工业RFID识别系统工作原理及应用价值
RFID技术是一种利用射频通信实现的非接触式自动识别技术,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,对电子标签或射频卡进行读写,从而完成读写器与标签之间的数据通信,实现识别目标与数据交换的目的。 RFID技术能够自动识别目标,无需人工干预,可适应各种环境,具有很高的可靠性。此外,RFID技术还可以与互联网技术相结合,实现全球范围内的数据共享和信息交流。因此,RFID技术被广泛应用于现代物流、供应链管理、零售业、交通运输、医疗保健等领域。例如,我国现行的第二代身份证就应用了RFID技术。
一个完整的RFID系统利包括读写器、RFID标签以及计算机系统等部分构成。
读写器是RFID系统中的关键部分,主要由无线收发模块、天线、控制模块及接口电路组成。这些读写器可以完成对RFID标签中信息的写入和读取操作,是RFID系统中数据采集终端的重要组成部分。读写器通过无线收发模块与RFID标签进行通信,控制模块则负责处理指令和数据,接口电路则用于连接读写器和计算机系统。
RFID标签是用于标记待追溯物体的数据承载体,它里面记录了数据信息,并可与RFID读写器进行读写交互。标签天线与标签芯片是RFID标签的核心组成部分。标签天线用于接收读写器发出的信号并传输给标签芯片,标签芯片则用于存储和处理数据信息。通过与读写器的交互,RFID标签可以自动识别物体并传输数据信息。
计算机系统包括PC或者PLC和其它控制器,甚至用户现场的WMS、MES、ERP等系统,用来接收RFID读写器反馈过来的信息。这些信息可以包括待追溯物体的数据、识别结果、统计数据等。
在典型的RFID系统中,计算机系统、读写器和RFID标签等各个部分相互配合,共同完成物体的自动识别、数据采集与传输任务。通过使用RFID技术,可以提高数据采集的准确性和效率,降低成本并提高工作效率。
工业RFID识别系统的应用优势
在工业生产环境中,数据识别技术扮演着至关重要的角色。目前,条码、二维码和RFID技术是工业场景中较为常用的数据识别技术。然而,每一种技术都存在其特定的局限性。例如,条码技术虽然被广泛采用,但其在读取数据时需要匹配特定光源,并且对光源的亮度有很高的要求。此外,它需要被扫描仪在可视范围内对准光线进行扫描,才能成功读取信息。这种技术对机械精度要求很高,一旦托盘等承载条码的物体变形,可能会导致条码无法被识别。另外,条码识别只能逐个扫描,一次只能读取一个条码,这大大降低了工作效率。而且,由于条码容易磨损和脏污,其使用寿命较短,且不可被修改后重复使用。
另一方面,二维条码虽然在信息容量方面提供了解决方案,并增加了信息纠错功能,可以通过激光雕刻技术在物品表面实现识读和防伪等功能,但仍然存在一些弊端。例如,其应用场景相对有限,不能完全满足工业生产中复杂应用场景的需求。
综上所述,尽管条码、二维码和RFID技术在工业数据识别中发挥了重要作用,但它们都存在一定的局限性。因此,寻求一种更加高效、可靠且适应性强的新型数据识别技术已成为工业领域亟待解决的问题。
相较于条码识别技术,RFID的优势主要包括:
1、可群读
能自动批量识别数据,识别速度快,即使是高速运动的物体也能快速识别,而且识别工作无需人工干预,可以做到“无人化”。
2、非接触式读写,读写方便快捷
无需对准物体,RFID标签与阅读器之间无机械接触,数据的读写无需光源,并且穿透力强,可透过任何非金属材料读写数据,有效识别距离更大。
3、抗污能力及环境适应性强,使用寿命长
RFID采用无线电通信方式,使其可适用于室内外恶劣环境,对水、油、化学物品等物质具有极强的抗腐蚀性,而且封闭式包装使得其寿命大大超过印刷的条形码。
4、数据容量大
RFD标签的数据容量可以根据用户需求扩充到数兆字节,远远高于二维条形码2725个字节的容量。
5、RFID标签具有唯一性
不会出现同一RFID标签重复使用,或多个产品对应一个标签的情况。
6、RFID标签可读可写
可重复写入数据,能循环利用,复用性强,由此可以节约用户成本。
7、安全性较高
信息存储在RFID芯片中,数据内容经密码保护,不易被伪造、窃取和变造。
工业RFID识别系统的应用价值
在工业领域,我们经常会遇到需要将大量设备进行联网和数据采集的情况。这些设备种类繁多,包括PLC、机器人、自动化设备等,它们通常具有自己的通讯接口和通讯协议,可以与上位系统进行数据传输和通讯。然而,并非所有的设备都具备通讯能力。在许多场景下,我们还需要考虑到一些如刀具、工件、原材料、生产的半成品或成品、装载物料的托盘等物品,它们本身并不具备通讯能力,但这些对象对于企业生产来说同样至关重要,甚至数量更为庞大。
为了让这些不具备通讯能力的对象也能够实现与上位系统的通讯和数据采集,我们可以利用RFID技术,在这些对象或资产上标记RFID标签,在关键节点布置工业读写器,通过无线电波传输信息,实现自动识别和数据采集。一旦这些对象或资产被标记了RFID标签,它们就能够将周边环境、储存状态、位置等信息储存并传递给上位信息管理系统。这样,企业就可以实现生产链、供应链的透明化,进行准确追溯。
通过这些信息,企业可以进行深入的分析和挖掘,从而做出更加精准而科学的决策。例如,企业可以根据生产链的数据分析,了解生产过程中的瓶颈问题,优化生产流程;根据供应链的数据分析,预测未来的市场需求,制定更加合理的采购和库存策略。因此,利用RFID技术不仅可以提高生产效率,还可以帮助企业做出更加科学合理的决策。
在工业领域,RFID技术所带来的价值包括:实现各种生产数据采集的自动化和实时化,弥补企业计划层与控制层之间的“信息断层”,及时掌握生产计划和生产线生产状态,提高生产的灵活性;将生产过程自动化,同时避免人工失误;管理或减少库存;有效跟踪、管理和控制生产所需资源和在制品,实现生产过程的透明化和可视化管理;提升生产现场物料配送的及时性和准确性,降低装配差错率;加强生产过程质量监控和跟踪能力,提高产品质量和生产线整体生产效率,同时通过对所采集数据的分析挖掘,使管理决策更优化等。
综上所述,工业RFID识别系统在智能制造和工业4.0中扮演着至关重要的角色。它是实现生产链、供应链完全透明化的关键技术之一,也是提升效率、保障质量,实现智能工业的核心所在。