Наша цель: разработка и внедрение современных транспортно-складских технологий в промышленности.

Технологическое описание работы системы на основе RFID технологии

Любая RFID-система состоит из считывающего устройства (считыватель, ридер) и транспондера (он же RFID-метка, иногда также применяется термин RFID-тег).

По дальности считывания RFID-системы можно подразделить на системы:

  • ближней идентификации (считывание производится на расстоянии до 20 см);
  • идентификации средней дальности (от 20 см до 5 м);
  • дальней идентификации (от 5 м до 300 м).

Большинство RFID-меток состоит из двух частей. Первая — интегральная схема (ИС) для хранения и обработки информации, модулирования и демодулирования радиочастотного (RF) сигнала и некоторых других функций. Вторая — антенна для приёма и передачи сигнала.

Уже известные приложения RFID (бесконтактные карты в системах контроля и управления доступом, системах дальней идентификации и в платёжных системах) получают дополнительную популярность с развитием интернет-услуг.

По функциональности RFID-метки, как метод сбора информации, очень близки к штрих-кодам, наиболее широко применяемым сегодня для маркировки товаров. Несмотря на удешевление стоимости RFID-метки, в обозримом будущем полное вытеснение штрих-кодов радиочастотной идентификацией вряд ли состоится по экономическим причинам (система не будет окупаться).

В то же время и сама технология штрих-кодов продолжает развиваться. Новые разработки (например, двумерный штрих-код) решают ряд проблем, ранее решавшихся лишь применением RFID. Технологии могут дополнять друг друга. Компоненты с неизменными потребительскими свойствами могут маркироваться постоянной маркировкой на основе оптических технологий распознавания, несущей информацию об их дате выпуска и потребительских свойствах, а на RFID-метку можно записать информацию, подверженную изменению, такую, как данные о конкретном получателе заказа на возвращаемой многоразовой упаковке.

Преимущества радиочастотной идентификации

Возможность перезаписи. Данные RFID-метки могут перезаписываться и дополняться много раз, тогда как данные на штрих-коде не могут быть изменены — они записываются сразу при печати.

  • Отсутствие необходимости в прямой видимости. RFID-считывателю не требуется прямая видимость метки, чтобы считать её данные. Взаимная ориентация метки и считывателя часто не играет роли. Метки могут читаться через упаковку, что делает возможным их скрытое размещение. Для чтения данных метке достаточно хотя бы ненадолго попасть в зону регистрации, перемещаясь, в том числе, и на довольно большой скорости. Напротив, устройству считывания штрих-кода всегда необходима прямая видимость штрих-кода для его чтения.
  • Большее расстояние чтения. RFID-метка может считываться на значительно большем расстоянии, чем штрих-код. В зависимости от модели метки и считывателя, радиус считывания может составлять до нескольких сотен метров. В то же время подобные расстояния требуются не всегда.

  • Больший объём хранения данных. RFID-метка может хранить значительно больше информации, чем штрих-код.

  • Поддержка чтения нескольких меток. Промышленные считыватели могут одновременно считывать множество (более тысячи) RFID-меток в секунду, используя так называемую антиколлизионную функцию. Устройство считывания штрих-кода может единовременно сканировать только один штрих-код.

  • Считывание данных метки при любом её расположении. В целях обеспечения автоматического считывания штрихового кода, комитеты по стандартам разработали правила размещения штрих-меток на товарной и транспортной упаковке. К радиочастотным меткам эти требования не относятся. Единственное условие — нахождение метки в зоне действия считывателя.

  • Устойчивость к воздействию окружающей среды. Существуют RFID-метки, обладающие повышенной прочностью и сопротивляемостью жёстким условиям рабочей среды, а штрих-код легко повреждается (например, влагой или загрязнением). В тех сферах применения, где один и тот же объект может использоваться неограниченное количество раз (например, при идентификации контейнеров или возвратной тары), радиочастотная метка оказывается более приемлемым средством идентификации, так как её не требуется размещать на внешней стороне упаковки. Пассивные RFID-метки имеют практически неограниченный срок эксплуатации.

  • Многоцелевое использование. RFID-метка может использоваться для выполнения других задач, помимо функции носителя данных. Штрих-код же не программируем и является лишь средством хранения данных.

  • Высокая степень безопасности. Уникальное неизменяемое число-идентификатор, присваиваемое метке при производстве, гарантирует высокую степень защиты меток от подделки. Также данные на метке могут быть зашифрованы. Радиочастотная метка обладает возможностью закрыть паролем операции записи и считывания данных, а также зашифровать их передачу. В одной метке можно одновременно хранить открытые и закрытые данные.

Недостатки радиочастотной идентификации

  • Работоспособность метки утрачивается при частичном механическом повреждении;
  • Стоимость системы выше стоимости системы учёта, основанной на штрих-кодах;
  • Сложность самостоятельного изготовления. Штрих-код можно напечатать на любом принтере;
  • Подверженность помехам в виде электромагнитных полей;
  • Недоверие пользователей, возможности использования её для сбора информации о людях;
  • Установленная техническая база для считывания штрих-кодов существенно превосходит по объёму решения на основе RFID;
  • Недостаточная открытость выработанных стандартов.

Характеристики технологии

 Характеристики технологии
RFID Штрих-код
QR - Код
  Необходимость в прямой видимости метки   Чтение даже скрытых меток   Чтение без прямой видимости невозможно   Чтение без прямой видимости невозможно
  Объём памяти   От 10 до 512 000 байт   До 100 байт   До 3 072 байт
  Возможность перезаписи данных и многократного использования метки   Есть   Нет   Нет
  Дальность регистрации   До 100 м   До 4 м   До 1 м
  Одновременная идентификация нескольких объектов   До 200 меток в секунду   Невозможна   Зависит от считывателя
  Устойчивость к воздействиям окружающей среды: механическому, температурному химическому, влаге   Повышенная прочность и сопротивляемость   Зависит от материала, на который наносится   Зависит от материала, на который наносится
  Срок жизни метки   Более 10 лет   Зависит от способа печати и материала, из которого состоит отмечаемый объект   Зависит от способа печати и материала, из которого состоит отмечаемый объект
  Безопасность и защита от подделки  Подделать возможно   Подделать легко   Подделать возможно
  Работа при повреждении метки   Невозможна   Затруднена   Затруднена
  Идентификация движущихся объектов   Да   Затруднена   Затруднена
  Подверженность помехам в виде электромагнитных полей   Есть   Нет   Нет
 Идентификация металлических объектов   Возможна   Возможна   Возможна
  Использование как стационарных, так и ручных терминалов для идентификации   Да   Да   Да
  Возможность введения в тело человека или животного   Возможна   Затруднена   Затруднена
  Габаритные характеристики   Средние и малые   Малые   Малые
  Стоимость   Средняя и высокая   Низкая   Низкая

Классификация RFID меток и систем

Существует несколько способов систематизации RFID-меток и систем:

  • По рабочей частоте;
  • По источнику питания;
  • По типу памяти;
  • По исполнению.

По типу источника питания RFID-метки делятся на:

  • Пассивные;
  • Активные;
  • Полупассивные;
  • Пассивные.
Rfid системы








Rfid-антенна

Пассивные RFID-метки не имеют встроенного источника энергии. Электрический ток, индуцированный в антенне электромагнитным сигналом от считывателя, обеспечивает достаточную мощность для функционирования кремниевого КМОП-чипа, размещённого в метке, и передачи ответного сигнала. Коммерческие реализации низкочастотных RFID-меток могут быть встроены в стикер (наклейку) или имплантированы под кожу.

Активные RFID-метки обладают собственным источником питания и не зависят от энергии считывателя, вследствие чего они читаются на дальнем расстоянии, имеют бо́льшие размеры и могут быть оснащены дополнительной электроникой. Однако, такие метки наиболее дороги, а у батарей ограничено время работы.

Активные метки в большинстве случаев более надёжны и обеспечивают самую высокую точность считывания на максимальном расстоянии. Активные метки, обладая собственным источником питания, также могут генерировать выходной сигнал большего уровня, чем пассивные, позволяя применять их в более агрессивных для радиочастотного сигнала средах: воде (включая людей и животных, которые в основном состоят из воды), металлах (корабельные контейнеры, автомобили), для больших расстояний на воздухе. Большинство активных меток позволяет передать сигнал на расстояния в сотни метров при жизни батареи питания до 10 лет. Некоторые RFID-метки имеют встроенные сенсоры, например, для мониторинга температуры скоропортящихся товаров. Другие типы сенсоров в совокупности с активными метками могут применяться для измерения влажности, регистрации толчков/вибрации, света, радиации, температуры и газов в атмосфере.

Активные метки обычно имеют гораздо больший радиус считывания (до 300 м) и объём памяти, чем пассивные, и способны хранить больший объём информации для отправки приёмопередатчиком.

Полупассивные

Полупассивные RFID-метки, также называемые полуактивными, очень похожи на пассивные метки, но оснащены батареей, которая обеспечивает чип энергопитанием[8]. При этом дальность действия этих меток зависит только от чувствительности приёмника считывателя и они могут функционировать на большем расстоянии и с лучшими характеристиками.

Ридеры (Считыватели) - это приборы, которые читают информацию с меток и записывают в них данные. Эти устройства могут быть постоянно подключенными к учётной системе или работать автономно.

Стационарные считыватели

Стационарные считыватели крепятся неподвижно на стенах, дверях, движущихся складских устройствах (штабелерах, погрузчиках и тд). Они могут быть выполнены в виде замка́, вмонтированы в стол или закреплены рядом с конвейером на пути следования изделий.

По сравнению с переносными, считыватели такого типа обычно обладают большей зоной чтения и мощностью и способны одновременно обрабатывать данные с нескольких десятков меток. Стационарные считыватели подключаются к ПЛК, интегрируются в DCS или подключаются к ПК. Задача таких считывателей — поэтапно фиксировать перемещение маркированных объектов в реальном времени, либо идентифицировать положение меченых предметов в пространстве.

Мобильные считыватели

Обладают сравнительно меньшей дальностью действия и зачастую не имеют постоянной связи с программой контроля и учёта. Мобильные считыватели имеют внутреннюю память, в которую записываются данные с прочитанных меток (потом эту информацию можно загрузить в компьютер) и, как и стационарные считыватели, способны записывать данные в метку (например, информацию о произведённом контроле).

В зависимости от частотного диапазона метки, дистанция устойчивого считывания и записи данных в них будет различна.

Система AMBAR AS. Принцип работы

Ambar

Общий вид оборудования входящего складской модуль

Система предназначена для выполнения операций хранение, учета и контроля за выданными в эксплуатацию ТМЦ. Основными особенностями системы являются:

  • Контроль доступа персонала к определенным артикулам ТМЦ;
  • Контроль за количеством и местом хранения ТМЦ, осуществление быстрого поиска;
  • Учет выданных ТМЦ с привязкой к персональным данным сотрудника их получившего;
  • Промежуточный контроль сохранности выданных ТМЦ;
  • Оперативный поиск ТМЦ при потере;
  • Оперативная инвентаризация склад.

Система предназначена для обеспечения работ на ответственных узлах и системах в таких отраслях как:

  • Энергетика;
  • Авиастроение;
  • Ракетостроение;
  • Машиностроение;
  • Двигателестроение.

Принцип работы системы построен на применении RFID-меток в качестве радио маркировки инструмента и оснастки используемых при работах на ответственных участках, где риск повреждений от забытого инструмента настолько высок, что может привести к катастрофическим последствиям.

Система представляет собой складской модуль работающий совместно с различными периферийными устройствами (считывателями).

Складской модуль – система шкафов оснащенных автоматизированной системой выдачи и учета ТМЦ, которые могут располагаться компактно (в одном помещении), либо устанавливаться развернуто на разных производственных площадках. Складской модуль представляет собой набор различного автоматизированного, механизированного складского оборудования, комбинируя которое в различных вариациях можно обеспечить хранение и учет различных ТМЦ, начиная от транзисторов, заканчивая листовым и фасонным металлом. Объединяет все шкафы - система управления, обеспечивающая единую базу данных по хранимым и выданным ТМЦ, по остаткам, а также статистику по потребности в расходных материалах. Также, данная система управления, координирует работу всех складских модулей, прав доступа персонала к ним, а также историю обращений персонала, к каждому складскому модулю. Каждый складской модуль оснащается:

  • цветным (мультитач) монитором, предназначенным для управления системой;
  • считывателем карт доступа;
  • сканером штрих-кодов;
  •  весами (опция);
  • принтером штрих-кодов (опция);
  • полкой для сбора заказа.

Складской модуль, в зависимости от типа, может быть выполнен в мобильном варианте. При этом он оснащается роликами (с тормозной системой) для перемещения и безопасной эксплуатации, а также аккумуляторной батареей для автономной работы.

Технология использования складского модуля разработана для максимального удобства персонала. Процедура получения ТМЦ проста:

  • Сотрудник авторизуется в системе при помощи собственной карты доступа;
  • Система распознав сотрудника, предоставляет ему право выбора того или иного типа ТМЦ, к которому у данного сотрудника имеется доступ;
  • В зависимости от типа выполняемой операции сотрудник выбирает то или иное ТМЦ и подтверждает свой выбор системе;
  • Система выдает сотруднику запрашиваемую ТМЦ;
  • По завершении операций подбора ТМЦ, специалист подтверждает окончание работы;
  • Система сканирует остатки (при оснащении ТМЦ RFID-метками) и привязывает выданные ТМЦ к сотруднику, до их возвращения обратно.

Периферийные устройства;

Периферийные устройства предназначены для контроля за используемыми ТМЦ, и представляют собой стационарные или мобильные считыватели.
Стационарные считыватели используются для обеспечения контроля за ТМЦ вносимых в зону проведения работ и представляют собой портальный RFID-считыватель. Такой подход позволяет контролировать количество ТМЦ вносимых в зону проведения работ, отождествлять его с персональными данными сотрудника и сигнализировать при несоответствии данных о внесенном в зону ТМЦ с выданным ранее из складского модуля. Аналогичную функцию, данный считыватель выполняет при выносе ТМЦ из зоны проведения работ.

Оборудование в разрезе

Принцип организации работ на вскрытом оборудовании

Мобильные считыватели применяются при поиске утерянных ТМЦ, а также при необходимости выполнения оперативного контроля количества ТМЦ (например, по окончании каждой ответственной операции). Данное оборудование позволяет в режиме реального времени определить местоположение утерянных ТМЦ.

Вернуться к списку