Aktiv RFID – de utökade möjligheternas RFID
Aktiv RFID – de utökade möjligheternas RFID
Varför har aktiva RFID-taggar ett inbyggt batteri? Ett av svaren är att man ibland har behov av ett chip med mer processorkapacitet än vad de passiva chippen kan erbjuda. Det kraftfullare chippet behöver en strömkälla som gör att chippet arbetar även när det är utanför läsfältet.
Ett mellanting mellan PASSIV RFID och AKTIV RFID är BAP d.v.s. Battery Assisted Passive RFID. Förenklat kan det beskrivas som passiv RFID men där taggarna har ett batteri som med mycket lite ström håller chippet ”vaket” även när taggen är utanför läsfältet. Det man vinner, i förhållande till passiv RFID, är ett mycket bra läsavstånd och minskad påverkan av metall och vatten.
Konsekvensen av att det aktiva RFID-chippet är kraftfullare och har kontinuerlig spänning blir att man kan ha ett program som styr chippets/taggens funktioner.
Bl.a. kan man med mjukvaran bestämma att taggen själv och automatiskt, med definierade intervall, ska sända sitt ID-nummer. Den kan alltså tala om att ”jag finns här” eller ”jag finns fortfarande här”.
Ur användares synvinkel är informationen en RFID-tagg kan lämna det viktiga. Ibland har passiva RFID-taggar tillräcklig funktion men i andra fall krävs mer avancerad teknik för att generera och överföra informationen – d.v.s. aktiv RFID. Finns det inget värde i att använda informationen ska man inte investera i vare sig passiv eller aktiv RFID.
Chippet har ofta ingångar med möjlighet att ansluta olika sensorer. Man kan alltså lägga till en rörelsesensor som känner när taggen kommer i rörelse eller en fukt-/temperatursensor. Varje gång taggen sänder sitt ID-nummer följer även med data från den anslutna sensorn.
Ibland ”ersätts” sensorn av en tryckknapp på taggen. Ett tryck på knappen kan innebära ett larm från ensamarbetande eller en fjärröppning av port eller grind alternativt för att rekvirera material i en monteringslina.
Flexibilitet är ett begrepp som kan kopplas till aktiv RFID – grundtekniken med chippet finns. Med möjligheterna att ansluta sensorer för anpassade områden och kontroll över mjukvaran kan vi supporta lösningar som tidigare inte varit möjliga.
Det går inte att lista alla av den aktiva RFID-teknikens möjligheter – fråga oss istället!
Läsarna är mer kommunikationsenheter är traditionella läsare för passiv RFID. Via sina antenn tar läsaren emot signaler från taggarna. Det är alltså taggarna som är aktiva och sänder sitt ID (plus status på eventuell sensor) – ungefär som en fyr.
Logiken i läsaren eller i bakomliggande system kan även sända kommandon till taggar. Exempelvis kan ett tryck på taggens larmknapp kvitteras av systemet med ett kommando som tänder en lysdiod i taggen.
I kommunikationen med värdsystem kommunicerar läsarna med ett dokumenterat protokoll och via elektriska gränssnitt som RS232, RS422 eller optional TCP/IP eller CanBus.
I radiokommunikationen mellan läsare och tagg används oftast frekvensen 2,4 GHz – men det finns även system som använder 433 MHz.
Många läsare hamnar i ”ruskiga miljöer” – med regn och snö eller monterad ombord på ett fordon med kontinuerliga skakningar och stora G-krafter. Därför låter vi gjuta in elektroniken i en massa som skyddar dels mot fukt men även mot G-krafterna.
Läs- eller kommunikationsavstånden mellan läsaren och taggar beror som vanligt på en mängd faktorer.
En av dessa är läsarens antenn. En rundstrålande sprötantenn ger 360 graders täckning men kortare läsavstånd än en riktantenn som täcker en sektor.
Om man generaliserar kan man säga att läsavståndet är upp till cirka 50 m med fri sikt mellan läsare och tagg. I många fall vill man ha kortare läsavstånd än det som erhålls med standardprodukterna och det åstadkommer man genom att koppla in dämpsatser mellan läsaren och dess antenn. Med hypotetiskt 50 m räckvidd får man in signalerna från alla taggar som befinner sig mellan 0 och 50m. Är det man vill så är det OK men vill du endast veta vilka taggar som finns mellan 0-10m från en grind så skapar taggarna som finns mellan 10 till 50m bara systemmässiga problem. Därför kan man minska räckvidden genom att koppla in dämpsatser.
Batterier och dess livslängd och drifttid har alltid varit ett hett diskussionsämne. Ju större och dyrare batteri man använder desto längre drifttid kan man få. Dagens batteriteknik är så bra att man med standardbatteri i taggarna får en drifttid på flera år.
PRODUKTER
SC100-R, läsare för ID & sensortaggar
Kan läsa och kommunicera med ID-taggar och kombinerade ID+sensor-taggar.
För anslutning till lokalt värdsystem finns flera seriella interfaces tillgängliga som standard såsom RS232, RS422, Clock/Data
Optional: GPRS, CAN, GPS. TCP/IP
SC100-R kan utrustas med 2st radioenheter. Den ena radion kan kommunicera med taggarna medan den andra kan arbeta som trådlöst modem och därmed trådlöst kommunicera med SC100-R vilken i sin tur ansluts till lokal dator eller nätverk.
Strömförsörjning 9 – 24 V DC.
Vattentät och HF-tät kapsling av metall. Optional kan läsarens elektronik gjutas in i en massa för att ge ytterligare skydd mot fukt och mekaniska chocker.
SC100-USB , läsare för sensortaggar med USB-anslutning
Läsaren har inbyggd antenn och strömförsörjs via datorns USB-port.
Denna läsare är lämplig för tester, systemutveckling och temporära installationer
Läsaren har inbyggd antenn och strömförsörjs via datorns USB-port.
Denna läsare är lämplig för tester, systemutveckling och temporära installationer
ID TAG SC200-ID
Denna tagg sänder automatisk sitt ID-nummer (enbart ID), med förvalda tidsintervall. Facktermen säger att taggen sänder ett ”beacon” – ungefär som en fyr vid havet.
Att taggarna automatiskt och upprepat sänder sitt ID innebär att en ny tagg i området automatiskt detekteras och registreras.
Omvänt gäller att om ett tagg-ID plötsligt försvinner från ”närvarolistan” så är det en systemhändelse.
Med grov upplösning kan använda SC200-ID och sammankopplade läsare för lokalisering av de taggade föremålen i realtid. Principiellt skickar systemet ut en förfrågan till alla läsarna om ett speciellt tagg-ID. I det utrymme där den aktuella taggen finns svarar den och läsaren skickar svaret vidare till lokaliseringssystemets dator.
Taggade kundvagnar i stora butiker kan ge information som är användbar i flera olika sammanhang. Det kan ge statistiskt relevant information om kunders och kundvagnars rörelser i butikerna (utan att kopplas till kundens identitet). ”Borttappade” eller oavsiktligt förflyttade kundvagnar kan lokaliseras från sökterminaler i butiken. Det kanske viktigaste är dock möjligheten att styra flödet av tomma kundvagnar så att de finns på rätt plats. Ett överfyllt vagnsskjul är till ingen nytta om inga vagnar finns där kunderna söker dem. Kundvagnarna är ju de lastbärare kunderna använder för att transportera butikens varor genom kassorna – en ofta förbisedd del av handelns logistik. Brist på lediga kundvagnar ger direkt effekt på butikens försäljning.
Bilar, truckar, arbetsmaskiner, vagnar, containers, lastburar, personer taggas med denna typ av tagg. Nyttan är att taggen kontinuerligt talar om att föremålet personen finns här – och även med långt avstånd mellan tagg och läsare.
Även läsaren kan vara mobil! I sammanhang där man transporterar personal eller besökare i buss eller bil till säkerhetsklassade områden. Exempel är transport av personal till gruvor under mark eller till kärnkraftverk eller tunnelarbeten – eller militära anläggningar. En läsare finns i transportfordonet. När personal med taggar går in i fordonet läses och loggas taggarna i läsaren. När fordonet når destinationen kommunicerar läsaren i fordonet med destinationens fasta läsare och loggade tagg-data överförs. Säkerhetssystemet kollar att listan med tagg-ID har behörighet för tillträde varefter de registreras som närvarande.
Batteriets beräknade drifttid: cirka 5-20 år
KeyFob TAG SC200-FOB-X
KeyFob eller ”tagg att hänga på nyckelringen”. Taggen kan ha antingen 1 eller 3 tryckknappar.
1-knappsvarianten används ofta som en ”fjärrkontroll” för att öppna garageportar, grindar eller dörrar d.v.s. aktiviteter som kräver en aktiv handling av användaren.
Taggen sänder ett beacon där status 0 eller 1 för tryckknappen talar om för mjukvaran i värdsystemet vad som ska göras.
Med 3 tryckknappar får användaren möjligheten att sända 3 förutbestämda meddelanden.
Tekniskt sett kan denna tagg användas som ett ”överfallslarm” eller larm för ensamarbetande. Dock är systemet inte prövat efter eventuella regler för larm knutna till personsäkerhet. Däremot kan man säga att det är ett informationssystem som kan överföra information om ”icke önskvärda händelser”.
I vissa situationer/verksamheter/system vill man ha en omvänd funktion. D.v.s. man vill att bäraren av taggen med knapptryck ska tala om att allt är OK. Utebliven signal från taggen, efter definierad tid, innebär en form av larm.
Batteritiden är cirka 1 – 8 år, beroende på val av batteri och användningssättet.
Kapslingen ”ruggad” eller stryktålig och ger en känsla av gummi
Batteritiden är cirka 1 – 8 år, beroende på val av batteri och användningssättet.
Kapslingen ”ruggad” eller stryktålig och ger en känsla av gummi
TAG SC200-H ID tagg plus fuktsensor
Sensordelen i taggen mäter halten av fukt i den luft som omger taggen. Mätvärdena loggas i taggens minne och kan, tillsammans med taggens ID-nummer, sändas automatiskt eller på begäran från övervakningssystemet.
Batteriets beräknade drifttid: cirka 5-10 år
Noggrannhet i mätning: ±3%RH
TAG SC200-T ID tagg plus temperatursensor
Sensordelen i taggen mäter temperatur. Mätvärdena loggas i taggens minne och kan, tillsammans med taggens ID-nummer, sändas automatiskt eller på begäran från övervakningssystemet.
Om sensortaggen ligger i en kyl- eller fryscontainer på väg mellan Göteborg till Stockholm är det oftast inte till nytta att taggen sänder sina loggade data förrän slutdestinationen nåtts.
Via ”läsaren” där sänds ett kommando med begäran att alla taggar ska sända sitt ID plus loggade temperaturdata.
Tekniskt kan man på alternativa sätt även sända larm om över- eller underskridna gräsvärden till föraren av dragbil till temperaturkontrollerade trailers. Presentation av larm kan exempelvis ske i förarens mobiltelefon eller på panel i dragbilens hytt.
Varuägaren kan på begäran få en utskrift eller en fil som visare vilka temperaturer hans varor haft under hela transportkedjan – och inte enbart vid transportens början och slut.
Vill man exempelvis övervaka temperaturen på livsmedel i ett lager är realtidsnära information viktig varför då taggarna konfigureras att automatiskt sända loggade temperaturvärden. Det här är en funktion som bl.a. används för att ändra FIFO-regeln (First In – First Out) där man för kylvaror istället först utlevererar pallar med högst temperatur eftersom de har kortast hållbarhetstid.
Batteriets beräknade drifttid: cirka 5-10 år
Noggrannhet: ±0.2°C at 25°C
±1°C from -10°C to +85°C
±3°C from -40°C to -10
TAG SC200-A ID tagg plus sensorer för rörelser och temperatur
Sensordelen i taggen detekterar rörelser och mäter temperatur. Mätvärdena loggas i taggens minne och kan, tillsammans med taggens ID-nummer, sändas automatiskt eller på begäran från övervakningssystemet.
Rörelsesensorn kan detektera rörelser, vibrationer, mekaniska chocker, mm
Informationen rörelsetaggen genererar kan användas för många syften.
Ibland är normaltillståndet att någonting ständigt ska vara i rörelse. Taggen sänder då sina data – men uteblir data blir det ett larm.
För taggade trailers och containers på ett terminal- eller industriområde är ”normaltillståndet” att det stå stilla. Taggarna sänder bara sitt ID-nummer. Vid förflyttning, tillåten eller otillåten, sänder taggen sitt ID plus data för att taggen nu är i rörelse.
Att transportföretag kopplar på och kör iväg med fel trailer förekommer, trots förnekanden. Ett sätt att minimera risken är att förse trailerna med rörelsetaggar och dragbilarna med en läsare. När dragbilen backar mot den trailer som ska kopplas får läsaren signaler från alla taggade trailers inom täckningsområdet. När dockningen sker uppstår en lätt rörelse som aktiverar rörelsesensorn på den nu kopplade trailern. Dragbilens fordonsdator får då info, baserad på tagg-ID och aktiverad
rörelsesensor, om vilken trailer bilen nu är kopplad till. Eftersom fordonsdatorns program vet vilken trailer som skulle dockas får föraren ett OK eller STOPP!
Rörelsetaggens funktion för att registrera mekaniska chocker används bl.a. vid transporter av stötkänsligt gods och speciellt där påverkan av chocker eller stötar inte syns vid en okulär besiktning. Vid godsmottaning kan man från taggen hämta loggen på registrerade chocker.
Taggarnas känslighet och gränsvärden kan konfigureras via radiogränssnittet.
Batteriets beräknade drifttid: cirka 5-20 år
Sensordelen i taggen detekterar rörelser och mäter temperatur. Mätvärdena loggas i taggens minne och kan, tillsammans med taggens ID-nummer, sändas automatiskt eller på begäran från övervakningssystemet.
Rörelsesensorn kan detektera rörelser, vibrationer, mekaniska chocker, mm
Informationen rörelsetaggen genererar kan användas för många syften.
Ibland är normaltillståndet att någonting ständigt ska vara i rörelse. Taggen sänder då sina data – men uteblir data blir det ett larm.
För taggade trailers och containers på ett terminal- eller industriområde är ”normaltillståndet” att det stå stilla. Taggarna sänder bara sitt ID-nummer. Vid förflyttning, tillåten eller otillåten, sänder taggen sitt ID plus data för att taggen nu är i rörelse.
Att transportföretag kopplar på och kör iväg med fel trailer förekommer, trots förnekanden. Ett sätt att minimera risken är att förse trailerna med rörelsetaggar och dragbilarna med en läsare. När dragbilen backar mot den trailer som ska kopplas får läsaren signaler från alla taggade trailers inom täckningsområdet. När dockningen sker uppstår en lätt rörelse som aktiverar rörelsesensorn på den nu kopplade trailern. Dragbilens fordonsdator får då info, baserad på tagg-ID och aktiverad rörelsesensor, om vilken trailer bilen nu är kopplad till. Eftersom fordonsdatorns program vet vilken trailer som skulle dockas får föraren ett OK eller STOPP!
Rörelsetaggens funktion för att registrera mekaniska chocker används bl.a. vid transporter av stötkänsligt gods och speciellt där påverkan av chocker eller stötar inte syns vid en okulär besiktning. Vid godsmottaning kan man från taggen hämta loggen på registrerade chocker.
Taggarnas känslighet och gränsvärden kan konfigureras via radiogränssnittet.
Batteriets beräknade drifttid: cirka 5-20 år
TAG SC200-B ID tagg med signal-/larmknapp
Funktionen är att taggen sänder sitt ID-nummer plus ett tecken för tryckknappens status. Det är alltså mjukvaran i det mottagande systemet som bestämmer betydelsen av aktiverad eller ej aktiverad signalknapp.
Funktionen är i stort densamma som för den fysiskt mindre KeyFob TAG SC200-FOB-X. Skillnader är att SC200-B har plats för ett större batteri och har en mer stryktålig kapsling.
Ett användningsområde är för ensamarbetande. Mjukvaran i det bakomliggande övervakningssystemet sänder ett meddelande till taggen och som ska kvitteras med ett knapptryck inom definierad tid. Utebliven kvittering ger larm.
En mer klassisk trivial funktion är fjärröppning av portar och grindar. Med tryck på knappen öppnas grinden. En tappad eller stulen tagg plockas bort från styrsystemets behörighetslista.
En ännu mer okomplicerad funktion, utan behörighetskontroller, är fjärröppning av interna dörrar eller portar. Ett tryck på knappen öppnar.
Med fri sikt mellan tagg och mottagare kan avståndet vara upp till 50m. Med dämpsatser och ”dåliga” antenner kan vi ta ner avstånden så att de blir funktionellt optimala.
Sjukhus och livsmedelsbutiker är ställen med många öppningstillfällen av dörrar per arbetsdag.
Ytterligare användningsområde är för att rekvirera material till arbetsstationer utefter monteringslinjer. Ett tryck på knappen talar om för materialhanteringssystemet att mer material behövs till den anropande arbetsstationen.
Batteriets beräknade drifttid: cirka 5-20 år
TAG SC200-? Din specialtagg
De flesta parametrar går att mäta. Har du behov eller önskemål om någon speciell funktion? Kontakta oss för en diskussion!
Ideér som diskuterats, men ännu inte realiserats, är bl.a. att integrera en GPS-mottagare i taggen så att taggen via läsaren kan ge koordinaterna för sin position utomhus.
Andra funktioner har varit lysdioder – för att indikera just den tagg man sökt, bland alla andra taggar.
Pris för aktiva RFID i jämförelse med passiv RFID och BAP RFID
Man bör generellt inte välja lösning baserad på lägsta pris på utrustningen. Det gäller att skapa en fungerande systemlösning. Beroende på krav och förutsättningar är det passiv RFID , BAP RFID eller aktiv RFID kan användas för att skapa lösningen. Mycket sällan kan de olika RFID-teknikerna ställas mot varandra. De är alla verktyg skapade för lösa olika uppgifter.
Om vi nu ändå och felaktigt jämför priser på RFID-taggar inom de olika teknikområdena så har de passiva taggarna lägst pris följt av BAP-taggar. Det är föga förvånande att den mer avancerade aktiva taggen har ett högre, men ändå överkomligt, pris.
När det gäller läsare eller kommunikationsenheter är det tvärtom. Här har de aktiva läsarna ett väsentligt lägre pris och där montagekostnaden oftast är en bråkdel av kostnaden för montering av passiva läsare.
AKTIV RFID är inte någon generell lösning på alla RFID-problem – utan ett av verktygen för att skapa systemlösningar.
Men medge att aktiv RFID är de utökade möjligheternas RFID!
Vill du veta mer? Kontakta då Bengt Sunesson, bengt.sunesson@identsys.se, 0708-40 67 69.