RFID տեխնոլոգիայի աշխատանքի սկզբունքը և կատարողականը կոշտ միջավայրերում

Ռադիոհաճախականության նույնականացման (RFID) տեխնոլոգիան պատկանում է «Իրերի ինտերնետ»-ի ընկալման շերտին: Ընկալման շերտը «Իրերի ինտերնետ»-ի ճարտարապետության ամենացածր շերտն է, որը հիմնականում պատասխանատու է տեղեկատվության հավաքագրման և ընկալման համար: Այն հավաքում, փոխակերպում և փոխանցում է տեղեկատվությունը ֆիզիկական աշխարհից «Իրերի ինտերնետ» հարթակ՝ տարբեր սենսորների և ընկալման սարքերի միջոցով: Որպես կարևոր տեղեկատվության ընկալման տեխնոլոգիա, RFID-ը ավտոմատ կերպով նույնականացնում է թիրախային օբյեկտները և ստանում համապատասխան տվյալներ անլար ռադիոհաճախականության ազդանշանների միջոցով՝ առանց մարդու միջամտության, և կարող է աշխատել տարբեր կոշտ միջավայրերում: Հետևաբար, RFID տեխնոլոգիան «Իրերի ինտերնետ»-ի ընկալման շերտի հիմնական բաղադրիչն է:

1. Ռադիոհաճախականության նույնականացման հատուկ կիրառումը (RFID) տեխնոլոգիան իրերի ինտերնետի ընկալման շերտում

Ռադիոհաճախականության նույնականացման (RFID) տեխնոլոգիայի կոնկրետ կիրառման դեպքերը «իրերի ինտերնետի» ընկալման շերտում ներառում են բազմաթիվ ոլորտներ, և այն լայնորեն կիրառվում է և կարևոր է «իրերի ինտերնետում»։

Լոգիստիկայի կառավարում. RFID տեխնոլոգիան լայնորեն կիրառվել է լոգիստիկայի կառավարման մեջ: Օրինակ՝ օդանավակայանի ավիացիայի լոգիստիկ պարկում «Սինոտրանս» օդային տրանսպորտի զարգացման ընկերությունը օգտագործում է RFID սարքավորումներ ապրանքները արագ բաշխելու համար, զգալիորեն բարելավելով լոգիստիկ գործողությունների արդյունավետությունը: Բացի այդ, RFID տեխնոլոգիան օգտագործվում է նաև ապրանքների տեղափոխման, պահեստավորման, բեռնման և բեռնաթափման իրական ժամանակում մոնիթորինգի և կառավարման համար՝ լոգիստիկ գործընթացի արդյունավետությունն ու թափանցիկությունն ապահովելու համար:

Խելացի գործիքների կառավարում. RFID տեխնոլոգիան կարող է օգտագործվել խելացի գործիքների կառավարման համար, որը կարող է ավտոմատ կերպով նույնականացնել և հետևել գործիքներին ռադիոհաճախականության նույնականացման համակարգի միջոցով, այդպիսով բարելավելով կառավարման արդյունավետությունը և ճշգրտությունը:

Խելացի բժշկական սպառվող նյութերի պահարան. Բժշկական ոլորտում RFID տեխնոլոգիան կիրառվում է խելացի բժշկական սպառվող նյութերի պահարաններում, որոնք կարող են նույնականացնել և հետևել բժշկական սպառվող նյութերին պիտակների միջոցով՝ սպառվող նյութերի ռացիոնալ օգտագործումը և պաշարների կառավարումն ապահովելու համար:

Խելացի խանութներ և անօդաչու մանրածախ պահարաններ. RFID տեխնոլոգիան օգտագործվում է նաև խելացի խանութներում և անօդաչու մանրածախ պահարաններում, որոնք կարող են նույնականացնել հաճախորդների կողմից գնված ապրանքները RFID մանրածախ պիտակներ ինքնասպասարկման դրամարկղային և գույքագրման կառավարման ապահովման համար։

Ավտոբուսների կայանատեղիի անվտանգության վերահսկողության համակարգ. RFID տեխնոլոգիան օգտագործվում է նաև ավտոբուսների կայանատեղիների անվտանգության վերահսկողության համակարգում՝ համատեղելով տրանսպորտային միջոցների մուտքի և ելքի կառավարման համակարգը և կայարանի ինտելեկտուալ տեսահսկման համակարգը՝ կայանատեղիի անվտանգությունն ու կառավարման արդյունավետությունը բարելավելու համար:

Արդյունաբերական իրերի ինտերնետ և ինտելեկտուալ տրանսպորտային համակարգեր. Արդյունաբերական իրերի ինտերնետում և ինտելեկտուալ տրանսպորտային համակարգերում RFID տեխնոլոգիան օգտագործվում է կարդալու-գրելու կոնֆլիկտները և տվյալների հավաքագրման խնդիրները լուծելու, ինչպես նաև կարդալու-գրելու արդյունավետությունն ու ճշգրտությունը բարելավելու համար: Օրինակ, «Ինտերնետային հեծանիվ» երթուղային արձանագրությունը, որը հիմնված է ուշացման հանդուրժողական ցանցի (DTN) վրա, օգտագործվում է հանրային հեծանիվների համատեղ օգտագործման համակարգի սենսորային ցանցում տվյալներ հավաքելու համար:

2. Ընկալման շերտի և իրերի ինտերնետի ճարտարապետության մյուս շերտերի փոխազդեցությունը

Ինտերնետային իրերի ճարտարապետությունում ընկալման շերտի և այլ շերտերի (օրինակ՝ ցանցային շերտի և կիրառական շերտի) միջև փոխազդեցությունը հետևյալն է.

Ընկալման շերտը տարբեր սենսորների և տվյալների հավաքագրման սարքերի միջոցով հավաքում է իրական աշխարհից տեղեկատվություն, ինչպիսիք են ջերմաստիճանը, խոնավությունը, լույսը, ձայնը, գտնվելու վայրը, տեսանյութը և այլն: Տեղեկատվությունը ստանդարտ տվյալների ձևաչափի վերածվելուց հետո այն մշակվում է ներկառուցված համակարգի կողմից և անլար կապի ցանցի միջոցով փոխանցվում է մուտքի շերտի բազային կայանի հանգույցներին և մուտքի դարպասներին, և վերջապես հասնում է օգտատիրոջ տերմինալին: Ցանցային շերտը գտնվում է ընկալման շերտի և կիրառական շերտի միջև և պատասխանատու է ընկալման շերտի կողմից հավաքված տվյալները կիրառական շերտ փոխանցելու համար՝ վերլուծության և կառավարման համար: Ցանցային շերտը հիմնականում ներառում է երեք մաս՝ ագրեգացիոն ցանց, մուտքի ցանց և կրող ցանց: Ագրեգացիոն ցանցն օգտագործում է անլար կապի տեխնոլոգիաներ (օրինակ՝ TPUNB, LoRa, ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi և այլն)՝ տիրույթի ընկալման տվյալների ագրեգացիան իրականացնելու համար. մուտքի ցանցն օգտագործում է 6LoWPAN և M2M ճարտարապետություն՝ ընկալման տվյալներին ագրեգացիոն ցանցից կրող ցանց մուտք գործելու համար. կրող ցանցն օգտագործում է IPv6 և M2M տեխնոլոգիաներ՝ մեծ թվով հասցեների կարիքները բավարարելու և մեքենաների և սարքավորումների միջև ինտելեկտուալ կապ ապահովելու համար:

Կիրառական շերտը IoT ճարտարապետության վերին շերտն է և պատասխանատու է մշակված տվյալները իրական կիրառությունների վերածելու համար: Ընկալման շերտը փոխազդում է հարթակային շերտի հետ ինտերֆեյսի միջոցով և տվյալները ընկալման շերտից ուղարկում է հարթակային շերտ՝ մշակման համար: Միևնույն ժամանակ, մոդուլը պետք է նաև մշակի կիրառական շերտից ստացված հրահանգները, փոխակերպի հրահանգները կոնկրետ շահագործման հրահանգների և ուղարկի դրանք ընկալման շերտ: Կիրառական շերտը հիմնականում ավարտում է տվյալների կառավարումը և տվյալների մշակումը, ինչպես նաև համատեղում է այդ տվյալները արդյունաբերական կիրառությունների հետ: Խելացի բժշկական համակարգի կառուցման նախագծում կիրառական շերտը հավաքում, վերլուծում և մշակում է տարբեր հիվանդանոցային սցենարներից ստացված տվյալները՝ IoT հանգույցների և հիվանդանոցային սարքավորումների միջև փոխադարձ ընկալում և կապ ապահովելու համար:

3. Աշխատանքային սկզբունքը և կատարողականը RFIDտեխնոլոգիաները կոշտ միջավայրերում

RFID տեխնոլոգիայի աշխատանքի սկզբունքը և կատարողականը կոշտ միջավայրերում կարելի է վերլուծել բազմաթիվ ասպեկտներից։

RFID տեխնոլոգիայի միջուկը կայանում է իր անհպում նույնականացման մեթոդի մեջ։ Երբ Արդյունաբերական RFID պիտակներ Մտնելով ընթերցողի ռադիոհաճախականության դաշտ, անտենան ստանում է ընթերցողի կողմից արձակվող ռադիոհաճախականության ազդանշանը, առաջացնում է ինդուկցված հոսանք, ակտիվացնում է պիտակի չիպը և այդպիսով իրականացնում տեղեկատվության ընթերցումը: Այս անհպում նույնականացումը թույլ է տալիս RFID համակարգին բնականոն աշխատել կոշտ միջավայրերում, ինչպիսիք են մթությունը, փոշին և յուղի հետքերը, և չի ազդվում բնական գործոններից, ինչպիսիք են լույսը, փոշին, անձրևը և ձյունը:

RFID համակարգերն ունեն ուժեղ հակամիջամտության հնարավորություններ: RFID կոշտ պիտակները կարող են պատշաճ կերպով աշխատել նույնիսկ ծածկույթի կամ կոշտ միջավայրերի առկայության դեպքում (օրինակ՝ փոշի, յուղի հետքեր և այլն): Բացի այդ, RFID կոշտ պիտակ կարող են գործել հատուկ միջավայրերում, ինչպիսիք են բարձր ջերմաստիճանը, բարձր խոնավությունը և էլեկտրամագնիսական խանգարումների բարձր մակարդակը, չնայած դրանց աշխատանքը կարող է տուժել այս ծայրահեղ պայմաններում, ինչը կարող է հանգեցնել ճանաչման ձախողման կամ անկայունության։

RFID տեխնոլոգիան նաև ունի արագ սկանավորելու և մեծ հեռավորությունների վրա նույնականացնելու հնարավորություն: Այն կարող է միաժամանակ նույնականացնել մի քանի պիտակներ, ինչը զգալիորեն բարելավում է տվյալների հավաքագրման արդյունավետությունը, և կարող է նույնականացնել այն վայրերում, որտեղ ուղիղ տեսադաշտը հասանելի չէ: Այս առանձնահատկությունը RFID-ին լավ է դարձնում արդյունաբերական օբյեկտներում օգտագործելիս այնպիսի կիրառությունների համար, ինչպիսին է գործիքների նույնականացումը:

Բացի այդ, ամուր RFID պիտակներսովորաբար պատրաստված են մետաղական փայլաթիթեղից, ունեն երկար ծառայության ժամկետ, հակամագնիսական, ջրակայուն, բարձր ջերմաստիճանային դիմադրողականություն և ցածր մեխանիկական մաշվածություն։ Այս բնութագրերը հնարավորություն են տալիս Հզոր RFIDպիտակներ՝ կոշտ միջավայրերում երկար ժամանակ կայուն աշխատելու համար։

Այնուամենայնիվ, պետք է նշել, որ չնայած RFID տեխնոլոգիան լավ է աշխատում ամենադժվար միջավայրերում, դրա աշխատանքը կարող է սահմանափակվել որոշակի ծայրահեղ պայմաններում, ինչպիսիք են չափազանց բարձր ջերմաստիճանը կամ բարձր խոնավությունը: Հետևաբար, RFID տեխնոլոգիայի կիրառման սցենար ընտրելիս դեռևս անհրաժեշտ է հաշվի առնել շրջակա միջավայրի հատուկ պայմանները:

RFID տեխնոլոգիայի աշխատանքային սկզբունքը կոշտ միջավայրերում հիմնականում ավտոմատ նույնականացման և տվյալների հավաքագրման ապահովումն է՝ անհպում ռադիոհաճախականության ազդանշանի փոխանցման միջոցով։

4. Ռադիոհաճախականության նույնականացման առավելություններն ու թերությունները (RFID) Տեխնոլոգիան իրերի ինտերնետի ընկալման շերտում

Ռադիոհաճախականության նույնականացման (RFID) տեխնոլոգիայի կիրառումը «Իրերի ինտերնետ»-ի ընկալման շերտում ունի զգալի առավելություններ և թերություններ: Ստորև ներկայացված է RFID տեխնոլոգիայի առավելությունների և սահմանափակումների մանրամասն գնահատականը «Իրերի ինտերնետ»-ի ընկալման շերտում.

ա. Առավելություններ

RFID տեխնոլոգիան անհպում ավտոմատ նույնականացման տեխնոլոգիա է, որը փոխանցում և նույնականացնում է տեղեկատվությունը ռադիոհաճախականության ազդանշանների միջոցով՝ առանց ֆիզիկական շփման, ինչը թույլ է տալիս այն արդյունավետ աշխատել տարբեր միջավայրերում։

RFID համակարգերը կարող են արագ կարդալ պիտակների տեղեկատվությունը և միաժամանակ նույնականացնել մի քանի պիտակ, ինչը շատ օգտակար է այն դեպքերում, երբ մեծ թվով իրեր պետք է արագ մշակվեն։

Հզոր UHF RFID պիտակներ կարող է պահպանել մեծ քանակությամբ տվյալներ, ներառյալ ապրանքի մասին տեղեկատվություն, գտնվելու վայրի մասին տեղեկատվություն և այլն, ինչը հեշտացնում է ապրանքների հետևումը և կառավարումը։

RFID պիտակների տվյալների մուտքը սովորաբար գաղտնաբառով պաշտպանված է և բարձր անվտանգություն ունի, ինչը դրանք հարմար է դարձնում բարձր անվտանգություն պահանջող կիրառությունների համար։

RFID կոշտ պիտակներփոքր են չափսերով և թեթև քաշով, կարող են ներդրվել կամ ամրացվել տարբեր առարկաների և ունեն երկար ծառայության ժամկետ։

RFID համակարգերը կարող են հասնել երկար հեռավորության վրա ընթերցման, ինչը շատ օգտակար է մեծ տարածք ընդգրկելու անհրաժեշտության դեպքում։

բ. Թերություններ

Չնայած RFID-ի արժեքըԿոշտ պիտակ աստիճանաբար նվազում է, RFID համակարգերի ընդհանուր արժեքը դեռևս բարձր է, ներառյալ ապարատային սարքավորումների և ծրագրային համակարգերի մեջ ներդրումները, ինչը զգալի ծախս է փոքր և միջին ձեռնարկությունների համար։

Խմբաքանակի նույնականացման ժամանակ RFID համակարգերը կարող են նույնականացման սխալներ ունենալ, հատկապես, երբ պիտակները խիտ են կամ միջավայրը բարդ է։

RFID տեխնոլոգիան ունի ստանդարտացման խնդիրներ տարբեր մատակարարների և կիրառությունների միջև, ինչը կարող է հանգեցնել համատեղելիության և փոխգործունակության խնդիրների։

Չնայած RFID կոշտ պիտակներգաղտնաբառով պաշտպանված լինելու դեպքում դեռևս կա կոտրվելու վտանգ, հատկապես չափազանց բարձր անվտանգության պահանջներ ունեցող կիրառական սցենարներում։

Չնայած RFID պիտակի էներգիայի սպառումն ինքնին ցածր է, որոշ կիրառման սցենարներում, ինչպիսիք են սենսորային ցանցերը, որոնք պետք է աշխատեն երկար ժամանակ, RFID համակարգի ընդհանուր էներգիայի սպառումը դեռ պետք է հաշվի առնվի։

RFID տեխնոլոգիան զգալի առավելություններ ունի «Իրերի ինտերնետի» ընկալման շերտում, ինչպիսիք են՝ անհպում նույնականացումը, արագ ընթերցումը, մեծ տվյալների պահպանումը, բարձր անվտանգությունը, փոքր չափը, երկարակեցությունը և ընթերցման մեծ հեռավորությունը: Այնուամենայնիվ, դրա բարձր համակարգային արժեքը, ճանաչման սխալները, ստանդարտացման խնդիրները, անվտանգության թերությունները և էներգիայի սպառման խնդիրները նույնպես մարտահրավերներ են, որոնց պետք է ուշադրություն դարձնել և լուծել:

5. Բացի այդ RFID, ի՞նչ այլ հիմնական տեխնոլոգիաներ կան «իրերի ինտերնետի» ընկալման շերտում։

Բացի RFID-ից, «իրերի ինտերնետի» ընկալման շերտում կան շատ այլ հիմնական տեխնոլոգիաներ: Այս տեխնոլոգիաները հիմնականում ներառում են.

Սենսորային տեխնոլոգիա. Սենսորները ընկալման շերտի հիմնական տեխնոլոգիաներն են, որոնք օգտագործվում են ֆիզիկական, քիմիական, կենսաբանական և այլ տեղեկատվությունը ընկալելու, այդ տեղեկատվությունը էլեկտրական ազդանշանների վերածելու և ցանցային շերտ փոխանցելու համար: Սենսորային տեխնոլոգիան օգտագործում է սենսորներ և բազմա-հանգույց ինքնակազմակերպվող սենսորային ցանցեր՝ ցանցի ծածկույթի տարածքում ընկալվող օբյեկտների մասին տեղեկատվություն համատեղ ընկալելու և հավաքելու համար:

Շտրիխ կոդերի ճանաչման տեխնոլոգիա. Շտրիխ կոդերը ներառում են միաչափ և երկչափ կոդեր: Այն տնտեսող և գործնական ավտոմատ ճանաչման տեխնոլոգիա է, որն ունի արագ մուտքագրման արագություն, բարձր հուսալիություն, մեծ քանակությամբ տեղեկատվության հավաքագրում, ճկունություն և գործնականություն: Այն լայնորեն կիրառվում է տարբեր ոլորտներում:

EPC կոդավորում. EPC կոդը (էլեկտրոնային ապրանքի կոդ) ունի շատ մեծ կոդավորման կարողություն, որը կարող է բավարարել «մեկ օբյեկտ, մեկ կոդ» պահանջը «իրերի ինտերնետում» և կարող է կարդացվել մեծ հեռավորությունից: Դրա նպատակն է ստեղծել գլոբալ տեղեկատվության փոխանակման լեզու՝ միասնական և ստանդարտացված կոդավորման համակարգի միջոցով:

GPS տեխնոլոգիա. GPS տեխնոլոգիան օգտագործվում է օբյեկտների գտնվելու վայրը որոշելու և հետևելու համար և ընկալման շերտի կարևոր մասն է կազմում։

Ինքնակազմակերպվող ցանցեր և սենսորային ցանցեր. Այս տեխնոլոգիաները օգտագործվում են ընկալման շերտի սարքերի միջև ինքնակազմակերպման և համագործակցության հասնելու համար՝ տեղեկատվության հավաքագրման և փոխանցման արդյունավետությունը բարելավելու համար։

Անլար կապի տեխնոլոգիաներ. ինչպիսիք են Bluetooth-ը, ինֆրակարմիրը, ZigBee-ն, TPUNB-ը, LoRa-ն և այլն, անլար տվյալների փոխանցման համար։

Տեսախցիկ. օգտագործվում է պատկերի ձեռքբերման և մոնիթորինգի համար, այն ընկալման շերտի կարևոր գործիքներից մեկն է։