標簽： RFID 選型
一、概述
射頻識別（RFID）系統(tǒng)是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、云制造、云計算等新興領域中的重要組成部分。很多全球500強企業(yè)已經(jīng)把它用于生產(chǎn)、物流等供應鏈的體系中。例如零售商老大沃爾瑪，就要求所有為他提供商品的供貨商，必須采用RFID技術(shù)。中國的物聯(lián)網(wǎng)協(xié)會也把傳感器技術(shù)、射頻識別、電子標簽作為物聯(lián)網(wǎng)的基礎，有些人甚至認為RFID就代表了物聯(lián)網(wǎng)，可見這項技術(shù)是多么的重要。
為此，本文從RFID的產(chǎn)品介紹，應用時的選型流程，再到最終的應用解決方案，給讀者提供一個關(guān)于RFID技術(shù)的總體輪廓，為今后正確使用RFID產(chǎn)品打下基礎。
二、產(chǎn)品概述
RFID系統(tǒng)包括三個關(guān)鍵組件：
● 通信接口模塊：連接網(wǎng)絡或者控制器。
● 讀寫器：在制造流程中，完成識別或者讀/寫信息的每個點或站。
● RFID 標簽：在應用中，位于物品、托盤、裝運物或運輸裝置上的標記。
羅克韋爾RFID系統(tǒng)的特點
● 使用13.56 MHz高頻技術(shù)，用于制造工業(yè)非常理想。
● 通信接口模塊提供1個或者2個以太網(wǎng)（EtherNet/IP?）端口。
● 通信接口模塊內(nèi)嵌交換機，可作為設備環(huán)（DLR）中的一個節(jié)點。
● 讀寫器為堅固型，專為工業(yè)環(huán)境而設計。
● 標簽存儲量可選：128字節(jié)， 64字節(jié)，256字節(jié)和2 K字節(jié)。
● 讀/寫速度可達625字節(jié)/秒。
● 標簽的感應距離可達185毫米（7.3英寸）。
● 支持設備描述文件（AOP）和自定義指令（AOI）。
典型應用領域
● 資產(chǎn)跟蹤；
● 數(shù)據(jù)采集；
● 產(chǎn)品處理；
● 工具管理；
● 自動車；
● 食品與制藥；
● 安保與入口。
1．RFID 以太網(wǎng)（EtherNet/IP）接口模塊
描述
以太網(wǎng)（EtherNet/IP）接口模塊用于解決工業(yè)RFID應用需要聯(lián)網(wǎng)或多個讀/寫讀寫器的問題。本身的LED可用于快速診斷，觀察模塊狀態(tài)、網(wǎng)絡狀態(tài)、I/O狀態(tài)和電源狀態(tài)。
每個接口模塊最多可連接兩個讀寫器和兩個通用I/O設備。這使RFID系統(tǒng)容易集成到現(xiàn)有架構(gòu)之中。它也使RFID系統(tǒng)能夠及時響應傳感器的輸入信號，反之亦然。例如，當傳感器檢測到一個物體出現(xiàn)時，可把信號發(fā)送給讀寫器，讀取RFID標簽的內(nèi)容。
系統(tǒng)可以靈活地配置和擴展。讀寫器可以安裝在距離接口模塊 91米（300英尺）的地方。以太網(wǎng)端口內(nèi)置了嵌入式交換機，可作為設備環(huán)（DLR）中的一個設備，因此可以連接多個接口模塊。拓撲結(jié)構(gòu)可以為星形、樹形、線形和環(huán)形。 RFID系統(tǒng)遵從ISO 15693標準，與不同廠家多種樣式和尺寸的標簽相兼容。
特點
● 遵從ISO 15693 / ISO 18000-3 M1標準。
● 封閉外殼，IP67等級，節(jié)省了安裝箱的成本。
● 安裝費用低，使用工業(yè)標準的M12 DC微型連接器連接以太網(wǎng)和輔助電源，因此替換方便，不用重新接線。I/O也使用密封的M12 DC微型風格連接器。
● 單或雙以太網(wǎng)端口，嵌入式以太網(wǎng)交換機，支持星形、樹形、線形和環(huán)形拓撲。
● 隔離的電源輸出。當對讀寫器、輸入接口和以太網(wǎng)連接維持供電時，允許輸出設備斷電。
● 輸出帶電子保護。
● 提供一個或兩個通道的RFID連接。
● 可配置成：兩個輸入/無輸出；或一個輸入/一個輸出。
● 與所有讀寫器相兼容。
2．RFID 矩形讀寫器
描述
矩形讀寫器是羅克韋爾高頻13.56 MHz RFID家族中最大型讀寫器，尺寸為80 x 90 毫米。這款讀寫器遵從ISO 15693標準，可以讀/寫SLI和SL2標簽，支持不同廠家不同樣式的標簽。本身的LED可以快速診斷模塊狀態(tài)和讀/寫狀態(tài)。
矩形讀寫器用于高速/高性能應用，因為它具有較大的感應面積。讀寫器可以安裝在距離接口模塊91.4米（300英尺）之外，標簽的可讀距離可達168毫米（6.6英寸）。這款讀寫器具有IP67等級的外殼，可經(jīng)受惡劣的工業(yè)環(huán)境。
特點
● 遵從ISO 15693/ISO 18000-3 M1標準。
● 讀/寫速度達625 字節(jié)/秒。
● 內(nèi)置LED可用于診斷。
● 具有在惡劣環(huán)境下的可靠性能。
3．RFID 方形讀寫器
描述
方形讀寫器用于高頻13.56 MHz 的RFID系統(tǒng)。這款讀寫器遵從ISO 15693標準，讀/寫SLI和SL2標簽，支持不同制造商不同樣式的標簽。本身的LED用于快速觀察模塊狀態(tài)和讀/寫狀態(tài)。
方形讀寫器具有通用安裝能力，尺寸為40 x 40毫米。讀寫器與接口模塊的距離可達91.4米（300英尺），標簽的可讀距離達到85毫米（3.3英寸）。這款讀寫器具有IP67等級的外殼，可經(jīng)受惡劣的工業(yè)環(huán)境。
特點
● 遵從ISO 15693/ISO 18000-3 M1標準。
● 讀/寫速度可達625字節(jié)/秒。
● 內(nèi)置LED可用于診斷。
● 通用安裝型。
● 在惡劣環(huán)境下的可靠性能。
4．RFID 標簽
描述
工業(yè)RFID系統(tǒng)能夠經(jīng)受惡劣的工業(yè)環(huán)境?？芍赜玫腞islan?讀/寫標簽使它在應用中能夠反復承載信息。ISO 15693是一個開放標準，用于高頻13.56 MHz的RFID。標簽具有多種不同的樣式和尺寸，滿足多數(shù)的應用要求。
特點
● 標簽遵從ISO 15693標準。
● EEPROM/FRAM 存儲器。
● 64字節(jié)，128字節(jié)，256字節(jié)和2 K字節(jié)讀/寫標簽。
● 讀/寫速度可達500字節(jié)/秒。
● 被動型標簽（無電池）。
● 可重用Rislan?標簽。
● 在惡劣環(huán)境下的可靠性能。
● 標記標簽。
● 智能卡標簽。
● 圓盤標簽。
● 方形標簽。
● 高抗擾標簽。
● 金屬面安裝標簽。
● 高溫標簽。
5．RFID 手操器
描述
羅克韋爾的RFID手操器具有移動性和高性能，用于高頻13.56 MHz的RFID應用。每臺手持器有多種連接方式，諸如無線、藍牙或USB。RFID手持器具有IP65等級，可用于工業(yè)和戶外環(huán)境。
具有很好的便攜性，手持器能夠讀、寫和存儲RFID標簽。RFID手持器是用于系統(tǒng)建立、現(xiàn)場服務、設備管理、處理標簽不易被讀寫器讀取情況的理想工具 。
特點
● 數(shù)據(jù)流無線連接。
● 可用于商業(yè)和工業(yè)環(huán)境。
● IP65等級 - 防灰塵、防雨水。
● 觸摸屏。
● 有45鍵或52鍵兩種型號。
● 人體工程學造型。
● 與所有羅克韋爾RFID標簽兼容。
● 配備可充電電池。
三、選型流程
*生產(chǎn)步驟在制造設施之內(nèi)。
?。Ｉa(chǎn)步驟在制造設施之外。
說明
1. 高頻RFID產(chǎn)品通常用于工業(yè)生產(chǎn)，跟隨一個產(chǎn)品貫串整個制造流程。 讀寫器到標簽的距離通常小于185 毫米（7.3英寸）。 使用羅克韋爾的產(chǎn)品非常有利，因為可以支持來自眾多供應商的不同樣式不同尺寸的標簽。
2. 應用可以通過標簽跟蹤流程，可以把數(shù)據(jù)直接存儲標簽上，也可以通過鏈接唯一標識（UID）把數(shù)據(jù)存入服務器。在高速應用（>1.5 米/秒）中，建議通過UID把數(shù)據(jù)讀入可編程控制器（PLC）。如果標簽用于多臺機器，而且它們之間不通信，那么數(shù)據(jù)通常存儲在標簽上。將所有數(shù)據(jù)存儲在標簽上，即使在機器發(fā)生斷電時，數(shù)據(jù)仍然不會丟失。
3. SLI-S標簽是為高安全需求所設計的標簽。存儲管理具有口令保護，確保僅有授權(quán)的用戶能夠進行讀/寫操作。
4. SLI-L 標簽是為需要保密性應用所設計的標簽。標簽具有保密模式的口令保護，在保密模式中，除非標簽收到正確的口令，否則它不響應任何命令。
5. 高溫標簽用于環(huán)境比較極端的場合。提供的溫度曲線顯示了標簽在給定溫度下能夠承受的時間長度。
6. 羅克韋爾提供標記標簽、智能標簽、圓形標簽和方形標簽，以及用于特殊應用諸如易 受干擾和安裝于金屬上的標簽。SLI標簽是最常用的高頻 RFID產(chǎn)品。
7. 這些標簽用于這樣的場合是非常理想的：標簽安裝在機器上移動穿越整個設施，而此機器不和其他機器進行通信。
8. 這個階段幫助用戶決定在應用中選擇什么樣的讀寫器。如果是高速應用，最好選擇最大的讀寫器，因為它提供了最大的天線覆蓋范圍。也為標簽在這個區(qū)域內(nèi)完成讀/寫功能提供了最長的時間。還為標簽沒有與讀寫器沒有完全對齊而完成了功能的執(zhí)行。如果與標簽不對齊的情況下可以完成所有的讀/寫功能且不用停止，可以考慮選擇更小的讀寫器。
9. 更大的讀寫器具有更大的天線覆蓋范圍。區(qū)域的范圍決定了標簽在這個區(qū)域中有多長的時間，并且提高了標簽與讀寫器不能完全對齊時完成讀/寫操作的成功率。
四、應用解決方案
下圖為使用具有兩個以太網(wǎng)端口接口模塊的配置方案：
說明
讀寫器固定在生產(chǎn)線沿線的點或站上，物品或托盤在正常情況下會沿著流水線移動（如下圖的輪胎托盤順著生產(chǎn)滾道移動），當托盤上的RFID標簽（圖中托盤側(cè)面右邊的深色小圓片）經(jīng)過RFID讀寫器（圖中安裝在生產(chǎn)線邊上的深色方形小模塊）時，讀寫器就可以讀/寫標簽上的數(shù)據(jù)，通過電纜到接口模塊，然后把信息通過以太網(wǎng)傳輸?shù)絇LC或者計算機（PC）/服務器進行進一步處理，比如通過人機界面（HMI）可以顯示物體（輪胎）的相關(guān)信息，又比如接到工廠的制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）/企業(yè)資源計劃（ERP）/供應鏈管理（SCM）等系統(tǒng)，實現(xiàn)更高層的控制和管理。
系統(tǒng)分類: 工業(yè)無線 | 用戶分類: 工業(yè)網(wǎng)絡 | 來源: 原創(chuàng)
