ZNACZNIKI LFID, HFID, UHF I MIKROFALOWE

Rys. 2. Wartość rynku związanego z RFID w roku 2010 i prognoza na 2015

Transpondery RFID mogą pracować w przedziale niskich częstotliwości - od 125 do 135 kHz (tagi LFID), wysokich częstotliwości -13,56 MHz (tagi HFID), w paśmie UHF - 433 MHz oraz 860 - 960 MHz oraz mikrofalowym, czyli 2,45 GHz lub 5,8 GHz.

Im większa jest częstotliwość, tym większy zasięg oraz prędkość transmisji. W przypadku LFID jest to odpowiednio poniżej 0,5 m (zwykle od 10 do 20 cm) i poniżej 1 kb/s, w HFID do 1,5 m i około 25 kb/s, w wypadku transmisji UHF i mikrofalowej do kilkudziesięciu metrów oraz do 100 kb/s (patrz tabela 2).

Transpondery LFID to zwykle tagi pasywne. Znaczniki tego typu sprawdzają się w trudnych warunkach otoczenia, mogą na przykład pracować w pobliżu metali oraz wody. Dlatego są używane m.in. w implantach wszczepianych zwierzętom i do znakowania narzędzi lub pojazdów, a także tam, gdzie nie jest wymagany duży zasięg, na przykład w systemach kontroli dostępu.

Z kolei znaczniki w paśmie UHF są ze względu na zasięg najczęściej używane do śledzenia obiektów w logistyce. Nie sprawdzają się one natomiast, podobnie jak znaczniki HFID, w zastosowaniach wymagających pracy w sąsiedztwie metali. Mogą też zakłócać pracę innych urządzeń elektronicznych.

Znaczniki działające w paśmie mikrofalowym to natomiast z reguły tagi aktywne oraz pasywno-aktywne. Są one zwykle droższe, ale też mniejsze niż pozostałe. Zużywają również więcej energii. Dodatkowo problemem w ich przypadku mogą być interferencje z sieciami bezprzewodowymi, na przykład Wi-Fi.

Gdzie wykorzystuje się identyfikację radiową, w szczególności w przemyśle? W jakich aplikacjach dominuje RFID, a w jakich stosowane są kody 1D, 2D i inne?

Sławomir Bieńkowski, Kathrein Poland
Jednym z najdynamiczniej rozwijających się obszarów wykorzystywania RFID jest identyfikacja pojazdów. Daleki zasięg odczytu (do 10 metrów dla UHF) pozwala na stosowanie tej technologii w wielu aplikacjach, takich jak np. automatyczna kontrola wjazdów i wyjazdów.

Dzięki RFID pojazd nie musi każdorazowo zatrzymywać się przed szlabanem - czytnik automatycznie go identyfikuje i umożliwia przejazd. Kolejnym sektorem, który od wielu lat korzysta z dobrodziejstwa technologii RFID, jest logistyka.

Olbrzymia liczba transponderów wykorzystywanych w tej branży wymaga, aby proces radiowej identyfikacji był zintegrowany z wydajnymi systemami informatycznymi zapewniającymi przechowywanie i szybkie przetwarzanie danych. RFID jest coraz częściej wykorzystywane również do automatyzacji przemysłu w celu kontroli i optymalizacji procesów produkcyjnych.

Specyfika zastosowań przemysłowych wiąże się często z koniecznością stosowania czytników RFID wyposażonych w algorytmy antykolizyjne zapobiegające zakłóceniom pochodzącym od sąsiednich czytników bądź transponderów nieznajdujących się w polu działania danego czytnika.

W ograniczaniu tych zakłóceń istotne jest również precyzyjne dostosowanie zakresu odczytu w różnych punktach, które uzyskuje się dzięki wykorzystaniu odpowiednich anten (bliskiego, średniego lub dalekiego zasięgu).

Piotr Żukowski, HARTING
Niepodważalną zaletą systemów RFID jest możliwość zdalnego odczytu bez konieczności bezpośredniego "widzenia" kodu przez czytnik. Pozwala to na wykluczenie popełnienia przez operatora błędu.

Jednocześnie w niektórych aplikacjach stosowanie kodów 1D lub 2D jest niepraktyczne lub wręcz niemożliwe. Naniesione kody łatwo jest uszkodzić, często są one nieodporne na wysokie temperatury i, przede wszystkim, nie można na nich swobodnie i wielokrotnie zapisywać danych.

Tomasz Dzideczek, Motorola Solutions
Kody kreskowe 1D i 2D znane są na rynku od około 30 lat. W porównaniu z nimi technologia RFID, której rzeczywista obecność na rynku to ostatnie 5 lat, to rozwiązanie stosunkowo nowe, które obecnie trudno jeszcze uznać za dominujące w branży przemysłowej.

Liczba wdrożeń RFID w tym sektorze jest bowiem nadal niewielka. Warto wiedzieć, czym różnią się rozwiązania RFID od tych opartych na kodach kreskowych. Te pierwsze są całkowicie zautomatyzowane, wszystkie czynności odbywają się w czasie rzeczywistym i bez udziału człowieka.

Z kolei aplikacje oparte na kodach 1D i 2D są półautomatyczne i do ich prawidłowego funkcjonowania niezbędny jest operator, który odpowiednio skanuje dane. W kwestii implementacji RFID należy wymienić dwa przypadki.

Pierwszy z nich - mniej skomplikowane wdrożenie, co ma miejsce wtedy, gdy mamy do czynienia z nowa fabryką, zakładem, w którym trzeba zbudować infrastrukturę IT od początku (tzw. inwestycja green field).

Drugi rodzaj wdrożenia to takie, w którym zmieniamy istniejące rozwiązania oparte na kodach kreskowych na RFID. Jest to o wiele większe wyzwanie, gdyż wymusza przeprojektowanie procesów biznesowych - od wdrożenia nowego oprogramowania, modułów, na sprzęcie kończąc.

Sławomir Demianiuk, Sick
Od kilkudziesięciu lat działamy w branży optycznych układów automatycznej identyfikacji. Czytniki laserowe kodów kreskowych z czasem uzupełnione zostały o linię czytników przetwarzania obrazu, głównie pod kątem kodów 2D.

W ostatnich latach uznaliśmy, że czas poważnie zainwestować w trzeci filar, którym jest RFID w wykonaniu przemysłowym. Dziś mamy pełny asortyment tego typu produktów, dzięki czemu każde wyzwanie jest dla nas osiągalne.

Flagowymi aplikacjami stały się hybrydowe systemy lotniskowe o stuprocentowej skuteczności odczytu oraz identyfikacja karoserii samochodowych w procesie montażu, tzw. body ID.

Daniel Oszczęda, Balluff
Balluff przemysłowe systemy RFID oferuje już od ponad 25 lat, co pozwala nam efektywnie doradzać naszym klientom w zakresie doboru i wdrażania rozwiązań opartych na systemach identyfikacji RFID. Obecnie systemy te znajdują zastosowanie w bardzo wielu obszarach przemysłu.

Jednym z nich jest śledzenie przepływu materiałów - m.in. w zautomatyzowanych procesach montażu, które jest często określane bardzo dobrze znanym z logistyki pojęciem - tracebility. Jest to nic innego jak śledzenie i, co najważniejsze, dokumentowanie każdego kroku w procesie - od dostawy do zakończenia produkcji.

Wdrożenie systemów identyfikacji w takich obszarach pozwala na ciągły nadzór nad procesem wytwarzania i bardzo szybką reakcję na ewentualne błędy. W wielu aplikacjach, które wdrażaliśmy wraz z naszymi klientami, cały przebieg procesu dokumentowany jest na nośniku danych RFID, co jest bardzo istotne m.in. z punktu widzenia kontroli jakości.

W tym obszarze przewaga RFID nad kodami 1D lub 2D związana jest przede wszystkim z możliwością przenoszenia informacji wraz z produktem. Pozwala to na uniknięcie tworzenia rozbudowanych centralnych baz danych. Kolejnym obszarem jest zarządzanie narzędziami, formami i całym oprzyrządowaniem wykorzystywanym w procesie produkcji.

Użycie systemów RFID pozwala w tym przypadku na lepsze wykorzystywanie zasobów. Przykładowo identyfikacja radiowa zapewnia znaczące usprawnienie pracy systemów zarządzania narzędziami dzięki wprowadzeniu elektronicznego obiegu informacji pomiędzy maszynami pomiarowymi a obrabiarkami.

RFID to jednak nie tylko skomplikowane systemy wykorzystywane w zarządzaniu produkcją. Seria rozwiązań EasyID pozwala na stosowanie systemów RFID do prostego kodowania w miejscach, gdzie poprzednio użytkownicy stosowali np. kodowanie mechaniczne.

Warto dodać, że kody kreskowe oraz 2D są ciągle bardzo popularne przy znakowaniu produktów końcowych. Wynika to przede wszystkim z dwóch powodów - oczywiście kosztów, oraz standaryzacji, a raczej jej braku, w przypadku systemów RFID. W tym obszarze dopiero technologia UHF wprowadza uniwersalny standard danych w postaci kodu EPC.

FUNKCJONALNOŚĆ RFID

Tabela 2. Wybrane właściwości znaczników RFID działających w różnych pasmach częstotliwości

W najprostszym przypadku w znacz niku nie są zapisywane żadne dane, ponieważ służy on wyłącznie do przekazywania czytnikowi informacji o obecności oznakowanego obiektu. Tagi tego typu prawie zawsze są pasywne - dodatkowy koszt baterii w tym przypadku nie znajduje bowiem uzasadnienia przy tak ograniczonej funkcjonalności.

Elementy te są głównie wykorzystywane w handlu. Transpondery, w których są zapisywane informacje, na przykład ich unikatowe identyfikatory lub kody produktów, dzieli się na trzy grupy. Do pierwszej zaliczane są znaczniki, zwykle pasywne, z których dane można tylko odczytywać.

Informacje są wprowadzone do nich jednorazowo na etapie produkcji. Dostępne są też transpondery do wielokrotnego odczytu oraz zapisu. Trzecią grupę stanowią znaczniki łączące możliwości dwóch pozostałych.

W takim tagu na stałe zapisywane są pewne informacje, ale do jego pamięci można także wprowadzić dodatkowe dane. Bardziej zaawansowane konstrukcje to znaczniki, które są wyposażone w sensory lub transpondery, które mogą komunikować się między sobą.

Producent opon zwiększa wydajność dzięki RFID

Jeden z europejskich producentów opon w ramach modernizacji zakładu zdecydował się wdrożyć system RFID. Celem było usprawnienie przepływu materiałów do produkcji. Dotychczas bowiem pracownicy musieli samodzielnie odnajdywać na terenie zakładu wózki, które są używane do transportu materiałów i półproduktów między różnymi stanowiskami montażowymi.

W rezultacie w razie problemów ze zlokalizowaniem pojazdów z brakującymi komponentami występowały przestoje lub opóźnienia w produkcji, a tym samym zmniejszała się jej wydajność. Wraz z szybkim rozwojem firmy oraz coraz większą liczbą zamówień nie można było sobie na to dłużej pozwolić.

Dlatego na wózkach zamontowano aktywne znaczniki 2,4 GHz RFID, a w wybranych punktach hali produkcyjnej rozmieszczono czytniki. Dzięki temu trasa, jaką pojazdy te pokonują, przemieszczając się między magazynem i stanowiskami produkcyjnymi oraz między tymi ostatnimi, jest na bieżąco śledzona.

Specjalne oprogramowanie zainstalowane w centralnym systemie analizuje dane z czytników, nanosząc aktualną pozycję poszczególnych wózków na mapę hali. Taki stale aktualizowany plan jest wyświetlany na monitorach na wszystkich stanowiskach montażowych. Dzięki temu pracownicy w każdej chwili mogą szybko zlokalizować odpowiedni pojazd.

Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów
Dowiedz się więcej
Przejdź do kompendium

Prezentacje firmowe