控制工程网首页  |  产品  |  在线研讨会  |  视频  |  空间  |  论坛  |  博客  

社区公告

物联网与自动化一脉相承,本社区从工业控制和自动化的角度解读物联网产业的发展,向您介绍最新动态、技术和应用。欢迎您加入社区第一时间得到社区更新。
您所在的位置:首页 > 产业动态
  • RFID产品选型和解决方案
  • 发布时间:2012-10-30 作者:www.cechina.cn
  •         射频识别(RFID)系统是物联网(IoT)、云制造、云计算等新兴领域中的重要组成部分。很多全球500强企业已经把它用于生产、物流等供应链的体系中。例如零售商老大沃尔玛,就要求所有为他提供商品的供货商,必须采用RFID技术。中国的物联网协会也把传感器技术、射频识别、电子标签作为物联网的基础,有些人甚至认为RFID就代表了物联网,可见这项技术是多么的重要。
            为此,本文从RFID的产品介绍,应用时的选型流程,再到最终的应用解决方案,给读者提供一个关于RFID技术的总体轮廓,为今后正确使用RFID产品打下基础。
            产品概述
            RFID系统包括三个关键组件:
            • 通信接口模块:连接网络或者控制器。
            • 收发器:在制造流程中,完成识别或者读/写信息的每个点或站。
            • RFID 标签:在应用中,位于物品、托盘、装运物或运输装置上的标记。
            1.RFID 以太网(EtherNet/IP)接口模块
            以太网(EtherNet/IP)接口模块用于解决工业RFID应用需要联网或多个读/写收发器的问题。本身的LED可用于快速诊断,观察模块状态、网络状态、I/O状态和电源状态。

            每个接口模块最多可连接两个收发器和两个通用I/O设备。这使RFID系统容易集成到现有架构之中。它也使RFID系统能够及时响应传感器的输入信号,反之亦然。例如,当传感器检测到一个物体出现时,可把信号发送给收发器,读取RFID标签的内容。
            系统可以灵活地配置和扩展。收发器可以安装在距离接口模块 91米(300英尺)的地方。以太网端口内置了嵌入式交换机,可作为设备环(DLR)中的一个设备,因此可以连接多个接口模块。拓扑结构可以为星形、树形、线形和环形。 RFID系统遵从ISO 15693标准,与不同厂家多种样式和尺寸的标签相兼容。
            2.RFID 矩形收发器
            矩形收发器是罗克韦尔高频13.56 MHz RFID家族中最大型收发器,尺寸为80 x 90 毫米。这款收发器遵从ISO 15693标准,可以读/写SLI和SL2标签,支持不同厂家不同样式的标签。本身的LED可以快速诊断模块状态和读/写状态。

            矩形收发器用于高速/高性能应用,因为它具有较大的感应面积。收发器可以安装在距离接口模块91.4米(300英尺)之外,标签的可读距离可达168毫米(6.6英寸)。这款收发器具有IP67等级的外壳,可经受恶劣的工业环境。
            3.RFID 方形收发器
            方形收发器用于高频13.56 MHz 的RFID系统。这款收发器遵从ISO 15693标准,读/写SLI和SL2标签,支持不同制造商不同样式的标签。本身的LED用于快速观察模块状态和读/写状态。

            方形收发器具有通用安装能力,尺寸为40 x 40毫米。收发器与接口模块的距离可达91.4米(300英尺),标签的可读距离达到85毫米(3.3英寸)。这款收发器具有IP67等级的外壳,可经受恶劣的工业环境。
            4.RFID 标签
            工业RFID系统能够经受恶劣的工业环境。可重用的Rislan®读/写标签使它在应用中能够反复承载信息。ISO 15693是一个开放标准,用于高频13.56 MHz的RFID。标签具有多种不同的样式和尺寸,满足多数的应用要求。

            5.RFID 手持器
            罗克韦尔的RFID手持器具有移动性和高性能,用于高频13.56 MHz的RFID应用。每台手持器有多种连接方式,诸如无线、蓝牙或USB。RFID手持器具有IP65等级,可用于工业和户外环境。

            具有很好的便携性,手持器能够读、写和存储RFID标签。RFID手持器是用于系统建立、现场服务、设备管理、处理标签不易被收发器读取情况的理想工具 。

            选型流程
            1. 高频RFID产品通常用于工业生产,跟随一个产品贯串整个制造流程。 收发器到标签的距离通常小于185 毫米(7.3英寸)。 使用罗克韦尔的产品非常有利,因为可以支持来自众多供应商的不同样式不同尺寸的标签。
            2. 应用可以通过标签跟踪流程,可以把数据直接存储标签上,也可以通过链接唯一标识(UID)把数据存入服务器。在高速应用(>1.5 米/秒)中,建议通过UID把数据读入可编程控制器(PLC)。如果标签用于多台机器,而且它们之间不通信,那么数据通常存储在标签上。将所有数据存储在标签上,即使在机器发生断电时,数据仍然不会丢失。
            3. SLI-S标签是为高安全需求所设计的标签。存储管理具有口令保护,确保仅有授权的用户能够进行读/写操作。
            4. SLI-L 标签是为需要保密性应用所设计的标签。标签具有保密模式的口令保护,在保密模式中,除非标签收到正确的口令,否则它不响应任何命令。
            5. 高温标签用于环境比较极端的场合。提供的温度曲线显示了标签在给定温度下能够承受的时间长度。
            6. 罗克韦尔提供标记标签、智能标签、圆形标签和方形标签,以及用于特殊应用诸如易 受干扰和安装于金属上的标签。SLI标签是最常用的高频 RFID产品。

            7. 这些标签用于这样的场合是非常理想的:标签安装在机器上移动穿越整个设施,而此机器不和其他机器进行通信。
            8. 这个阶段帮助用户决定在应用中选择什么样的收发器。如果是高速应用,最好选择最大的收发器,因为它提供了最大的天线覆盖范围。也为标签在这个区域内完成读/写功能提供了最长的时间。还为标签没有与收发器没有完全对齐而完成了功能的执行。如果与标签不对齐的情况下可以完成所有的读/写功能且不用停止,可以考虑选择更小的收发器。
            9. 更大的收发器具有更大的天线覆盖范围。区域的范围决定了标签在这个区域中有多长的时间,并且提高了标签与收发器不能完全对齐时完成读/写操作的成功率。

            应用解决方案
            下图为使用具有两个以太网端口接口模块的配置方案:


            收发器固定在生产线沿线的点或站上,物品或托盘在正常情况下会沿着流水线移动(如下图的轮胎托盘顺着生产滚道移动),当托盘上的RFID标签(图中托盘侧面右边的深色小圆片)经过RFID收发器(图中安装在生产线边上的深色方形小模块)时,收发器就可以读/写标签上的数据,通过电缆到接口模块,然后把信息通过以太网传输到PLC或者计算机(PC)/服务器进行进一步处理,比如通过人机界面(HMI)可以显示物体(轮胎)的相关信息,又比如接到工厂的制造执行系统(MES)/企业资源计划(ERP)/供应链管理(SCM)等系统,实现更高层的控制和管理。

物联网专家

>> 更多
  • 倪光南
    中国工程院院士,科学院计算所研究员,中国中文信息学会理事长
  • 姚建铨
    中国科学院院士,指出中国物联网还处在初级阶段水平较低
  • 邬贺铨

    中国工程院院士,光纤传送网与宽带信息网权威专家

  • 王志良
    北京科技大学物联网系主任,北京市物联网首席科学家