Виды меток
В основе любой метки всегда есть чип и антенна, их закрепление на плёночной основе из лавсана называется «инлей». Чтобы воспользоваться инлеем в «походных» условиях, необходимо упаковать его в оболочку. Метки различаются в зависимости от условий использования. Виды меток представлены в таблице.
Из чего состоит RFID-система
Любая RFID-система состоит из трёх базовых компонентов: специальных меток (тегов), терминалов сбора данных с антеннами (считывателей, ридеров) и программного обеспечения.
RFID-метки разделяются на активные и пассивные. Активные метки содержат элемент питания, за счёт чего усиливается радиосигнал и, соответственно, увеличивается дальность считывания. Передача данных через активные метки происходит по технологии BLE – энергоэкономичной разновидности Bluetooth. Расстояние, на котором считывается активная метка, может достигать 100 м в зависимости от условий. Такие метки применяются при производстве браслетов для школьников, датчиков позиционирования и элементов Интернета вещей.
Пассивные метки не имеют собственного источника энергии, они питаются от принимаемого радиосигнала. Дальность считывания – от 1 см до 20 м (пассивные метки-рекордсмены срабатывают и на дистанции 50 м), и этого вполне достаточно для выполняемых метками функций. Объём потребления меток в мире достиг в 2019 году 18,5 млрд единиц в год. Пассивные метки являются самым массово производимым продуктом.
Терминал сбора данных – устройство, которое распознаёт и считывает информацию с метки, фиксирует её и передаёт через специализированное программное обеспечение (ПО). Для чтения меток в диапазоне ультравысоких частот (UHF) применяются терминалы сбора данных со специальными антеннами. В качестве NFC-ридера выступает практически любой современный смартфон. Процесс передачи данных с помощью NFC можно наблюдать при оплате в супермаркете, когда смартфон прикладывают к терминалу на кассе.
Стационарные считыватели используются в качестве «порталов», контролирующих проход в торговые залы, цеха, склады и производственные участки. Без стационарных считывателей не обойтись, когда метки располагаются на движущихся объектах. Для увеличения площади считывания может применяться группа антенн, подключённых к одному ридеру. Также группа ридеров может объединяться в систему через локальную сеть.
Специализированное программное обеспечение является мозгом RFID-системы. С помощью ПО обеспечивается обмен, хранение, обработка и анализ данных, а также передача рекомендаций персоналу и сигналов на исполнительные механизмы (например, шлагбаумы, транспортерные линии, производственные светофоры). Именно в программном обеспечении происходит присвоение информации конкретному чипу. Только в сочетании метки с материальным объектом можно по-настоящему оценить преимущество RFID-технологии. Посредством ПО связываются все элементы системы в единую сеть.
SOAP – четыре основных аспекта позиционирования
Теперь, когда есть RFID-система и большой ассортимент разнообразных меток, важно понять, как этим всем пользоваться. Главный вопрос: как определить расположение метки на объекте? Для правильного размещения (позиционирования) метки используется система SOAP, аббревиатура которой заключает в себе четыре основных аспекта позиционирования: Size (размер), Orientation (ориентация в пространстве), Angle (угол) и Placement (размещение).
Size. Размер метки имеет значение, поскольку он должен соответствовать размеру маркируемого объекта. Также это важно из-за корреляции между размером метки и диапазоном чтения: чем больше метка, тем больше диапазон чтения.
Orientation. Ориентация может быть вертикальной или горизонтальной по отношению к антенне. Ориентация критична для достижения идеальных скоростей считывания. Чтобы найти оптимальное положение метки, которое даст высокую скорость чтения, нужно поворачивать метку на плоской поверхности и проверять её в разных положениях. Использование антенн круговой поляризации (сигнал в антенне распространяется в обеих плоскостях, похоже на движение винта) помогает смягчить любые проблемы, вызванные ориентацией метки.
Angle. Чем больше угол, под которым расположена метка относительно антенны, тем меньше дипазон считывания. Следует убедиться (когда это возможно), что передняя часть метки находится непосредственно перед антенной. Наличие даже небольшого угла уменьшает диапазон считывания. Чтобы смягчить эту проблему, лучше всего использовать антенны для покрытия меток под разными углами.
Placement. Важно проверить читаемость метки в различных местах на предмете, чтобы найти точку, на которой генерируются лучшие показания. Например, на плоскости картонной коробки, которая находится перед антенной или считывателем, попробовать разместить метку в разных точках и подобрать таким образом оптимальное расположение.
Контроль качества RFID-меток
В прошлом во время выборочного контроля из партии меток для теста изымали несколько экземпляров. На основе полученных результатов с помощью формулы вероятности рассчитывалось качество всей партии. Сегодня из-за снижения стоимости диагностического оборудования оснастить контрольными участками все производственные площади не составляет труда. Высокое быстродействие оборудования позволяет тестировать работоспособность каждой производимой метки независимо от скорости производственной линии, что позволяет следить за качеством 100% экземпляров партии.
В следующем номере автор расскажет о применении RFID-продуктов в промышленности и ТЭК.
Если вам понравился материал, кликните значок - вы поможете нам узнать, каким статьям и новостям следует отдавать предпочтение. Если вы хотите обсудить материал - не стесняйтесь оставлять свои комментарии : возможно, они будут полезны другим нашим читателям!
