Công nghệ RFID được sử dụng như thế nào trong các ứng dụng theo dõi vị trí

Công nghệ RFID nằm trong lớp nhận thức của Internet of Things, là nền tảng cho sự phát triển của Internet of Things và là điều kiện tiên quyết để hiện thực hóa Internet of Things. So với các Thẻ RFID có tần số khác, thẻ UHF an toàn hơn và dễ xuyên thủng hơn. Với đầu đọc UHF, chúng có thể chống nhiễu tốt hơn và có tốc độ đọc và ghi nhanh hơn. Vì vậy, trong những năm gần đây, sự phát triển của nó ngày càng nhanh hơn và ứng dụng của nó rất rộng rãi. Sau đó, công nghệ RFID được sử dụng trong các ứng dụng theo dõi vị trí chủ yếu theo những cách sau, chúng ta hãy cùng nhau thảo luận.

1. Dựa vào vị trí của đầu đọc RFID

Cách phổ biến nhất để thiết lập vị trí của một mục là dựa vào độc giả. Khi bạn có đầu đọc cố định và biết vị trí của đầu đọc, bạn có thể xác định vị trí gần đúng của mục được gắn thẻ dựa trên đầu đọc RFID báo cáo thẻ. Vị trí của mục sẽ nằm trong khu vực đầu đọc RFID đã đặt. Đối với nhiều ứng dụng, phương pháp này có hiệu quả, chẳng hạn như trong các ứng dụng tính giờ trong thể thao. Đầu đọc RFID cũng có thể được đặt ở cửa ra vào để phát hiện chuyển động ra vào, cung cấp vị trí ở cấp độ phòng.

2. Nhãn vị trí tham chiếu

Một phương pháp định vị phổ biến tốt khác là đặt thẻ tham chiếu ở những vị trí cố định nơi lưu trữ các vật phẩm, chẳng hạn như trên kệ và bàn, phòng và cửa ra vào. Khi bạn sử dụng đầu đọc cầm tay RFID để kiểm kê, ngoài thẻ RFID trên mặt hàng, bạn còn đọc thẻ tham chiếu và có thể xác định vị trí của mặt hàng dựa trên vị trí thẻ tham chiếu đã biết.

3. Tìm đúng mục

Tìm vị trí của một mục cụ thể (vị trí của thứ gì đó) là một trường hợp sử dụng rất phổ biến. Ví dụ: tìm phần chính xác trong kho hoặc tìm tệp chính xác trong kho lưu trữ lớn. Một sản phẩm mới trên thị trường hỗ trợ ứng dụng này là thẻ LED RFID. Để tìm một mục, đầu đọc cầm tay sẽ gửi lệnh chọn tới mục mà nó đang tìm kiếm. Khi người đọc “tìm thấy” mặt hàng nó đang tìm kiếm, đèn LED trên thẻ RFID sẽ sáng lên để giúp người dùng tìm thấy mặt hàng đó một cách trực quan.

Một phương pháp khác là sử dụng "Chế độ Geiger" bằng đầu đọc cầm tay. Đầu đọc RFID có thể được đặt để hiển thị trạng thái "nóng lên hoặc làm mát" chỉ báo khi người đọc di chuyển đến gần hoặc ra xa mục quan tâm. Tiếng bíp chỉ báo bằng âm thanh thường được sử dụng thường xuyên hơn khi một mục ở gần - do đó phương pháp này thường được gắn nhãn "bộ đếm Geiger".

4. Vị trí dựa trên điểm đánh dấu

Phương pháp ngược lại của định vị dựa trên đầu đọc RFID là đặt thẻ RFID tại một vị trí cố định và theo dõi vị trí đầu đọc dựa trên vị trí thẻ cố định. Lợi ích của phương pháp này là thẻ RFID có giá thành rẻ. Có thể đặt nhiều thẻ dọc theo những con đường đã biết, chẳng hạn như trong thang máy, xe lửa, băng tải, gạch lát sàn, v.v. Khi người đọc đi ngang qua và "nhìn thấy" thẻ RFID, đó là nơi bạn đặt nó trên bản đồ.

5. Mảng theo pha

Mảng theo giai đoạn là một cách tiếp cận khá mới để định vị thẻ RFID. Công nghệ này đã tồn tại trong nhiều thập kỷ, chủ yếu là trong lĩnh vực kinh doanh radar. Mảng pha là một ăng-ten bao gồm nhiều phần tử bức xạ nhỏ bên trong một vỏ ăng-ten duy nhất, trong đó độ lệch pha của các phần tử được kiểm soát để cho phép chùm tia phát được điều khiển theo hướng mong muốn. Điều này cho phép bạn quét môi trường từ các hướng khác nhau để tìm các mục được gắn cờ.

Đầu đọc mảng pha hai chiều trên cao ngày càng trở nên phổ biến. Chúng cho phép ước tính vị trí vật phẩm bằng cách sử dụng một đầu đọc gắn trên trần nhà, quét trái, phải, sau và trước. Đầu đọc phía trên hoạt động tốt khi các mục có kích thước lớn và căn phòng khá trống. Kệ và đồ đạc trong phòng có thể gây ra phản xạ và tiếng vang sẽ ảnh hưởng đến độ chính xác.

6. Tam giác

Sử dụng hai hoặc nhiều thiết bị đọc mảng theo pha quét treo tường nằm ngang, vị trí có thể được xác định bằng phép đo tam giác. Bạn cũng có thể sử dụng ăng-ten mảng pha đặt trên tường để xác định vị trí nếu bạn biết góc và phạm vi khoảng cách tới vật phẩm. Kỹ thuật này vẫn còn hiếm và tương đối đắt tiền.

Tam giác hóa dựa trên phạm vi là một cách tiếp cận truyền thống hơn trong đó hai hoặc nhiều người đọc tìm thấy một mục và có thể ước tính khoảng cách của mục đó với người đọc. Dữ liệu khoảng cách có thể được sử dụng để tính toán vị trí của một vật phẩm. Nhưng việc ước tính khoảng cách bằng RFID không đơn giản như vậy. Thời gian bay thường được sử dụng trong RF, nhưng do khoảng cách nhỏ nên chênh lệch thời gian quá nhỏ để hoạt động chính xác. Sử dụng RSSI cũng phức tạp vì nó chỉ hoạt động một chiều. Nếu bạn nhận được RSSI thực sự cao, bạn biết mặt hàng đó khá gần. Tuy nhiên, nếu RSSI của bạn thấp,món đồ có thể ở bất cứ đâu, xa hay gần.

Xác định vị trí bằng cách sử dụng tam giác dựa trên ăng-ten định hướng và tam giác dựa trên khoảng cách

7. Robot kiểm kê

Việc sử dụng robot kiểm kê để xác định vị trí các mặt hàng vẫn chưa phổ biến lắm nhưng nó có thể là một giải pháp tốt cho việc kiểm kê hàng hóa trong các Cửa hàng và kho bán lẻ lớn. Vị trí của robot có thể được theo dõi chính xác bằng sơ đồ tầng và bộ mã hóa quay, lidar và các công nghệ khác. Khi robot di chuyển không mệt mỏi, ăng-ten của nó có thể phát hiện các vật phẩm được gắn thẻ từ hàng trăm vị trí dọc theo đường đi của nó. Trong quá trình xử lý hậu kỳ, vị trí chính xác của mục có thể được tính toán từ các điểm dữ liệu này. Phương pháp này là tốt nhất khi vật phẩm không di chuyển. May mắn thay, các bot không ngại thức suốt đêm, cho phép hoàn thành các vòng kiểm kê qua đêm.

8. Phạm vi dựa trên pha

Đo khoảng cách dựa trên pha là một kỹ thuật sử dụng các phép đo pha tán xạ ngược. Trong phương pháp này, bạn có thể chọn kênh và nhận phản hồi từ thẻ RFID. Câu trả lời luôn đến ở một giai đoạn nào đó. Khi bạn chọn kênh tiếp theo hoặc tăng tần số, nhiều bước sóng hơn sẽ phù hợp trên đường dẫn từ đầu đọc RFID đến thẻ RFID và ngược lại, do đó pha sẽ tăng lên. Khi bạn chuyển sang số kênh cao hơn, pha sẽ tăng lên (xem hình ảnh bên dưới). Tốc độ thay đổi pha liên quan đến khoảng cách và do đó có thể được sử dụng để tính khoảng cách của thẻ RFID. Nếu pha phát triển nhanh thì thẻ RFID ở rất xa. Nếu pha tăng chậm khi tần số tăng thì thẻ RFID sẽ ở gần hơn. Tuy nhiên, các quy định về kênh khu vực đặt ra những thách thức đối với cách tiếp cận này.