Принцип роботи та продуктивність технології RFID у складних умовах експлуатації
Технологія радіочастотної ідентифікації (RFID) належить до рівня сприйняття в Інтернеті речей. Рівень сприйняття є найнижчим рівнем в архітектурі Інтернету речей, який в основному відповідає за збір та сприйняття інформації. Він збирає, перетворює та передає інформацію з фізичного світу на платформу Інтернету речей за допомогою різних датчиків та пристроїв сприйняття. Як важлива технологія інформаційного зондування, RFID автоматично ідентифікує цільові об'єкти та отримує відповідні дані за допомогою бездротових радіочастотних сигналів без втручання людини, і може працювати в різних складних умовах. Тому технологія RFID є ключовим компонентом рівня сприйняття Інтернету речей.
1. Специфічне застосування радіочастотної ідентифікації (RFID-технологія) технологія на рівні сприйняття Інтернету речей
Конкретні випадки застосування технології радіочастотної ідентифікації (RFID) на рівні сприйняття Інтернету речей включають кілька галузей, і вона широко використовується та є важливою в Інтернеті речей.
Управління логістикою: технологія RFID широко використовується в управлінні логістикою. Наприклад, у логістичному парку аеропорту авіації компанія Sinotrans Air Transport Development використовує обладнання RFID для швидкого розподілу товарів, що значно підвищує ефективність логістичних операцій. Крім того, технологія RFID також використовується для моніторингу та управління транспортуванням, складуванням, завантаженням та розвантаженням товарів у режимі реального часу, щоб забезпечити ефективність та прозорість логістичного процесу.
Інтелектуальне управління інструментами: технологія RFID може використовуватися для інтелектуального управління інструментами, яка може автоматично ідентифікувати та відстежувати інструменти за допомогою системи радіочастотної ідентифікації, тим самим підвищуючи ефективність та точність управління.
Розумна шафа для медичних витратних матеріалів: У медичній галузі технологія RFID застосовується для створення розумних шаф для медичних витратних матеріалів, які можуть ідентифікувати та відстежувати медичні витратні матеріали за допомогою міток, щоб забезпечити раціональне використання та управління запасами витратних матеріалів.
Розумні магазини та безпілотні торгові шафи: технологія RFID також використовується в розумних магазинах та безпілотних торгових шафах, які можуть ідентифікувати товари, придбані клієнтами, через RFID-мітки для роздрібної торгівлі для забезпечення самообслуговування при оформленні замовлення та управління запасами.
Система контролю безпеки на автобусних парковках: технологія RFID також використовується в системі контролю безпеки на автобусних парковках, поєднуючи систему управління в'їздом та виїздом транспортних засобів та інтелектуальну систему відеоспостереження станції для підвищення безпеки та ефективності управління парковкою.
Промисловий Інтернет речей та інтелектуальні транспортні системи: У промисловому Інтернеті речей та інтелектуальних транспортних системах технологія RFID використовується для вирішення конфліктів читання-запису та проблем збору даних, а також для підвищення ефективності та точності читання-запису. Наприклад, протокол маршрутизації «Інтернет-велосипед» на основі мережі, стійкої до затримок (DTN), використовується для збору даних у сенсорній мережі системи громадського прокату велосипедів.
2. Взаємодія між рівнем сприйняття та іншими рівнями в архітектурі Інтернету речей
В архітектурі Інтернету речей взаємодія між рівнем сприйняття та іншими рівнями (такими як мережевий рівень та рівень додатків) виглядає наступним чином:
Рівень сприйняття збирає інформацію з реального світу, таку як температура, вологість, освітлення, звук, місцезнаходження, відео тощо, за допомогою різних датчиків та пристроїв збору даних. Після перетворення інформації у стандартний формат даних, вона обробляється вбудованою системою та передається до вузлів базових станцій та шлюзів доступу рівня доступу через мережу бездротового зв'язку, і, нарешті, досягає терміналу користувача. Мережевий рівень розташований між рівнем сприйняття та рівнем додатків і відповідає за передачу інформації, зібраної рівнем сприйняття, до рівня додатків для аналізу та управління. Мережевий рівень в основному складається з трьох частин: мережі агрегації, мережі доступу та мережі-носія. Мережа агрегації використовує технології бездротового зв'язку (такі як TPUNB, LoRa, ZigBee, Bluetooth, Wi-Fi тощо) для реалізації агрегації даних сприйняття дальності; мережа доступу використовує архітектуру 6LoWPAN та M2M для реалізації доступу до даних сприйняття з мережі агрегації до мережі-носія; мережа-носія використовує технології IPv6 та M2M для задоволення потреб великої кількості адрес та реалізації інтелектуального зв'язку між машинами та обладнанням.
Прикладний рівень є верхнім рівнем архітектури Інтернету речей і відповідає за перетворення оброблених даних у фактичні програми. Рівень сприйняття взаємодіє з рівнем платформи через інтерфейс і надсилає дані з рівня сприйняття на рівень платформи для обробки. Водночас модуль також повинен обробляти інструкції з рівня додатку, перетворювати інструкції на конкретні операційні інструкції та надсилати їх на рівень сприйняття. Прикладний рівень в основному виконує управління даними та їх обробку, а також поєднує ці дані з галузевими програмами. У проекті будівництва інтелектуальної медичної системи прикладний рівень збирає, аналізує та обробляє дані з різних лікарняних сценаріїв для досягнення взаємного сприйняття та зв'язку між вузлами Інтернету речей та лікарняним обладнанням.
3. Принцип роботи та продуктивність RFID-технологіятехнології в складних умовах
Принцип роботи та продуктивність технології RFID у складних умовах експлуатації можна проаналізувати з кількох аспектів.
Суть технології RFID полягає в її безконтактному методі ідентифікації. Коли промислові RFID-мітки Коли предмети потрапляють у радіочастотне поле зчитувача, антена приймає радіочастотний сигнал, що випромінюється зчитувачем, генерує індукований струм, активує чіп у мітці та таким чином здійснює зчитування інформації. Така безконтактна ідентифікація дозволяє системі RFID нормально працювати в складних умовах, таких як темрява, пил та масляні плями, і не залежить від природних факторів, таких як світло, пил, дощ та сніг.
Системи RFID мають потужні протиперешкодні можливості. RFID-мітка може працювати належним чином навіть за наявності покриття або в агресивних середовищах (таких як пил, масляні плями тощо). Крім того, RFID-мітка для жорсткого монтажу можуть працювати в особливих умовах, таких як висока температура, висока вологість та високі електромагнітні перешкоди, хоча їхня продуктивність може бути порушена в цих екстремальних умовах, що призведе до збою розпізнавання або нестабільності.
Технологія RFID також має здатність швидко сканувати та ідентифікувати на великих відстанях. Вона може ідентифікувати кілька міток одночасно, що значно підвищує ефективність збору даних, а також може ідентифікувати в місцях, куди не може дістатися пряма лінія зору. Ця функція робить RFID ефективним при використанні на промислових об'єктах для таких застосувань, як ідентифікація інструментів.
Крім того, міцні RFID-міткизазвичай виготовляються з металевої фольги, мають тривалий термін служби, антимагнітні, водонепроникні, стійкі до високих температур та низький механічний знос. Ці характеристики дозволяють Міцний RFIDмітки для стабільної роботи протягом тривалого часу в складних умовах.
Однак, слід зазначити, що хоча технологія RFID добре працює в більшості суворих середовищ, її продуктивність може бути обмежена за певних екстремальних умов, таких як надзвичайно висока температура або висока вологість. Тому, вибираючи сценарій застосування технології RFID, все одно необхідно враховувати конкретні умови навколишнього середовища.
Принцип роботи технології RFID у складних умовах полягає головним чином у досягненні автоматичної ідентифікації та збору даних за допомогою безконтактної передачі радіочастотного сигналу.
4. Переваги та недоліки радіочастотної ідентифікації (RFID-технологія) Технологія на рівні сприйняття Інтернету речей
Застосування технології радіочастотної ідентифікації (RFID) на рівні сприйняття Інтернету речей має значні переваги та недоліки. Нижче наведено детальну оцінку переваг та обмежень технології RFID на рівні сприйняття Інтернету речей:
а. Переваги
Технологія RFID — це безконтактна технологія автоматичної ідентифікації, яка передає та ідентифікує інформацію за допомогою радіочастотних сигналів без фізичного контакту, що дозволяє їй ефективно працювати в різних середовищах.
Системи RFID можуть швидко зчитувати інформацію з міток та ідентифікувати кілька міток одночасно, що дуже корисно для сценаріїв, коли потрібно швидко обробити велику кількість товарів.
Міцні RFID-мітки UHF може зберігати великий обсяг даних, включаючи інформацію про продукт, інформацію про місцезнаходження тощо, що полегшує відстеження та управління товарами.
Доступ до даних RFID-міток зазвичай захищений паролем і має високий рівень безпеки, що робить їх придатними для застосувань, що потребують високого рівня безпеки.
Жорсткі RFID-міткимають невеликі розміри та легку вагу, можуть бути вбудовані або прикріплені до різних об'єктів та мають тривалий термін служби.
Системи RFID можуть зчитувати дані на великій відстані, що дуже корисно для застосувань, які потребують охоплення великої площі.
б. Недоліки
Хоча вартість RFIDЖорсткий тег поступово знижується, загальна вартість систем RFID все ще висока, включаючи інвестиції в апаратне обладнання та програмні системи, що є значними витратами для малих та середніх підприємств.
Під час ідентифікації партій у системах RFID можуть виникати помилки ідентифікації, особливо коли мітки щільно розташовані або середовище складне.
Технологія RFID має проблеми стандартизації серед різних постачальників та застосувань, що може призвести до проблем сумісності та взаємодії.
Хоча RFID-мітки для жорстких матеріалівзахищені паролем, все одно існує ризик злому, особливо у сценаріях застосування з надзвичайно високими вимогами безпеки.
Хоча споживання енергії самої RFID-мітки низьке, у деяких сценаріях застосування, таких як сенсорні мережі, які повинні працювати протягом тривалого часу, загальне споживання енергії RFID-системою все одно необхідно враховувати.
Технологія RFID має значні переваги на рівні сприйняття Інтернету речей, такі як безконтактна ідентифікація, швидке зчитування, великий обсяг зберігання даних, високий рівень безпеки, малий розмір, тривалий термін служби та велика відстань зчитування. Однак, висока вартість системи, помилки розпізнавання, проблеми стандартизації, недоліки безпеки та проблеми енергоспоживання також є проблемами, на які необхідно звернути увагу та які необхідно вирішити.
5. На додаток до RFID-технологія, які ще ключові технології є на рівні сприйняття Інтернету речей?
Окрім RFID, існує багато інших ключових технологій на рівні сприйняття Інтернету речей. Ці технології включають, головним чином:
Сенсорна технологія: Сенсори – це основна технологія рівня сприйняття, яка використовується для сприйняття фізичної, хімічної, біологічної та іншої інформації, перетворення цієї інформації на електричні сигнали та передачі їх на мережевий рівень. Сенсорна технологія використовує сенсори та багатострибкові самоорганізовані сенсорні мережі для спільного сприйняття та збору інформації про сприйняті об'єкти в зоні покриття мережі.
Технологія розпізнавання штрих-кодів: Штрих-коди включають одновимірні та двовимірні коди. Це економічна та практична технологія автоматичного розпізнавання з перевагами високої швидкості введення, високої надійності, великого обсягу збору інформації, гнучкості та практичності. Вона широко використовується в різних галузях.
Кодування EPC: Код EPC (електронний код продукту) має дуже велику кодувальну здатність, що дозволяє задовольнити вимогу «один об'єкт, один код» в Інтернеті речей, і його можна зчитувати на великій відстані. Його метою є створення глобальної мови обміну інформацією за допомогою єдиної та стандартизованої системи кодування.
Технологія GPS: технологія GPS використовується для визначення місцезнаходження та відстеження місцезнаходження об'єктів і є важливою частиною рівня сприйняття.
Самоорганізуючі мережі та сенсорні мережі: ці технології використовуються для досягнення самоорганізації та співпраці між пристроями рівня сприйняття з метою підвищення ефективності збору та передачі інформації.
Технології бездротового зв'язку: такі як Bluetooth, інфрачервоний порт, ZigBee, TPUNB, LoRa тощо, для бездротової передачі даних.
Камера: використовується для отримання зображень та моніторингу, це один з важливих інструментів рівня сприйняття.