Aktívne RFID (RTLS)

Aktívne RFID v RTLS určuje polohu podľa blízkosti. Tagy s batériou samy vysielajú svoju identitu. Gateway alebo budiče určia polohu tagu podľa toho, že ho zachytia pri známom bode alebo vo veľkej bunke s dlhým dosahom. Pasívne RFID brány zareagujú, až keď náklad prejde cez rampu. Aktívny tag sa naopak dá načítať aj vtedy, keď materiál stojí v bufferi, jazdí na vozíku alebo čaká pri pracovisku. Mnohé priemyselné riešenia na to používajú bezlicenčné pásma s uzavretým rádiovým rozhraním, aby sa vyhli preplnenému pásmu 2,4 GHz, ktoré už zdieľajú Wi-Fi a BLE. Nejde o bežný Bluetooth čip ani o štandardnú sieť UWB impulzov.

Dve rozloženia podľa blízkosti

1. Aktívne RFID s dlhým dosahom - Pevné gateway, gateway na vozidlách alebo oboje zachytávajú tagy v rozsiahlej bunke. Dodávatelia v prospektoch uvádzajú dosah rádovo stovky metrov a výdrž tagu niekoľko rokov pri pomalej frekvencii aktualizácie. Užitočným výstupom je sledovanie polohy na úrovni haly alebo zóny: v ktorom krídle je ešte prepravný stojan, ktorý vozík tú mrežovú paletu naposledy zachytil a ktorý vratný obal odišiel z haly B. Skôr než označíte tisíce regálov tagmi, overte si dosah z prospektu na krátkom úseku vlastnej uličky.

2. Sieť budičov s krátkym dosahom - Pevné budiče (kotvy) sú rozmiestnené po areáli na známych miestach. Mobilná gateway na vysokozdvižnom vozíku, logistickom vláčiku alebo podobnom vozidle pri prejazde načíta blízky budič aj označený náklad. Systém priradí tag k budiču, takže závod vie povedať, že tento tag je pri tomto budiči. Presnosť určuje hustota rozmiestnenia. Hustá sieť dokáže určiť polohu v uličke na približne 5 m (16 ft). Jeden budič pri pracovisku dokáže paletu priradiť k danému pracovisku s presnosťou na centimetre. Budiče treba umiestniť len tam, kde sú pre dané rozhodnutie potrebné: husto, ak sa hľadá podľa stanovišťa, a riedko alebo presne na jednom bode, ak ide o otázku „je tento prepravný stojan na tomto pracovisku“.

Obe rozloženia patria do RFID podľa blízkosti, kde polohu určuje čítačka alebo budič, ktorý tag zachytil. RFID lokalizácia má ešte dva ďalšie varianty od iných dodávateľov a v inej cenovej úrovni: bránu a najpokročilejšiu podobu, stropné antény, ktoré sledujú polohu X, Y a Z v reálnom čase. RFID RTLS so stropnými anténami je iný produkt než riešenie podľa blízkosti. Rozdelenie na tri varianty opisuje článok RFID v RTLS: brány, blízkosť a súradnice X, Y, Z v reálnom čase, ďalší prehľad technológií nájdete v článku Technológie RTLS na trhu.

Hlavné súčasti

Aktívne tagy: Vysielače s batériou na sledovaných predmetoch. Vysielajú svoju identitu (niekedy aj údaje zo senzorov) a na napájanie čipu nepotrebujú pole čítačky.

Gateway / čítačky: Pevné alebo na vozidlách namontované prijímače, ktoré zachytávajú tagy a posielajú údaje cez sieť závodu, Wi-Fi alebo mobilnú sieť. Pri rozložení s krátkym dosahom je mobilná gateway pohyblivý prijímač, ktorý zachytí tag aj budič naraz.

Budiče (kotvy): Pevné značky blízkosti na známych súradniciach alebo pri pracoviskách. Používajú sa v sieti s krátkym dosahom, aby gateway na prejazdnom vozidle vedela priradiť tag k danému miestu.

Lokalizačný server alebo middleware: Z udalostí blízkosti vytvára zóny, prítomnosť na pracovisku, čas zotrvania alebo aktualizácie zásob a posiela ich do WMS, MES, ERP alebo do digitálneho dvojčaťa.

Rádiové rozhranie: Často proprietárny rádiový protokol v bezlicenčných pásmach. Uzavreté riešenia sa nedajú miešať s ľubovoľnými beaconmi BLE. Pri priemyselných výberových konaniach na RTLS sa rádiová technológia naďalej overuje priamo v závode.

Využitie vo výrobe a logistike

Automobilové a diskrétne závody používajú aktívne tagy s dlhým dosahom na vratné obaly, regály a kontajnery, ktoré by sa inak stratili medzi halami a dodávateľmi. Tie isté závody nasadzujú sieť budičov, keď je otázka konkrétnejšia: je táto paleta na tomto pracovisku, alebo v ktorej bunke s rozmerom 5 m (16 ft) je ešte tá mrežová paleta. Gateway na vysokozdvižných vozíkoch menia každý prejazd na aktualizáciu polohy pre internú logistiku a nemusia pritom celú strechu osádzať kotvami UWB.

Aktívne RFID sa veľmi dobre hodí do prostredia s množstvom kovu. Lokalizácia podľa blízkosti funguje okolo oceľových regálov, strojov a kovových vratných obalov, kde kvalita signálu BLE často klesne. Horšie sa hodí, keď treba len potvrdiť prejazd cez rampu, a to už zvláda lacná pasívna brána, alebo keď tím po zavedení otvoreného BLE odmieta druhú uzavretú rodinu tagov. Rozloženie treba prispôsobiť otázke: dlhý dosah na hľadanie v hale, hustejšie budiče na presné určenie stanovišťa alebo pracoviska.

Prínosy a úskalia

Prínosy: poloha podľa blízkosti, ktorá sa dá načítať aj medzi bránami, spoľahlivé čítanie v halách plných kovu, kde má BLE problémy, batérie s výdržou niekoľko rokov pri miernej frekvencii aktualizácie a mobilná gateway, ktorá aktualizuje polohu nákladu, keď sa vozidlá pohybujú. Hustotou budičov si môžete zvoliť presnosť v uličke na približne 5 m (16 ft) alebo prítomnosť na pracovisku s presnosťou na centimetre, bez zmeny rodiny tagov. Úskalia: proprietárne rádiové rozhrania viažu náhradné diely na jedného dodávateľa a dosah z marketingových materiálov nie je dosah vo vašej uličke. Pred rozšírením si dlhý dosah aj prejazd popri budiči overte na jednej hale.

Súvisiace pojmy

Aktívne RFID v RTLS patrí do priemyselnej oblasti RFID v RTLS, popri pasívnych bránach RFID, BLE, UWB a SLAM, ktorý určuje polohu vozidla. V tých istých prehľadoch sa často uvádza aj ďalšie špecializované riešenie pre areály, fázové meranie vzdialenosti VHF. Vonku sa naďalej používa satelitná lokalizácia GPS / GNSS.

Časté otázky

Je aktívne RFID to isté ako BLE alebo UWB? Nie. Aktívne RFID určuje polohu podľa blízkosti: tag s batériou zachytí gateway alebo sa priradí k budiču. BLE využíva Bluetooth advertising alebo zisťovanie smeru a v prostredí s množstvom kovu má často problémy. UWB meria vzdialenosť krátkymi impulzmi a v otvorenom priestore určí polohu presnejšie. Ide o iný čip, inú hranicu presnosti a inú cestu k náhradným dielom.

Čo je budič? Budič je pevná kotva blízkosti na známom mieste. Keď okolo prejde mobilná gateway (často na vysokozdvižnom vozíku), zachytí budič aj označený predmet naraz, takže systém vie nahlásiť, že tag je pri tomto budiči. Čím bližšie sú budiče od seba, tým jemnejšie zóny vzniknú, a to až približne 5 m (16 ft) pri hustej sieti alebo prítomnosť s presnosťou na centimetre pri jednom pracovisku.

Ako sa líši od RFID brány na rampe a od RFID RTLS so stropnými anténami? Brána len zaznamená, že tag cez ňu prešiel. Aktívne RFID určuje polohu podľa blízkosti: tagy s batériou, ktoré sa dajú čítať v celej hale alebo sú viazané na budiče. Najpokročilejšie RFID RTLS má antény na strope a hlási polohu X, Y a Z v reálnom čase. Ide o troch rôznych dodávateľov a tri cenové úrovne.

Môžeme znova využiť naše súčasné beacony BLE? Nie, ako natívne tagy v proprietárnom rádiovom rozhraní aktívneho RFID sa použiť nedajú. Pre sledované predmety treba počítať s hardvérom, ktorý k tomuto systému patrí, alebo aktívne RFID prevádzkovať popri BLE na tom istom dvojčati ako druhú technológiu, najmä tam, kde kov už teraz ruší BLE.

Ako sa to zobrazí v digitálnom dvojčati? Gateway a API exportujú udalosti blízkosti (bunky s dlhým dosahom alebo zhody s budičmi). Platforma ako twinzo premietne tieto polohy na model závodu vedľa BLE, UWB, pasívneho RFID alebo iných dátových tokov, ktoré závod už používa.