uspostaviti globalni jezik za razmjenu informacija putem jedinstvenog i standardiziranog sustava kodiranja.

GPS tehnologija: GPS tehnologija se koristi za lociranje i praćenje lokacije objekata i važan je dio percepcijskog sloja.

Samoorganizirajuće mreže i senzorske mreže: Ove se tehnologije koriste za postizanje samoorganizacije i suradnje između uređaja percepcijskog sloja kako bi se poboljšala učinkovitost prikupljanja i prijenosa informacija.

Bežična komunikacijska tehnologija: kao što su Bluetooth, infracrveno, ZigBee, TPUNB, LoRa itd., za bežični prijenos podataka.

Kamera: koristi se za snimanje i praćenje slike, jedan je od važnih alata percepcijskog sloja.