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如何用无源RFID提高资产利用效率?你想知道的都在这儿?


作者:本站收录 来源:贸泽电子设计圈 2020-03-04 09:59:58 填写您的邮件地址,订阅我们的精彩内容:

摘要:RFID是一种无线技术,可以利用电磁场来识别并跟踪贴有RFID标签的物品。在跟踪和优化资产的应用领域,特别是对效率和可靠性更为敏感的场景中,近年来RFID显示出了巨大的潜力。

关键词:无源RFID[44篇]  资产管理[120篇]  

顾名思义,资产利用就是在需要的时间和场合能够使用这项资产。要提高资产利用效率,最核心的就是需要对资产进行高效的识别、跟踪,在使用的时候无需额外的搜索时间(和搜索成本)去定位(或寻找替代),从而最优化地使用资产,降低运营成本——这往往也同时伴随着销售或者其它相关业绩的提升。

使用条形码识别和跟踪物品、物料是迄今为止使用最普遍的技术。但是,因为条形码识别需要人工对每件物品的状态进行逐一读取,效率瓶颈显而易见。另外,这种基于视觉的物料物品追踪,在成本、速度和安装使用中各方面都受诸多限制,很多特殊环境并不适用——比如医院、室外、军用或其它存在极端温度、振动等“恶劣”条件的环境——因此就需要其他技术来进行补位了。由此,也就引出了本文的主角——RFID。

简单地说,RFID是一种无线技术,可以利用电磁场来识别并跟踪贴有RFID标签的物品。在跟踪和优化资产的应用领域,特别是对效率和可靠性更为敏感的场景中,近年来RFID显示出了巨大的潜力。

基于视觉的资产追踪技术在很多应用中受到限制(图源:Molex)

RFID是如何工作的?

当使用RFID对物料或固定资产进行标签式管理时,需要在物品上加装RFID电子标签,并在管理场所(比如出入口、仓库等)安装RFID识别设备,同时结合局域网、互联网、安全警报系统和云端数据中心,实时监控资产的使用和流动情况,完成信息实时更新、实时查询(如下图)。智慧型RFID资产管理系统,会配以网络、定位、数据库等技术实现资产入库、盘点、出库、报废、安全等全生命周期的管理。

典型RFID应用系统的构成

与以前那些使用条形码、易于出错、成本高昂或者效率不足的流程管理相比,RFID不仅完全促成流程的自动化,还大大节省人力和运营成本。

概括起来,采用RFID技术进行资产管理的优势包括:

1.高效:RFID识别终端利用无线技术识别电磁场,速度快,出错率低,现场干扰因素可以降至最低。

2.标准:RFID标签及RFID手持终端具有统一数据格式和技术标准,数据对接精准,无需额外开发接口和管理系统。

3.智能:与云端技术结合,通过建立数据中心资产实时监控平台,能够充分利用跟踪信息做决策支持,对资产使用、流动情况实时查询、跟踪、预警,大大优化资产的使用率,实现资产全生命周期的智慧型管理。

RFID技术比较:无源vs有源

RFID技术按照标签是否自带电源,可以分为两个主要的类型:无源或者有源。

“无源RFID”就是没有电池的RFID标签。为了使无源的RFID解决方案发挥作用,无源RFID标签必须从有电源供电的RFID读取器上取电,从而将位置数据发回给读取器。读取器再将标签数据发送到客户的数据库或者云端,并且在那里存储下来。客户可能会在软件程序或者智能手机应用中对该数据进行分析。

表1:无源与有源RFID的比较

无源RFID的优点之一是成本控制。因为不使用电池,无源RFID标签的定价在大批量的情况下可以低至一美元以下,即使那些功能强大且经过加固的标签,价格则可以控制在大约20美元。而有源RFID标签最基本的市场价格通常都是20美元以上。

另外,无源RFID因为无需内置电池,无需维护,所以可以终身使用。

无源RFID标签目标客户大多是需要高度可靠、经过加固而又使用寿命长的RFID标签的客户;加之其成本方面的优势明显,所以适应的应用领域相当广阔,可以涵盖工业、建筑施工、油气、食品、农业、仓储管理、数据中心、政府/军队、医院等等。

无源RFID的典型应用(图源:Molex)

无源RFID标签如何选?

当然,广泛的应用领域也就意味着需要不同类型的无源RFID标签来与之相匹配。如何从形态各异的RFID产品中找到最适合自己的那一款,还是需要做一番功课。

从一个可以提供全系列RFID产品的供应商入手,可以说是一条捷径,这会避免开发者“大海捞针”的选型麻烦。今天我们就以Molex的无源RFID为例进行说明。

目前,Molex的全部标准RFID产品都是无源的RFID产品,当前有8种标准的RFID标签可以满足不同应用的需求。从表2中,各类无源RFID标签的典型应用场景即可一目了然,大家可以很方便地根据应用要求和标签的特点进行选择。

表2.Molex无源RFID标签和应用

例如,表2中的①号和②号两个RFID标签设计有螺丝孔。这样的设计是为了提供一种替代的附着方法,取代胶粘选项。这些标签对于施工、制造及油气之类的行业来说都是很理想的选择,常见应用包括为货盘、购物包以及可回收的运输用品之类的移动资产管理。

有些应用中需要对更小的物品加贴标签,比如说金属工具以及电气部件与机械部件。表2中的④号和⑤号标签尺寸大约都只有人手指甲大小,是不错的选择。

在具体的无源RFID标签的选型中,还需要考虑以下一些要素:

工作频率

RFID标签频率优化也是需要针对不同客户进行定制的。例如Molex的多数标签都针对美国902-928MHz的RFID频率进行了优化。在询问了客户计划在什么场合下使用RFID标签之后,Molex可以确认是否需要按照其它国家的频率来为客户定制RFID标签。

通信距离

在明确了RFID标签和读取器相互之间的距离有多远后,才可以协助客户来确定读取范围上的要求,并且选择适宜的标签。

附着表面

特别需要注意的一点就是客户打算将RFID标签附着在什么表面上。这是因为并不是所有的RFID标签都是可以在金属表面上工作的。事实上,如果标签并没有经过专门的设计却安放到了金属材料的资产上,那么读取范围将严重缩水。

使用环境

虽然很多标签的设计可靠并经过加固,但很多行业特点和案例还是需要额外的考量。比如说,在建筑施工当中,RFID标签经常在室外使用,在这种条件下,温度、湿度和振动水平可能会不断的变化。Molex无源RFID标签对于这种环境是一种绝佳的选择,原因在于Molex标签具有极广的工作温度范围、IP67或IP68的液体侵入保护等级,以及加固的封闭式设计。

此外还需要考虑标签的尺寸、重量、以及环保等级因素。综合上述因素,就可以最终锁定理想的RFID产品了。当然,对于上述的这些选型要素,Molex凭借自己的经验在产品设计上都有很周全的考虑,让开发者没有后顾之忧。

Molex无源RFID标签特性和规格

坚固耐用,可耐受极端温度、振动和恶劣环境

IP67和IP68防护等级

可粘附在各种表面上,如金属、绝缘电缆、玻璃、塑料和其他非金属材料

各种尺寸和读取范围选项

提供定制开发

设计用于多种用途

工作温度范围:-40°C或-50°C至+85°C

频率范围:902MHz至928MHz(北美标准),或865MHz至928MHz(北美和欧盟标准)

Molex无源RFID标签的特性和优势

不能忽视的RFID读取器

当然,一个完整可靠的无源RFID系统除了标签之外,另一个不能忽略的部分就是RFID读取器。因为无源RFID标签的应用场景和要求千差万别,RFID读写器必须做到:

结构牢固

实地应用简便

最低程度的设置和维护

一流的读写性能

智能和安全为了帮助用户快速获得理想RFID读取器,简化选型工作,Molex与Alien Technology在无源RFID标签应用领域结成了合作伙伴,可以提供一站式的整体解决方案。

Alien Technology在RFID产品领域是一家极具创新性、经验丰富的优质供应商,它的一些读取器设计具有“智能”功能,降低了对外部网络基础设施的需求,这样可以为用户节省准备成本。

图3.jpg

表3:Alien RFID读取器方案

表3中Alien Technology的5个型号RFID读取器,每一款都有一个对应的5位Molex序列号。这些读取器可以进一步的划分为超过100种不同的零件号,按国别配置和目标用户来加以区分。

这些RFID读取器可配合按照最新的RFID标准来设计的所有的标签使用,该标准也称为电子产品代码(EPC)1类第2代标准,这也意味着这些读取器可以配合Molex的RFID标签以及第三方的标签使用。

RFID读取器也分为3类:手持式、商用及企业级。手持式读取器的一个主要优势就在于它们是移动式的,并不一定要安装在固定位置。与之相反,商用和企业级的读取器要安装在固定位置处。商用读取器适合在物料穿过具有明确边界区域的进出口检查点处安装使用,例如制造工厂的仓库。企业级读取器适用于更大的场所或者企业范围内安装使用。

总之,无论是什么行业,在怎样的应用场景中,如果你想利用无源RFID进行资产的跟踪和优化管理,那么从认识Molex的无源RFID解决方案开始,将是一个不错的开端——如此丰富的RDIF标签和读取器产品组合,你想了解的都在这儿了!

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