Технология восприятия промышленного Интернета вещей - UHF RFID

Сегодня интеллектуальные производственные системы используют данные, хранящиеся в метках RFID, для обеспечения более гибкой и эффективной персонализации продукции. Применение технологии RFID на заводах привело к более высокому уровню автоматизации и стандартизации и внесло значительный вклад в «бережливый» процесс современной цепочки поставок. По сравнению с существующими технологиями идентификации, такими как активные метки и штрихкоды, пассивные метки RFID не нуждаются в собственном источнике питания и не требуют прямой видимости для работы, что имеет большие преимущества.

Согласно отчету исследователей Prudour за 2020 год, ожидается, что объединенные потребительские и промышленные рынки Интернета вещей достигнут 11,1 трлн долларов к 2025 году; ожидается, что мировой рынок датчиков RFID без батареек будет расти с годовым темпом прироста 13,3%; К 2030 году он достигнет 209,9 млн долларов. Резкое расширение приложений IoT подняло некоторые вопросы, связанные с батареями, которые питают устройства IoT, — не только с точки зрения устойчивости и защиты окружающей среды, но и с точки зрения предсказуемости и стоимости. Поэтому разработчики Industry 4.0 ищут решения без батарей. Тогда пассивные устройства RFID и пассивные метки RFID, несомненно, удовлетворят этот спрос.

Пассивная технология RFID не требует специального программного и аппаратного обеспечения, а передача данных от метки RFID к считывателю RFID занимает всего несколько миллисекунд, и она полностью соответствует текущему протоколу EPC Gen2. Преимущество для пользователя заключается в том, что для получения и обработки измерений не требуется никакого специального оборудования или программного обеспечения. Считыватели RFID, которые в настоящее время доступны на рынке, могут захватывать и анализировать данные с меток RFID и отправлять их в системы более высокого уровня. Например, идентификаторы активов и номера EPC могут быть получены вместе с данными датчиков при интеграции меток RFID на основе чипа чтения-записи в логистические приложения. Вкладки могут быть преобразованы в различные форматы транспондеров, от гибких меток до жестких меток. Классические упакованные версии, такие как интегрированные ИС датчиков QFN, подходят даже для суровых условий.

Технология RFID находится в слое восприятия Интернета вещей, который является основой для развития Интернета вещей и предпосылкой для реализации Интернета вещей. По сравнению с метками RFID других частот метки UHF более безопасны и проницаемы. Благодаря считывателям UHF они могут лучше противостоять помехам и иметь более высокие скорости чтения и записи. Поэтому в последние годы их развитие происходит более быстрыми темпами, а их применение очень обширно. Итак, каковы методы распространения сигнала UHF RFID, в основном включая линейную поляризацию и круговую поляризацию:

Линейная поляризация: Электромагнитная волна, в которой ориентация вектора электрического поля фиксирована в пространстве, называется линейной поляризацией. Иногда в качестве параметра используется земля, направление вектора электрического поля, параллельное земле, называется горизонтальной поляризацией, а направление, перпендикулярное земле, называется вертикальной поляризацией.

Круговая поляризация: когда угол между плоскостью поляризации радиоволн и нормальной плоскостью Земли изменяется от 0 до 360°, то есть величина электрического поля остается постоянной, а направление меняется со временем, траектория конца вектора электрического поля перпендикулярна распространению. Когда проекция на плоскость направления представляет собой окружность, это называется круговой поляризацией.

Антенны с круговой поляризацией могут принимать радиоволны любой поляризации, и их излучаемые волны также могут быть приняты любой поляризованной антенной; антенны с круговой поляризацией имеют ортогональность вращения; поляризованные волны падают на симметричные цели (такие как плоскости, сферы и т. д.). Когда направление вращения меняется на противоположное, электромагнитные волны с разными направлениями вращения имеют большее значение поляризационной изоляции.