Giới thiệu về môi trường hoạt động và phương pháp giao diện của hệ thống ứng dụng RFID

Công nghệ RFID là công nghệ then chốt cho sự phát triển của Internet of Things và thị trường ứng dụng của nó chắc chắn sẽ mở rộng cùng với sự phát triển của Internet of Things. Bài viết này chủ yếu giới thiệu chi tiết về môi trường hoạt động và phương pháp giao diện của hệ thống ứng dụng nhận dạng tần số vô tuyến. Hãy theo dõi biên tập viên để tìm hiểu thêm về nó.

Giới thiệu hệ thống ứng dụng nhận dạng tần số vô tuyến

Nhận dạng tần số vô tuyến RFID là công nghệ nhận dạng tự động không tiếp xúc. Nó tự động xác định các đối tượng mục tiêu và thu thập dữ liệu liên quan thông qua tín hiệu tần số vô tuyến. Công việc nhận dạng không cần can thiệp thủ công và có thể hoạt động trong nhiều môi trường khắc nghiệt khác nhau. Công nghệ RFID có thể nhận dạng vật thể chuyển động tốc độ cao và nhận diện nhiều thẻ cùng lúc, giúp thao tác nhanh chóng và thuận tiện.

Sản phẩm tần số vô tuyến tầm ngắn không sợ môi trường khắc nghiệt như vết dầu, ô nhiễm bụi. Chúng có thể thay thế mã vạch trong những môi trường như vậy, chẳng hạn như theo dõi các vật thể trên dây chuyền lắp ráp của nhà máy. Các sản phẩm tần số vô tuyến tầm xa chủ yếu được sử dụng trong giao thông vận tải và khoảng cách nhận dạng có thể lên tới hàng chục mét, chẳng hạn như thu phí tự động hoặc nhận dạng phương tiện.

Ứng dụng công nghệ RFID

1. Trong Ngành bán lẻ, việc ứng dụng công nghệ mã vạch cho phép hàng chục nghìn chủng loại sản phẩm, giá cả, nguồn gốc, lô hàng, kệ hàng, tồn kho, v.v.

2. Việc sử dụng công nghệ nhận dạng phương tiện tự động cho phép phương tiện xếp hàng làm thủ tục hải quan tại cầu đường, bãi đỗ xe và các địa điểm thu phí khác, giảm lãng phí thời gian, nhờ đó nâng cao đáng kể hiệu quả vận tải và năng lực của các phương tiện vận tải;

3. Trong dây chuyền sản xuất tự động, tất cả các khía cạnh của toàn bộ quy trình sản xuất sản phẩm đều được giám sát và quản lý chặt chẽ;

4. Trong môi trường khắc nghiệt như bụi bặm, ô nhiễm, lạnh, nóng, việc ứng dụng công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến tầm xa giúp cải thiện sự bất tiện của việc tài xế xe tải phải xuống xe làm thủ tục;

5. Trong quản lý vận hành xe buýt, hệ thống nhận dạng tự động ghi lại chính xác thời gian đến và đi của xe tại các ga khác nhau trên tuyến, cung cấp thông tin theo thời gian thực và đáng tin cậy cho việc điều độ xe và quản lý vận hành toàn diện.

Giới thiệu môi trường hoạt động và phương pháp giao diện của hệ thống ứng dụng nhận dạng tần số vô tuyến

Môi trường hoạt động của hệ thống ứng dụng nhận dạng tần số vô tuyến

Một hệ thống ứng dụng nhận dạng tần số vô tuyến hoàn chỉnh phải bao gồm đầu đọc, thẻ điện tử, mạng máy tính và các thiết bị khác. Xem xét các vấn đề như đọc, xử lý và truyền dữ liệu, việc lắp đặt ăng-ten đầu đọc và khoảng cách truyền dẫn cũng cần được xem xét.

Môi trường hoạt động của công nghệ nhận dạng tần số vô tuyến tương đối lỏng lẻo. Từ góc độ môi trường hoạt động của hệ thống phần mềm ứng dụng, bất kỳ phần mềm nào dựa trên bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào đều có thể chạy trên bất kỳ hệ thống hiện có nào.

Các hệ thống nền tảng máy tính bao gồm các hệ thống nền tảng Windows, Linux, UNIX và DOS.

Giới thiệu môi trường hoạt động và phương pháp giao diện của hệ thống ứng dụng nhận dạng tần số vô tuyến

Phương thức giao diện của hệ thống ứng dụng nhận dạng tần số vô tuyến

(1) RJ45

Các đường RF45 và Loại 5 được sử dụng cùng nhau trong mạng Ethernet. 8 đường được chia thành 4 nhóm, gồm 8 đường màu đơn hoặc đường màu trắng: đỏ trắng, đỏ, xanh lá cây và trắng, xanh lá cây, xanh dương và trắng, xanh lam, nâu trắng và nâu. Có hai phương thức kết nối RJ45 là T-568A và T-568B. Sự khác biệt duy nhất giữa hai phương thức kết nối là trình tự dòng khác nhau.

RJ45 truyền tín hiệu xa hơn và sử dụng giao thức TCP/IP.

(2)RS-232

RS-232 hiện là giao diện nối tiếp máy tính phổ biến. Các giao diện RS-232 thường được sử dụng bao gồm DB9 và DB25.

RS-232 là giao diện truyền dẫn nối tiếp toàn diện được phát triển bởi Liên đoàn Công nghiệp Điện tử và được sử dụng để kết nối thiết bị đầu cuối dữ liệu với thiết bị truyền dữ liệu. RS-232 chỉ định các loại dây và đầu nối, phương pháp kết nốids của các đầu nối, chức năng, điện áp, ý nghĩa và quy trình điều khiển của từng dây. RS-232 tương thích với V.24 và V.28 của ITU.

(3)rs-485/' target='_blank'>RS-485/ RS-422

RS-422 là giao diện full-duplex sử dụng đường truyền ổn định, có khả năng chống nhiễu mạnh hơn RS-232. Tốc độ truyền dữ liệu RS-422 Khi các điều kiện khác giống nhau, khoảng cách nhận dạng của hệ thống tần số thấp là ngắn nhất, tiếp theo là hệ thống tần số trung bình và cao tần và hệ thống vi sóng. Khoảng cách nhận dạng của hệ thống vi sóng là xa nhất. Chỉ cần tần số của đầu đọc thay đổi thì tần số hoạt động của hệ thống cũng sẽ thay đổi tương ứng.

Khoảng cách nhận dạng hiệu quả của hệ thống nhận dạng tần số vô tuyến tỷ lệ thuận với công suất truyền tần số vô tuyến của đầu đọc. Công suất truyền càng lớn thì khoảng cách nhận dạng càng xa. Tuy nhiên, khi bức xạ do sóng điện từ tạo ra vượt quá một phạm vi nhất định sẽ gây ra những tác động có hại cho môi trường và cơ thể con người. Vì vậy, phải tuân thủ một số tiêu chuẩn năng lượng nhất định về năng lượng điện từ.

Hình thức đóng gói của thẻ điện tử cũng là một trong những nguyên nhân ảnh hưởng đến khoảng cách nhận dạng của hệ thống. Ăng-ten của thẻ điện tử càng lớn thì từ thông mà thẻ điện tử thu được càng lớn khi đi qua vùng hoạt động của đầu đọc và năng lượng được lưu trữ càng lớn.

Khoảng cách hoạt động mà dự án ứng dụng yêu cầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố: độ chính xác định vị của thẻ điện tử; khoảng cách tối thiểu giữa nhiều thẻ điện tử trong ứng dụng thực tế; tốc độ di chuyển của thẻ điện tử trong khu vực làm việc của đầu đọc.

Thông thường trong các ứng dụng RFID, việc chọn ăng-ten thích hợp có thể đáp ứng nhu cầu đọc và ghi ở khoảng cách xa. Ví dụ: ăng-ten băng tải FastTrack được thiết kế để lắp đặt trên băng chuyền giữa các con lăn và giá đỡ REID được lắp đặt dưới đáy pallet hoặc sản phẩm để đảm bảo giá đỡ đi trực tiếp qua ăng-ten.

(3) Tốc độ truyền dữ liệu

Đối với hầu hết các hệ thống thu thập dữ liệu, tốc độ là một yếu tố rất quan trọng. Do chu kỳ sản xuất sản phẩm liên tục được rút ngắn ngày nay, thời gian cần thiết để đọc và cập nhật các sóng mang RFID ngày càng ngắn hơn.

①Tốc độ chỉ đọc

Tốc độ truyền dữ liệu của hệ thống chỉ đọc RFID phụ thuộc vào các yếu tố như độ dài của mã, tốc độ truyền dữ liệu sóng mang, khoảng cách đọc và ghi, tần số sóng mang giữa sóng mang và ăng-ten và công nghệ điều chế dữ liệu. quá trình lây truyền. Tốc độ truyền khác nhau tùy thuộc vào loại sản phẩm trong ứng dụng thực tế.

② Tốc độ đọc ghi thụ động

Các yếu tố xác định tốc độ truyền dữ liệu của hệ thống REID đọc-ghi thụ động cũng giống như hệ thống chỉ đọc. Tuy nhiên, ngoài việc đọc dữ liệu từ nhà mạng, bạn cũng phải cân nhắc việc ghi dữ liệu vào nhà mạng. Tốc độ truyền khác nhau tùy thuộc vào loại sản phẩm trong ứng dụng thực tế.

③Tốc độ đọc và ghi tích cực

Các yếu tố quyết định tốc độ truyền dữ liệu của hệ thống RFID đọc-ghi chủ động cũng giống như hệ thống thụ động. Sự khác biệt là các hệ thống thụ động cần kích hoạt tụ điện sạc trên sóng mang để liên lạc. Một điểm quan trọng là hệ thống đọc và ghi tần số thấp điển hình chỉ có thể hoạt động ở tốc độ 100 byte/s hoặc 200 byte/s. Do đó, vì có thể có hàng trăm byte dữ liệu được truyền tại một địa điểm nên thời gian truyền dữ liệu sẽ mất vài giây, có thể lâu hơn toàn bộ hoạt động của máy. EMS đã sử dụng một số công nghệ độc quyền và độc quyền để thiết kế một hệ thống tần số thấp hoạt động ở tốc độ cao hơn hầu hết các hệ thống vi sóng.

Giới thiệu môi trường hoạt động và phương pháp giao diện của hệ thống ứng dụng nhận dạng tần số vô tuyến

(4) Yêu cầu an toàn

Yêu cầu bảo mật thường đề cập đến mã hóa và xác thực danh tính. Một hệ thống RFID được lên kế hoạch cần có sự đánh giá rất chính xác về các yêu cầu bảo mật của nó để loại trừ ngay từ đầu các cuộc tấn công nguy hiểm khác nhau có thể phát sinh trong giai đoạn ứng dụng. Để đạt được mục đích này, cần phải phân tích các lỗ hổng bảo mật khác nhau hiện có trong hệ thống, khả năng bị tấn công, v.v.

(5) Dung lượng lưu trữ

Dung lượng lưu trữ của nhà cung cấp dữ liệu là khác nhau và giá của hệ thống cũng khác nhau. Giá của vật mang dữ liệu chủ yếu được xác định bởi dung lượng lưu trữ của thẻ điện tử.

Đối với các ứng dụng nhạy cảm về giá với yêu cầu tại chỗ thấp, nên chọn các nhà cung cấp dữ liệu chỉ đọc được mã hóa cố định. Nếu muốn ghi thông tin vào thẻ điện tử thì cần sử dụng thẻ điện tử có công nghệ lưu trữ EEPROM hoặc RAM và giá thành hệ thống sẽ tăng lên.

Có một nguyên tắc cơ bản trong các hệ thống dựa trên bộ nhớ, đó là dung lượng lưu trữ luôn không đủ. Không còn nghi ngờ gì nữa, việc mở rộng dung lượng lưu trữ của hệ thống sẽ tự nhiên mở rộng các lĩnh vực ứng dụng. Dung lượng lưu trữ của sóng mang chỉ đọc là 20 bit và dung lượng lưu trữ của sóng mang đọc-ghi hoạt động nằm trong khoảng từ 64B đến 32KB, có nghĩa là một số trang văn bản có thể được lưu trữ trong sóng mang đọc-ghi, thế là đủ để tải bảng kê khai và dữ liệu thử nghiệm, đồng thời cho phép mở rộng hệ thống. Không gian lưu trữ của sóng mang đọc-ghi thụ động dao động từ 48B đến 736B và nó có nhiều tính năng mà hệ thống đọc-ghi chủ động không có.

(6) Khả năng kết nối của hệ thống RFID

Là một nhánh phát triển của hệ thống tự động hóa, công nghệ RFID phải có khả năng tích hợp các công nghệ tự động hóa hiện có và đang phát triển. Điều quan trọng là hệ thống REID phải có khả năng giao tiếp trực tiếp với máy tính cá nhân, bộ điều khiển logic khả trình hoặc mô-đun giao diện mạng công nghiệp (bus trường), từ đó giảm chi phí lắp đặt. Khả năng kết nối cho phép công nghệ RFID cung cấp chức năng linh hoạt và tích hợp dễ dàng vào nhiều ứng dụng công nghiệp.

(7) Đọc đồng thời nhiều thẻ điện tử

Vì hệ thống có thể cần xác định nhiều thẻ điện tử cùng lúc nên khả năng đọc nhiều thẻ do đầu đọc cung cấp cũng cần được xem xét. Điều này liên quan đến hiệu suất đọc của đầu đọc và tốc độ di chuyển của thẻ điện tử, v.v.

(8) Mẫu bao bì nhãn điện tử

Đối với các môi trường làm việc khác nhau, kích thước và hình thức của thẻ điện tử quyết định việc lắp đặt và hiệu suất của thẻ điện tử. Hình thức đóng gói của thẻ điện tử cũng là một trong những thông số cần được quan tâm. Hình thức đóng gói của thẻ điện tử không chỉ ảnh hưởng đến hiệu suất làm việc của hệ thống mà còn ảnh hưởng đến hiệu suất an toàn và hình thức của hệ thống.

Việc đánh giá các chỉ số hiệu suất của hệ thống nhận dạng tần số vô tuyến là rất phức tạp. Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu suất tổng thể của hệ thống nhận dạng tần số vô tuyến, bao gồm yếu tố sản phẩm, yếu tố thị trường và yếu tố môi trường.