RFID technologijos veikimo principas ir našumas atšiauriomis sąlygomis

Radijo dažnio identifikavimo (RFID) technologija priklauso daiktų interneto suvokimo sluoksniui. Suvokimo sluoksnis yra žemiausias daiktų interneto architektūros sluoksnis, daugiausia atsakingas už informacijos rinkimą ir suvokimą. Jis renka, konvertuoja ir perduoda informaciją iš fizinio pasaulio į daiktų interneto platformą per įvairius jutiklius ir suvokimo įrenginius. RFID, kaip svarbi informacijos jutimo technologija, automatiškai identifikuoja tikslinius objektus ir gauna atitinkamus duomenis per belaidžius radijo dažnių signalus be žmogaus įsikišimo ir gali veikti įvairiose atšiauriose aplinkose. Todėl RFID technologija yra pagrindinis daiktų interneto suvokimo sluoksnio komponentas.

1. Konkretus radijo dažnių identifikavimo taikymas (RFID) technologija daiktų interneto suvokimo lygmenyje

Konkretūs radijo dažnio identifikavimo (RFID) technologijos taikymo atvejai daiktų interneto suvokimo lygmenyje apima kelias sritis, ir ji yra plačiai naudojama bei svarbi daiktų internete.

Logistikos valdymas: RFID technologija buvo plačiai naudojama logistikos valdyme. Pavyzdžiui, oro uosto aviacijos logistikos parke „Sinotrans“ oro transporto plėtros bendrovė naudoja RFID įrangą, kad greitai paskirstytų prekes, taip žymiai pagerindama logistikos operacijų efektyvumą. Be to, RFID technologija taip pat naudojama prekių transportavimui, sandėliavimui, pakrovimui ir iškrovimui stebėti ir valdyti realiuoju laiku, siekiant užtikrinti logistikos proceso efektyvumą ir skaidrumą.

Išmanus įrankių valdymas: RFID technologija gali būti naudojama išmaniam įrankių valdymui, kuris gali automatiškai identifikuoti ir sekti įrankius per radijo dažnių identifikavimo sistemą, taip pagerinant valdymo efektyvumą ir tikslumą.

Išmanioji medicininių reikmenų spintelė: Medicinos srityje RFID technologija taikoma išmaniosioms medicininių reikmenų spintelėms, kurios gali identifikuoti ir sekti medicinines reikmenis per žymas, siekiant užtikrinti racionalų vartojimo reikmenų naudojimą ir atsargų valdymą.

Išmaniosios parduotuvės ir nevaldomos mažmeninės prekybos vitrinos: RFID technologija taip pat naudojama išmaniosiose parduotuvėse ir nevaldomose mažmeninės prekybos vitrinose, kurios gali identifikuoti klientų įsigytas prekes per... RFID mažmeninės prekybos žymės savitarnos kasos ir atsargų valdymo įdiegimui.

Autobusų stovėjimo aikštelių saugos priežiūros sistema: RFID technologija taip pat naudojama autobusų stovėjimo aikštelių saugos priežiūros sistemoje, sujungiant transporto priemonių įėjimo ir išėjimo valdymo sistemą su stoties išmaniąja vaizdo stebėjimo sistema, siekiant pagerinti stovėjimo aikštelės saugumą ir valdymo efektyvumą.

Pramoninis daiktų internetas ir intelektualios transporto sistemos: Pramoniniame daiktų internete ir intelektualiose transporto sistemose RFID technologija naudojama skaitymo ir rašymo konfliktams bei duomenų rinkimo problemoms spręsti ir skaitymo bei rašymo efektyvumui bei tikslumui gerinti. Pavyzdžiui, „Internet Bicycle“ maršruto parinkimo protokolas, pagrįstas delsos tolerancijos tinklu (DTN), naudojamas duomenims rinkti viešojo dviračių dalijimosi sistemos jutiklių tinkle.

2. Suvokimo sluoksnio ir kitų daiktų interneto architektūros sluoksnių sąveika

Daiktų interneto architektūroje suvokimo sluoksnio ir kitų sluoksnių (pvz., tinklo sluoksnio ir programos sluoksnio) sąveika yra tokia:

Suvokimo sluoksnis renka informaciją iš realaus pasaulio, pvz., temperatūrą, drėgmę, šviesą, garsą, vietą, vaizdo įrašą ir kt., naudodamas įvairius jutiklius ir duomenų rinkimo įrenginius. Kai informacija konvertuojama į standartinį duomenų formatą, ją apdoroja įterptoji sistema ir perduodama į prieigos sluoksnio bazinių stočių mazgus bei prieigos šliuzus per belaidį ryšio tinklą, o galiausiai pasiekia vartotojo terminalą. Tinklo sluoksnis yra tarp suvokimo sluoksnio ir taikomojo sluoksnio ir yra atsakingas už suvokimo sluoksnio surinktos duomenų informacijos perdavimą taikomajam sluoksniui analizei ir valdymui. Tinklo sluoksnį daugiausia sudaro trys dalys: agregavimo tinklas, prieigos tinklas ir nešiklio tinklas. Agregavimo tinklas naudoja belaidžio ryšio technologijas (pvz., TPUNB, LoRa, ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi ir kt.), kad realizuotų atstumo suvokimo duomenų agregavimą; prieigos tinklas naudoja 6LoWPAN ir M2M architektūrą, kad realizuotų suvokimo duomenų prieigą iš agregavimo tinklo į nešiklio tinklą; nešiklio tinklas naudoja IPv6 ir M2M technologijas, kad patenkintų daugelio adresų poreikius ir realizuotų intelektualų ryšį tarp mašinų ir įrangos.

Taikomųjų programų sluoksnis yra viršutinis daiktų interneto architektūros sluoksnis ir yra atsakingas už apdorotų duomenų konvertavimą į realias programas. Suvokimo sluoksnis sąveikauja su platformos sluoksniu per sąsają ir siunčia duomenis iš suvokimo sluoksnio į platformos sluoksnį apdorojimui. Tuo pačiu metu modulis taip pat turi apdoroti instrukcijas iš taikomųjų programų sluoksnio, konvertuoti jas į konkrečias operacijų instrukcijas ir siųsti jas į suvokimo sluoksnį. Taikomųjų programų sluoksnis daugiausia atlieka duomenų valdymą ir apdorojimą bei sujungia šiuos duomenis su pramonės programomis. Išmaniosios medicinos sistemos kūrimo projekte taikomųjų programų sluoksnis renka, analizuoja ir apdoroja duomenis iš įvairių ligoninės scenarijų, kad būtų pasiektas abipusis suvokimas ir ryšys tarp daiktų interneto mazgų ir ligoninės įrangos.

3. Veikimo principas ir veikimas RFIDtechnologijos atšiauriomis sąlygomis

RFID technologijos veikimo principą ir našumą atšiauriomis sąlygomis galima analizuoti iš kelių aspektų.

RFID technologijos esmė – bekontaktis identifikavimo metodas. Kai pramoninės RFID žymės Patekus į skaitytuvo RF lauką, antena priima skaitytuvo skleidžiamą RF signalą, generuoja indukuotą srovę, aktyvuoja žymoje esančią mikroschemą ir taip nuskaito informaciją. Šis bekontaktis identifikavimas leidžia RFID sistemai normaliai veikti atšiaurioje aplinkoje, pavyzdžiui, tamsoje, dulkėse ir riebalų dėmėse, ir jai įtakos neturi natūralūs veiksniai, tokie kaip šviesa, dulkės, lietus ir sniegas.

RFID sistemos pasižymi stipriomis anti-interferencinėmis savybėmis. RFID žymės gali tinkamai veikti net ir esant uždengtam paviršiui arba esant atšiaurioms aplinkoms (pvz., dulkėms, alyvos dėmėms ir pan.). Be to, RFID griežta žyma gali veikti specialioje aplinkoje, pavyzdžiui, aukštoje temperatūroje, didelėje drėgmėje ir esant dideliems elektromagnetiniams trukdžiams, nors šiomis ekstremaliomis sąlygomis jų veikimas gali sumažėti, dėl to gali sutrikti atpažinimas arba atsirasti nestabilumas.

RFID technologija taip pat gali greitai nuskaityti ir identifikuoti dideliais atstumais. Ji gali identifikuoti kelias žymas vienu metu, o tai labai pagerina duomenų rinkimo efektyvumą, ir gali identifikuoti vietose, kur nepasiekiama tiesioginio matomumo režimu. Dėl šios savybės RFID gerai veikia pramonės įrenginiuose, pavyzdžiui, prietaisų identifikavimui.

Be to, tvirtos RFID žymėspaprastai gaminami iš metalinės folijos, tarnauja ilgai, yra antimagnetiniai, atsparūs vandeniui, atsparūs aukštai temperatūrai ir mažai mechaniškai dėvimi. Šios savybės leidžia Tvirtas RFIDžymos, kad jos stabiliai veiktų ilgą laiką atšiauriomis sąlygomis.

Tačiau reikėtų pažymėti, kad nors RFID technologija gerai veikia daugumoje atšiaurių aplinkų, jos veikimas gali būti ribotas tam tikromis ekstremaliomis sąlygomis, tokiomis kaip itin aukšta temperatūra ar didelė drėgmė. Todėl renkantis RFID technologijos taikymo scenarijų vis tiek reikia atsižvelgti į konkrečias aplinkos sąlygas.

RFID technologijos veikimo principas atšiaurioje aplinkoje daugiausia yra automatinis identifikavimas ir duomenų rinkimas naudojant nekontaktinį radijo dažnių signalo perdavimą.

4. Radijo dažnio identifikavimo privalumai ir trūkumai (RFID) Technologijos daiktų interneto suvokimo lygmenyje

Radijo dažnio identifikavimo (RFID) technologijos taikymas daiktų interneto suvokimo sluoksnyje turi didelių privalumų ir trūkumų. Toliau pateikiamas išsamus RFID technologijos privalumų ir apribojimų vertinimas daiktų interneto suvokimo sluoksnyje:

a. Privalumai

RFID technologija yra bekontaktė automatinio identifikavimo technologija, kuri perduoda ir identifikuoja informaciją radijo dažnių signalais be fizinio kontakto, todėl ji efektyviai veikia įvairiose aplinkose.

RFID sistemos gali greitai nuskaityti žymų informaciją ir vienu metu identifikuoti kelias žymas, o tai labai naudinga tais atvejais, kai reikia greitai apdoroti daug elementų.

Tvirtos UHF RFID žymės gali saugoti didelį kiekį duomenų, įskaitant informaciją apie produktą, vietos informaciją ir kt., o tai palengvina prekių sekimą ir valdymą.

RFID žymų prieiga prie duomenų paprastai yra apsaugota slaptažodžiu ir yra labai saugi, todėl jos tinka programoms, kurioms reikalingas didelis saugumas.

RFID kietosios žymosyra mažo dydžio ir lengvo svorio, gali būti įterpti arba pritvirtinti prie įvairių objektų ir tarnauja ilgai.

RFID sistemos gali nuskaityti duomenis dideliais atstumais, o tai labai naudinga tais atvejais, kai reikia aprėpti didelę teritoriją.

b. Trūkumai

Nors RFID kainaKieta žyma Nors kaina palaipsniui mažėja, bendros RFID sistemų išlaidos vis dar yra didelės, įskaitant investicijas į techninę ir programinę įrangą, o tai yra nemažos išlaidos mažoms ir vidutinėms įmonėms.

Partijos identifikavimo metu RFID sistemose gali pasitaikyti identifikavimo klaidų, ypač kai žymės yra tankios arba aplinka sudėtinga.

RFID technologija turi standartizacijos problemų tarp skirtingų tiekėjų ir programų, todėl gali kilti suderinamumo ir sąveikumo problemų.

Nors RFID griežtos žymosyra apsaugotos slaptažodžiu, vis tiek yra įsilaužimo rizika, ypač taikomųjų programų, kurioms keliami itin aukšti saugumo reikalavimai, scenarijuose.

Nors pačios RFID žymos energijos suvartojimas yra mažas, kai kuriuose taikymo scenarijuose, pavyzdžiui, jutiklių tinkluose, kurie turi veikti ilgą laiką, vis tiek reikia atsižvelgti į bendrą RFID sistemos energijos suvartojimą.

RFID technologija turi didelių pranašumų daiktų interneto suvokimo lygmenyje, pavyzdžiui, bekontaktis identifikavimas, greitas nuskaitymas, didelė duomenų saugykla, didelis saugumas, mažas dydis, ilgas tarnavimo laikas ir didelis nuskaitymo atstumas. Tačiau didelė sistemos kaina, atpažinimo klaidos, standartizacijos problemos, saugumo trūkumai ir energijos suvartojimo problemos taip pat yra iššūkiai, į kuriuos reikia atkreipti dėmesį ir juos išspręsti.

5. Be to RFID, kokios kitos pagrindinės technologijos yra daiktų interneto suvokimo lygmenyje?

Be RFID, daiktų interneto suvokimo lygmenyje yra daug kitų svarbių technologijų. Šios technologijos daugiausia apima:

Jutiklių technologija: jutikliai yra pagrindinė suvokimo sluoksnio technologija, naudojama fizinei, cheminei, biologinei ir kitai informacijai suvokti, paversti šią informaciją elektriniais signalais ir perduoti juos tinklo sluoksniui. Jutiklių technologija naudoja jutiklius ir daugiaašmenis savaime organizuojamus jutiklių tinklus, kad kartu suvoktų ir rinktų informaciją apie suvokiamus objektus tinklo aprėpties zonoje.

Brūkšninių kodų atpažinimo technologija: Brūkšniniai kodai apima vienmačius ir dvimačius kodus. Tai ekonomiška ir praktiška automatinio atpažinimo technologija, pasižyminti dideliu įvesties greičiu, dideliu patikimumu, dideliu informacijos surinkimo kiekiu, lankstumu ir praktiškumu. Ji plačiai naudojama įvairiose srityse.

EPC kodavimas: EPC kodas (elektroninis gaminio kodas) pasižymi labai didele kodavimo talpa, kuri gali atitikti „vieno objekto, vieno kodo“ reikalavimą daiktų internete ir būti nuskaitoma dideliu atstumu. Jo tikslas – sukurti pasaulinę informacijos mainų kalbą per vieningą ir standartizuotą kodavimo sistemą.

GPS technologija: GPS technologija naudojama objektų buvimo vietai nustatyti ir sekti, ir yra svarbi suvokimo sluoksnio dalis.

Saviorganizuojantys tinklai ir jutiklių tinklai: šios technologijos naudojamos siekiant saviorganizacijos ir bendradarbiavimo tarp suvokimo sluoksnio įrenginių, siekiant pagerinti informacijos rinkimo ir perdavimo efektyvumą.

Belaidžio ryšio technologijos: tokios kaip „Bluetooth“, infraraudonųjų spindulių, „ZigBee“, TPUNB, LoRa ir kt., skirtos belaidžiam duomenų perdavimui.

Kamera: naudojama vaizdams gauti ir stebėti, tai vienas iš svarbių suvokimo sluoksnio įrankių.