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如何用無源RFID提高資產利用效率?你想知道的都在這兒?

作者:本站收錄
來源:貿澤電子設計圈
日期:2020-03-04 09:59:58
摘要:RFID是一種無線技術,可以利用電磁場來識別并跟蹤貼有RFID標簽的物品。在跟蹤和優化資產的應用領域,特別是對效率和可靠性更為敏感的場景中,近年來RFID顯示出了巨大的潛力。

顧名思義,資產利用就是在需要的時間和場合能夠使用這項資產。要提高資產利用效率,最核心的就是需要對資產進行高效的識別、跟蹤,在使用的時候無需額外的搜索時間(和搜索成本)去定位(或尋找替代),從而最優化地使用資產,降低運營成本——這往往也同時伴隨著銷售或者其它相關業績的提升。

使用條形碼識別和跟蹤物品、物料是迄今為止使用最普遍的技術。但是,因為條形碼識別需要人工對每件物品的狀態進行逐一讀取,效率瓶頸顯而易見。另外,這種基于視覺的物料物品追蹤,在成本、速度和安裝使用中各方面都受諸多限制,很多特殊環境并不適用——比如醫院、室外、軍用或其它存在極端溫度、振動等“惡劣”條件的環境——因此就需要其他技術來進行補位了。由此,也就引出了本文的主角——RFID。

簡單地說,RFID是一種無線技術,可以利用電磁場來識別并跟蹤貼有RFID標簽的物品。在跟蹤和優化資產的應用領域,特別是對效率和可靠性更為敏感的場景中,近年來RFID顯示出了巨大的潛力。

基于視覺的資產追蹤技術在很多應用中受到限制(圖源:Molex)

RFID是如何工作的?

當使用RFID對物料或固定資產進行標簽式管理時,需要在物品上加裝RFID電子標簽,并在管理場所(比如出入口、倉庫等)安裝RFID識別設備,同時結合局域網、互聯網、安全警報系統和云端數據中心,實時監控資產的使用和流動情況,完成信息實時更新、實時查詢(如下圖)。智慧型RFID資產管理系統,會配以網絡、定位、數據庫等技術實現資產入庫、盤點、出庫、報廢、安全等全生命周期的管理。

典型RFID應用系統的構成

與以前那些使用條形碼、易于出錯、成本高昂或者效率不足的流程管理相比,RFID不僅完全促成流程的自動化,還大大節省人力和運營成本。

概括起來,采用RFID技術進行資產管理的優勢包括:

1.高效:RFID識別終端利用無線技術識別電磁場,速度快,出錯率低,現場干擾因素可以降至最低。

2.標準:RFID標簽及RFID手持終端具有統一數據格式和技術標準,數據對接精準,無需額外開發接口和管理系統。

3.智能:與云端技術結合,通過建立數據中心資產實時監控平臺,能夠充分利用跟蹤信息做決策支持,對資產使用、流動情況實時查詢、跟蹤、預警,大大優化資產的使用率,實現資產全生命周期的智慧型管理。

RFID技術比較:無源vs有源

RFID技術按照標簽是否自帶電源,可以分為兩個主要的類型:無源或者有源。

“無源RFID”就是沒有電池的RFID標簽。為了使無源的RFID解決方案發揮作用,無源RFID標簽必須從有電源供電的RFID讀取器上取電,從而將位置數據發回給讀取器。讀取器再將標簽數據發送到客戶的數據庫或者云端,并且在那里存儲下來。客戶可能會在軟件程序或者智能手機應用中對該數據進行分析。

表1:無源與有源RFID的比較

無源RFID的優點之一是成本控制。因為不使用電池,無源RFID標簽的定價在大批量的情況下可以低至一美元以下,即使那些功能強大且經過加固的標簽,價格則可以控制在大約20美元。而有源RFID標簽最基本的市場價格通常都是20美元以上。

另外,無源RFID因為無需內置電池,無需維護,所以可以終身使用。

無源RFID標簽目標客戶大多是需要高度可靠、經過加固而又使用壽命長的RFID標簽的客戶;加之其成本方面的優勢明顯,所以適應的應用領域相當廣闊,可以涵蓋工業、建筑施工、油氣、食品、農業、倉儲管理、數據中心、政府/軍隊、醫院等等。

無源RFID的典型應用(圖源:Molex)

無源RFID標簽如何選?

當然,廣泛的應用領域也就意味著需要不同類型的無源RFID標簽來與之相匹配。如何從形態各異的RFID產品中找到最適合自己的那一款,還是需要做一番功課。

從一個可以提供全系列RFID產品的供應商入手,可以說是一條捷徑,這會避免開發者“大海撈針”的選型麻煩。今天我們就以Molex的無源RFID為例進行說明。

目前,Molex的全部標準RFID產品都是無源的RFID產品,當前有8種標準的RFID標簽可以滿足不同應用的需求。從表2中,各類無源RFID標簽的典型應用場景即可一目了然,大家可以很方便地根據應用要求和標簽的特點進行選擇。

表2.Molex無源RFID標簽和應用

例如,表2中的①號和②號兩個RFID標簽設計有螺絲孔。這樣的設計是為了提供一種替代的附著方法,取代膠粘選項。這些標簽對于施工、制造及油氣之類的行業來說都是很理想的選擇,常見應用包括為貨盤、購物包以及可回收的運輸用品之類的移動資產管理。

有些應用中需要對更小的物品加貼標簽,比如說金屬工具以及電氣部件與機械部件。表2中的④號和⑤號標簽尺寸大約都只有人手指甲大小,是不錯的選擇。

在具體的無源RFID標簽的選型中,還需要考慮以下一些要素:

工作頻率

RFID標簽頻率優化也是需要針對不同客戶進行定制的。例如Molex的多數標簽都針對美國902-928MHz的RFID頻率進行了優化。在詢問了客戶計劃在什么場合下使用RFID標簽之后,Molex可以確認是否需要按照其它國家的頻率來為客戶定制RFID標簽。

通信距離

在明確了RFID標簽和讀取器相互之間的距離有多遠后,才可以協助客戶來確定讀取范圍上的要求,并且選擇適宜的標簽。

附著表面

特別需要注意的一點就是客戶打算將RFID標簽附著在什么表面上。這是因為并不是所有的RFID標簽都是可以在金屬表面上工作的。事實上,如果標簽并沒有經過專門的設計卻安放到了金屬材料的資產上,那么讀取范圍將嚴重縮水。

使用環境

雖然很多標簽的設計可靠并經過加固,但很多行業特點和案例還是需要額外的考量。比如說,在建筑施工當中,RFID標簽經常在室外使用,在這種條件下,溫度、濕度和振動水平可能會不斷的變化。Molex無源RFID標簽對于這種環境是一種絕佳的選擇,原因在于Molex標簽具有極廣的工作溫度范圍、IP67或IP68的液體侵入保護等級,以及加固的封閉式設計。

此外還需要考慮標簽的尺寸、重量、以及環保等級因素。綜合上述因素,就可以最終鎖定理想的RFID產品了。當然,對于上述的這些選型要素,Molex憑借自己的經驗在產品設計上都有很周全的考慮,讓開發者沒有后顧之憂。

Molex無源RFID標簽特性和規格

堅固耐用,可耐受極端溫度、振動和惡劣環境

IP67和IP68防護等級

可粘附在各種表面上,如金屬、絕緣電纜、玻璃、塑料和其他非金屬材料

各種尺寸和讀取范圍選項

提供定制開發

設計用于多種用途

工作溫度范圍:-40°C或-50°C至+85°C

頻率范圍:902MHz至928MHz(北美標準),或865MHz至928MHz(北美和歐盟標準)

Molex無源RFID標簽的特性和優勢

不能忽視的RFID讀取器

當然,一個完整可靠的無源RFID系統除了標簽之外,另一個不能忽略的部分就是RFID讀取器。因為無源RFID標簽的應用場景和要求千差萬別,RFID讀寫器必須做到:

結構牢固

實地應用簡便

最低程度的設置和維護

一流的讀寫性能

智能和安全為了幫助用戶快速獲得理想RFID讀取器,簡化選型工作,Molex與Alien Technology在無源RFID標簽應用領域結成了合作伙伴,可以提供一站式的整體解決方案。

Alien Technology在RFID產品領域是一家極具創新性、經驗豐富的優質供應商,它的一些讀取器設計具有“智能”功能,降低了對外部網絡基礎設施的需求,這樣可以為用戶節省準備成本。

圖3.jpg

表3:Alien RFID讀取器方案

表3中Alien Technology的5個型號RFID讀取器,每一款都有一個對應的5位Molex序列號。這些讀取器可以進一步的劃分為超過100種不同的零件號,按國別配置和目標用戶來加以區分。

這些RFID讀取器可配合按照最新的RFID標準來設計的所有的標簽使用,該標準也稱為電子產品代碼(EPC)1類第2代標準,這也意味著這些讀取器可以配合Molex的RFID標簽以及第三方的標簽使用。

RFID讀取器也分為3類:手持式、商用及企業級。手持式讀取器的一個主要優勢就在于它們是移動式的,并不一定要安裝在固定位置。與之相反,商用和企業級的讀取器要安裝在固定位置處。商用讀取器適合在物料穿過具有明確邊界區域的進出口檢查點處安裝使用,例如制造工廠的倉庫。企業級讀取器適用于更大的場所或者企業范圍內安裝使用。

總之,無論是什么行業,在怎樣的應用場景中,如果你想利用無源RFID進行資產的跟蹤和優化管理,那么從認識Molex的無源RFID解決方案開始,將是一個不錯的開端——如此豐富的RDIF標簽和讀取器產品組合,你想了解的都在這兒了!