Jak technologia RFID jest wykorzystywana w aplikacjach śledzenia lokalizacji

Technologia RFID znajduje się w warstwie percepcyjnej Internetu Rzeczy, która jest podstawą rozwoju Internetu Rzeczy i warunkiem wstępnym realizacji Internetu Rzeczy. W porównaniu z tagami RFID o innych częstotliwościach, tagi UHF są bezpieczniejsze i bardziej przepuszczalne. Dzięki czytnikom UHF mogą lepiej opierać się zakłóceniom i mają szybsze prędkości odczytu i zapisu. Dlatego w ostatnich latach jej rozwój jest szybszy, a jej zastosowanie jest bardzo szerokie. Następnie technologia RFID jest wykorzystywana w aPlikacjach śledzenia lokalizacji głównie w następujący sposób, omówmy to razem.

1. Na podstawie lokalizacji czytnika RFID

Najczęstszym sposobem ustalenia lokalizacji przedmiotu jest oparcie jej na czytnikach. Gdy masz stacjonarny czytnik i znasz lokalizację czytnika, możesz określić przybliżoną lokalizację oznaczonego przedmiotu na podstawie czytnika RFID raportującego tag. Lokalizacja przedmiotu będzie mieścić się w ustalonym obszarze czytnika RFID. W wielu zastosowaniach to podejście działa, na przykład w aplikacjach pomiaru czasu w sporcie. Czytniki RFID można również umieścić przy drzwiach, aby wykrywać ruch do środka i na zewnątrz, zapewniając lokalizację na poziomie pomieszczenia.

2. Etykieta pozycji odniesienia

Inną dobrą, powszechną metodą pozycjonowania jest umieszczanie tagów odniesienia w stałych miejscach, w których przechowywane są przedmioty, takich jak półki i stoły, pokoje i drzwi. Kiedy używasz ręcznego czytnika RFID do inwentaryzacji, oprócz tagu RFID na przedmiocie, odczytujesz również tag odniesienia i możesz określić lokalizację przedmiotu na podstawie znanej lokalizacji tagu odniesienia.

3. Znajdź właściwy przedmiot

Znajdowanie lokalizacji określonego przedmiotu (lokalizacji czegoś) jest bardzo powszechnym przypadkiem użycia. Na przykład znalezienie właściwej części w magazynie lub znalezienie właściwego pliku w dużym archiwum. Nowym produktem na rynku, który pomaga w tym zastosowaniu, są znaczniki LED RFID. Aby znaleźć przedmiot, czytnik ręczny wysyła polecenie wyboru do poszukiwanego przedmiotu. Gdy czytnik „znajdzie” poszukiwany przedmiot, dioda LED na znaczniku RFID zapala się, aby wizualnie pomóc użytkownikowi znaleźć przedmiot.

Inną metodą jest użycie „trybu Geigera” z czytnikiem ręcznym. Czytnik RFID można ustawić tak, aby wyświetlał wskaźnik „ogrzewania lub chłodzenia”, gdy czytnik zbliża się lub oddala od interesującego przedmiotu. Sygnał dźwiękowy wskaźnika jest zwykle używany częściej, gdy przedmiot jest blisko - stąd metoda ta jest często nazywana „licznikiem Geigera”.

4. Lokalizacja oparta na znacznikach

Odwrotna metoda pozycjonowania opartego na czytnikach RFID polega na umieszczeniu znacznika RFID w ustalonym miejscu i śledzeniu lokalizacji czytnika na podstawie ustalonej lokalizacji znacznika. Zaletą tego podejścia jest to, że znaczniki RFID są tanie. Możliwe jest umieszczenie wielu znaczników wzdłuż znanych ścieżek, na przykład w windach, pociągach, przenośnikach, płytkach podłogowych itp. Kiedy czytnik przechodzi obok i „widzi” Znacznik RFID, umieszczasz go w tym miejscu na mapie.

5. Układ fazowy

Układy fazowe to dość nowe podejście do lokalizowania znaczników RFID. Technologia ta jest obecna od dziesięcioleci, głównie w branży radarowej. Układ fazowany to antena składająca się z wielu małych elementów promieniujących w pojedynczej obudowie anteny, gdzie różnica faz elementów jest kontrolowana, aby umożliwić skierowanie wiązki nadawczej w pożądanym kierunku. Pozwala to na skanowanie otoczenia z różnych kierunków w poszukiwaniu oznaczonych elementów.

Dwukierunkowe czytniki z układem fazowanym montowane nad głową stają się coraz bardziej popularne. Umożliwiają one oszacowanie położenia elementu za pomocą pojedynczego czytnika zamontowanego na suficie, skanującego lewą, prawą, tylną i przednią stronę. Czytnik montowany nad głową działa dobrze, gdy elementy są duże, a pomieszczenie jest dość puste. Półki i meble w pomieszczeniu mogą powodować odbicia i echa, które wpłyną na dokładność.

6. Triangulacja

Używając dwóch lub więcej poziomych, montowanych na ścianie odczytów z układem fazowanym, położenie można określić za pomocą triangulacji. Możesz również użyć anteny z układem fazowanym umieszczonej na ścianie, aby określić lokalizację, jeśli znasz kąt i zakres odległości do elementu. Ta technika jest nadal rzadka i stosunkowo droga.

Triangulacja oparta na zasięgu to bardziej tradycyjne podejście, w którym dwóch lub więcej czytników znajduje przedmiot i może oszacować odległość przedmiotu od czytnika. Dane o odległości mogą być wykorzystane do obliczenia lokalizacji przedmiotu. Jednak szacowanie odległości za pomocą RFID nie jest takie proste. W RF powszechnie stosuje się metodę pomiaru czasu przelotu, ale ze względu na małe odległości różnica czasu jest zbyt mała, aby działać dokładnie. Korzystanie z RSSI jest również trudne, ponieważ działa tylko w jedną stronę. Jeśli uzyskasz naprawdę wysoki RSSI, wiesz, że przedmiot jest dość blisko. Jednak jeśli RSSI jest niski,przedmiot może znajdować się w dowolnym miejscu, daleko lub blisko.

Określ lokalizację za pomocą triangulacji opartej na antenie kierunkowej i triangulacji opartej na odległości

7. Roboty inwentaryzacyjne

Wykorzystywanie robotyki inwentaryzacyjnej do lokalizowania przedmiotów nie jest jeszcze zbyt powszechne, ale może być dobrym rozwiązaniem w przypadku inwentaryzacji w dużych Sklepach detalicznych i magazynach. Pozycję robota można dokładnie śledzić za pomocą planu piętra i enkoderów obrotowych, lidarów i innych technologii. Gdy robot bez wytchnienia przemieszcza się, jego anteny mogą wykrywać oznaczone przedmioty z setek lokalizacji na swojej drodze. W postprodukcji dokładne położenie przedmiotu można obliczyć na podstawie tych punktów danych. Ta metoda jest najlepsza, gdy przedmiot się nie porusza. Na szczęście botom nie przeszkadza siedzenie całą noc, co pozwala na ukończenie rund inwentaryzacyjnych w nocy.

8. Zakresowanie na podstawie fazy

Zakresowanie na podstawie fazy to technika wykorzystująca pomiary fazy rozproszonej wstecznie. W tej metodzie możesz wybrać kanał i uzyskać odpowiedź z tagu RFID. Odpowiedź zawsze pojawia się na pewnym etapie. Gdy przechodzisz na następny kanał lub zwiększasz częstotliwość, więcej długości fal zmieści się na ścieżce od czytnika RFID do tagu RFID i z powrotem, więc faza wzrośnie. Gdy przechodzisz na wyższe numery kanałów, faza rośnie (patrz poniższy obraz). Szybkość zmiany fazy jest względna w stosunku do odległości i dlatego może być użyta do obliczenia odległości tagu RFID. Jeśli faza rośnie szybko, tag RFID jest daleko. Jeśli faza rośnie powoli wraz ze wzrostem częstotliwości, tagi RFID będą bliżej. Jednak regionalne przepisy dotyczące kanałów stanowią wyzwanie dla tego podejścia.