مقدمة لبيئة التشغيل وطرق الواجهة لأنظمة تطبيق RFID

تعد تقنية RFID تقنية أساسية لتطوير إنترنت الأشياء، ومن المؤكد أن سوق تطبيقاتها سوف يتوسع مع تطور إنترنت الأشياء. تقدم هذه المقالة بشكل أساسي بيئة التشغيل وطرق الواجهة لنظام تطبيق تحديد الترددات الراديوية بالتفصيل. اتبع المحرر لمعرفة المزيد عنه.

مقدمة لنظام تطبيق تحديد الترددات الراديوية

تحديد الترددات الراديوية RFID هو تقنية تحديد هوية تلقائية بدون اتصال. فهو يحدد تلقائيًا الأشياء المستهدفة ويحصل على البيانات ذات الصلة من خلال إشارات التردد اللاسلكي. لا يتطلب عمل تحديد الهوية التدخل اليدوي ويمكن أن يعمل في بيئات قاسية مختلفة. يمكن لتقنية RFID تحديد الأجسام المتحركة عالية السرعة وتحديد علامات متعددة في نفس الوقت، مما يجعل العملية سريعة ومريحة.

منتجات الترددات الراديوية قصيرة المدى لا تخاف من البيئات القاسية مثل بقع الزيت والتلوث بالغبار. يمكنهم استبدال الرموز الشريطية في مثل هذه البيئات، مثل تتبع الكائنات على خطوط تجميع المصنع. تُستخدم منتجات الترددات الراديوية طويلة المدى في الغالب في وسائل النقل، ويمكن أن تصل مسافة تحديد الهوية إلى عشرات الأمتار، مثل جمع الرسوم تلقائيًا أو تحديد هوية السيارة.

تطبيق تقنية RFID

1. في صناعة البيع بالتجزئة، يتيح تطبيق تقنية الباركود عشرات الآلاف من أنواع المنتجات والأسعار والأصول والدفعات والأرفف والمخزون وما إلى ذلك.

2. إن استخدام تكنولوجيا التعرف الآلي على المركبات يسمح للمركبات بالوقوف في طوابير للتخليص الجمركي عند جسور الطرق ومواقف السيارات وغيرها من أماكن تحصيل رسوم المرور، مما يقلل من هدر الوقت، وبالتالي يحسن بشكل كبير كفاءة النقل وقدرة مرافق النقل؛

3. في خط الإنتاج الآلي، يتم وضع جميع جوانب عملية إنتاج المنتج بالكامل تحت مراقبة وإدارة صارمة؛

4. في البيئات القاسية مثل الغبار والتلوث والبرد والحرارة، فإن تطبيق تقنية تحديد الترددات الراديوية طويلة المدى يحسن من إزعاج سائقي الشاحنات الذين يضطرون إلى الخروج من السيارة للقيام بالإجراءات الشكلية؛

5. في إدارة تشغيل الحافلات، يقوم نظام التعريف الآلي بتسجيل أوقات وصول ومغادرة المركبات بدقة في المحطات المختلفة على طول الخط، مما يوفر معلومات موثوقة في الوقت الحقيقي لإرسال المركبات وإدارة التشغيل الكامل.

مقدمة لبيئة التشغيل وطرق الواجهة لأنظمة تطبيق تحديد الترددات الراديوية

بيئة تشغيل نظام تطبيق تحديد الترددات الراديوية

يجب أن يشتمل النظام الكامل لتطبيق تحديد الترددات الراديوية على أجهزة قراءة وعلامات إلكترونية وشبكات كمبيوتر ومعدات أخرى. وبالنظر إلى قضايا مثل قراءة البيانات ومعالجتها ونقلها، ينبغي أيضًا النظر في تركيب هوائي القارئ ومسافة مسافة الإرسال.

بيئة تشغيل تقنية تحديد الترددات الراديوية فضفاضة نسبيًا. من منظور بيئة التشغيل لنظام البرمجيات التطبيقية، يمكن تشغيل أي برنامج يعتمد على أي لغة برمجة على أي نظام موجود.

تتضمن أنظمة منصات الكمبيوتر أنظمة أنظمة Windows وLinux وUNIX وDOS.

مقدمة لبيئة التشغيل وطرق الواجهة لأنظمة تطبيق تحديد الترددات الراديوية

طريقة الواجهة لنظام تطبيق تحديد الترددات الراديوية

(1) آر جيه 45

يتم استخدام خطوط RF45 والفئة 5 معًا في شبكات Ethernet. تنقسم الخطوط الثمانية إلى 4 مجموعات، والتي تتكون من 8 ألوان فردية أو خطوط بيضاء: الأحمر والأبيض، الأحمر، الأخضر والأبيض، الأخضر، الأزرق والأبيض، الأزرق، البني والأبيض، والبني. هناك طريقتان للاتصال RJ45، وهما T-568A وT-568B. والفرق الوحيد بين طريقتي الاتصال هو اختلاف تسلسل الأسطر.

ينقل RJ45 الإشارات إلى مسافة أبعد ويستخدم بروتوكول TCP/IP.

(2) آر إس-232

تعد RS-232 حاليًا واجهة تسلسلية شائعة للكمبيوتر. تتضمن واجهات RS-232 شائعة الاستخدام DB9 وDB25.

RS-232 عبارة عن واجهة نقل تسلسلية شاملة تم تطويرها من قبل اتحاد الصناعات الإلكترونية وتستخدم لتوصيل الأجهزة الطرفية للبيانات بمعدات اتصالات البيانات. يحدد RS-232 أنواع الأسلاك والموصلات، وطرق توصيل الموصلات، والوظيفة والجهد والمعنى وعملية التحكم لكل سلك. يتوافق RS-232 مع الإصدارين V.24 وV.28 الخاصين بالاتحاد الدولي للاتصالات.

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

RS-422 عبارة عن واجهة ثنائية الاتجاه تستخدم خطوطًا ثابتة، وتتميز بقدرة أقوى على مقاومة التداخل من RS-232. سرعة نقل البيانات RS-422 عندما تكون الظروف الأخرى متماثلة، تكون مسافة التعريف لنظام التردد المنخفض هي الأقصر، يليها نظام التردد المتوسط والعالي، ونظام الميكروويف. مسافة تحديد نظام الميكروويف هي الأبعد. ما دام التردد

يتغير القارئ، وسيتغير تردد تشغيل النظام وفقًا لذلك.

تتناسب مسافة التعريف الفعالة لنظام تحديد الترددات الراديوية مع قوة إرسال الترددات الراديوية للقارئ. كلما زادت قوة الإرسال، زادت مسافة التعرف. ومع ذلك، عندما يتجاوز الإشعاع الناتج عن الموجات الكهرومغناطيسية نطاقًا معينًا، سيكون له آثار ضارة على البيئة وجسم الإنسان. ولذلك، يجب اتباع معايير طاقة معينة فيما يتعلق بالطاقة الكهرومغناطيسية.

يعد شكل التغليف للعلامات الإلكترونية أيضًا أحد الأسباب التي تؤثر على مسافة التعرف على النظام. كلما كان هوائي العلامة الإلكترونية أكبر، أي كلما زاد التدفق المغناطيسي الذي تكتسبه العلامة الإلكترونية التي تمر عبر المنطقة النشطة للقارئ، وكلما زادت الطاقة المخزنة.

تعتمد مسافة التشغيل التي يتطلبها مشروع التطبيق على العديد من العوامل: دقة تحديد موضع العلامة الإلكترونية؛ الحد الأدنى للمسافة بين العلامات الإلكترونية المتعددة في التطبيقات العملية؛ سرعة تحرك العلامة الإلكترونية داخل منطقة عمل القارئ.

عادة في تطبيقات RFID، يمكن أن يؤدي اختيار الهوائي المناسب إلى تلبية احتياجات القراءة والكتابة لمسافات طويلة. على سبيل المثال، تم تصميم هوائي الحزام الناقل FastTrack ليتم تثبيته على حزام ناقل بين البكرات، ويتم تثبيت حامل REID على الجزء السفلي من منصة التحميل أو المنتج لضمان مرور الناقل مباشرة فوق الهوائي.

(3) معدل نقل البيانات

بالنسبة لمعظم أنظمة الحصول على البيانات، تعد السرعة عاملاً مهمًا للغاية. نظرًا للتقصير المستمر لدورات إنتاج المنتج اليوم، فإن الوقت اللازم لقراءة وتحديث حاملات RFID أصبح أقصر فأقصر.

①سرعة القراءة فقط

يعتمد معدل نقل البيانات لنظام RFID للقراءة فقط على عوامل مثل طول الكود، ومعدل نقل بيانات الناقل، ومسافة القراءة والكتابة، وتردد الناقل بين الناقل والهوائي، وتكنولوجيا تعديل البيانات الانتقال. يختلف معدل النقل حسب نوع المنتج الموجود في التطبيق الفعلي.

② سرعة القراءة والكتابة السلبية

العوامل التي تحدد معدل نقل البيانات لنظام REID للقراءة والكتابة السلبي هي نفس تلك الخاصة بنظام القراءة فقط. ومع ذلك، بالإضافة إلى قراءة البيانات من شركة الاتصالات، يجب عليك أيضًا التفكير في كتابة البيانات إلى شركة الاتصالات. ويختلف معدل النقل حسب نوع المنتج الموجود في التطبيق الفعلي.

③معدل القراءة والكتابة النشط

محددات معدل نقل البيانات لأنظمة RFID للقراءة والكتابة النشطة هي نفس الأنظمة السلبية. الفرق هو أن الأنظمة السلبية تحتاج إلى تنشيط شحن المكثف على الناقل للتواصل. النقطة المهمة هي أن نظام القراءة والكتابة النموذجي منخفض التردد قد يعمل فقط عند 100 بايت/ثانية أو 200 بايت/ثانية. وبالتالي، نظرًا لأنه قد يكون هناك مئات البايتات من البيانات التي سيتم نقلها في موقع واحد، فإن وقت نقل البيانات سيستغرق عدة ثوانٍ، وهو ما قد يكون أطول من تشغيل الجهاز بأكمله. استخدمت EMS العديد من التقنيات الفريدة والمملوكة لتصميم نظام منخفض التردد يعمل بسرعات أعلى من معظم أنظمة الموجات الدقيقة.

مقدمة لبيئة التشغيل وطرق الواجهة لأنظمة تطبيق تحديد الترددات الراديوية

(4) متطلبات السلامة

تشير متطلبات الأمان بشكل عام إلى التشفير ومصادقة الهوية. يجب أن يتمتع نظام RFID المخطط له بتقييم دقيق للغاية لمتطلباته الأمنية من أجل استبعاد الهجمات الخطيرة المختلفة التي قد تنشأ أثناء مرحلة التطبيق منذ البداية. ولتحقيق هذه الغاية، من الضروري تحليل نقاط الضعف الأمنية المختلفة الموجودة في النظام، وإمكانية الهجمات، وما إلى ذلك.

(5) سعة التخزين

تختلف سعة تخزين حامل البيانات، ويختلف سعر النظام أيضًا. يتم تحديد سعر حامل البيانات بشكل أساسي من خلال سعة تخزين العلامة الإلكترونية.

بالنسبة للتطبيقات الحساسة للسعر ذات المتطلبات المنخفضة في الموقع، يجب تحديد ناقلات البيانات ذات التشفير الثابت للقراءة فقط. إذا كنت تريد كتابة معلومات في البطاقة الإلكترونية، فأنت بحاجة إلى استخدام بطاقة إلكترونية مع تقنية تخزين EEPROM أو RAM، وستزيد تكلفة النظام.

هناك قاعدة أساسية في الأنظمة المعتمدة على الذاكرة، وهي أن سعة التخزين تكون دائمًا غير كافية. ليس هناك شك في أن توسيع سعة تخزين النظام سيؤدي بشكل طبيعي إلى توسيع مجالات التطبيق. تبلغ السعة التخزينية لحامل القراءة فقط 20 بت، وتتراوح السعة التخزينية لحامل القراءة والكتابة النشط من 64 بايت إلى 32 كيلو بايت، مما يعني أنه يمكن تخزين عدة صفحات من النص في حامل القراءة والكتابة، وهو ما يكفي لتحميل البيان وبيانات الاختبار، والسماح بتوسيع النظام. تتراوح مساحة تخزين حاملات القراءة والكتابة السلبية من 48B إلى 736B، ولها العديد من الميزات التي لا تمتلكها أنظمة القراءة والكتابة النشطة.

(6) كون

فعالية نظام RFID

باعتبارها فرع تطوير لأنظمة الأتمتة، يجب أن تكون تقنية RFID قادرة على دمج تقنيات الأتمتة الحالية والمتطورة. والأهم من ذلك، يجب أن يكون نظام REID قادرًا على التفاعل مباشرة مع جهاز كمبيوتر شخصي أو وحدة تحكم منطقية قابلة للبرمجة أو وحدة واجهة الشبكة الصناعية (fieldbus)، وبالتالي تقليل تكاليف التثبيت. يتيح الاتصال لتقنية RFID توفير وظائف مرنة وسهولة التكامل في مجموعة واسعة من التطبيقات الصناعية.

(7) القراءة المتزامنة للعلامات الإلكترونية المتعددة

وبما أن النظام قد يحتاج إلى تحديد علامات إلكترونية متعددة في نفس الوقت، فيجب أيضًا مراعاة إمكانية قراءة العلامات المتعددة التي يوفرها القارئ. ويرتبط ذلك بأداء القراءة للقارئ وسرعة حركة العلامة الإلكترونية وما إلى ذلك.

(8) نموذج التعبئة والتغليف للملصق الإلكتروني

بالنسبة لبيئات العمل المختلفة، يحدد حجم العلامة الإلكترونية وشكلها تركيب العلامة الإلكترونية وأدائها. يعد نموذج التعبئة للعلامة الإلكترونية أيضًا أحد المعلمات التي يجب مراعاتها. لا يؤثر شكل تعبئة العلامات الإلكترونية على أداء عمل النظام فحسب، بل يؤثر أيضًا على أداء السلامة ومظهر النظام.

يعد تقييم مؤشرات أداء نظام تحديد الترددات الراديوية أمرًا معقدًا للغاية. هناك العديد من العوامل التي تؤثر على الأداء العام لنظام تحديد الترددات الراديوية، بما في ذلك عوامل المنتج، وعوامل السوق، والعوامل البيئية.